在多层存储器结构中存储纠错码制造技术

本申请公开了在多层存储器结构中存储纠错码。用于管理存储器中数据的方法和装置。根据一些实施例，数据对象存储在多层存储器结构的第一非易失性层中。生成在读取操作期间检测数据对象中至少一个位错误的ECC数据集。ECC数据集被存储在多层存储器结构的不同的第二非易失性层中。

【技术实现步骤摘要】
在多层存储器结构中存储纠错码专利技术概述本专利技术的各个实施例一般涉及管理在存储器中的数据。根据一些实施例，数据对象存储在多层存储器结构的第一非易失性层中。生成适于在读取操作期间检测数据对象中至少一位错误的ECC数据集。ECC数据集被存储在多层存储器结构的不同的第二非易失性层中。鉴于下文的详细讨论和附图，可以理解表征本专利技术实施例的这些和其他特征和方面。附图简述图1提供根据本专利技术的各种实施例的具有多层存储器结构的数据存储设备的功能框图表示。图2是在图1的多层存储器结构中有用的可擦除存储器的示意表示。图3提供在图1的多层存储器结构中有用的可重写存储器的示意表示。图4示出从图1所选择的存储器层的配置。图5示出由图1的设备使用的数据对象、ECC数据和元数据单元的示例性格式。图6是根据一些实施例图1的设备的一部分的功能框图表示。图7更详细示出图6的数据对象引擎的各方面。图8更详细表示图6的ECC引擎的各方面。图9更详细示出图6的元数据引擎的各方面。图10示出根据一些实施例在较高层中存储ECC数据和在较低层中存储对应的数据对象。图11示出根据其他实施例在较高层中存储数据对象和在较低层中存储对应的ECC数据集。图12提供根据一些实施例在数据写入操作期间执行的步骤。图13示出根据一些实施例在随后数据读取操作期间执行的步骤。图14描绘根据各种实施例的碎片收集单元(G⑶)的操作生命周期。图15示出根据一些实施例在碎片收集操作期间执行的步骤。专利技术详述本专利技术总体上涉及管理在多层存储器结构中的数据。数据存储设备通常操作以在存储器中存储数据块。该设备可使用数据管理系统以跟踪块的物理位置，以便可响应对所存储数据的读取请求而随后检索块。该设备可以被提供在不同级或层具有不同类型的存储器的分层(多层)存储器结构。所述多层按所选优先级顺序配置，以适应具有不同属性和工作负荷能力的数据。各种存储器层可以是可擦除或可重写的。可擦除存储器(例如，闪速存储器，写入许多光盘介质等)由可擦除非易失性存储器单元格组成，在新的数据被写入给定存储器位置之前所述可擦除非易失性存储器单元格一般需要擦除操作。因此，在可擦除存储器中常见的是:向新的不同位置写入更新后数据集并将之前存储的数据版本标记为陈旧的。可重写存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、阻抗随机存取存储器(RRAM)、磁光盘介质，等等)可以是易失性或非易失性的，并从可重写非易失性存储器单元格形成，以便更新数据集可以被重写到给定位置的现有的旧版本数据，而无需中间擦除操作。不同类型的控制信息(诸如纠错码(ECC)数据和元数据)可以存储在存储器结构中以协助写入和随后读回用户数据。ECC数据允许在从存储器读回的数据对象的副本中检测和/或校正多达所选比特的错误量。元数据单元跟踪在存储器空间中存储的逻辑元件(例如，逻辑块地址、LBA)和存储器空间的物理位置(例如，物理块地址、PBA)之间的关系。元数据还可包括与所存储用户数据相关的状态信息和相关联的存储器位置，诸如累计写入/擦除/读取总量、老化、漂移参数、估计或测量的磨损等。本公开的各种实施例提供一种改进方法以在多层存储器结构中管理数据。如下面所解释地，数据对象由一个或多个用户数据块(例如，LBA)形成，并且存储在多层存储器结构中的选定层。ECC数据集对于每个数据对象生成并存储在不同层中，诸如比起用于存储数据对象的层较低的层或较高的层。可相对于和对应数据对象相关的数据属性以及相对于其中存储ECC数据的所选层的存储器属性而选择ECC数据的大小和配置。元数据可进一步被生成以跟踪数据对象和ECC数据的位置，以及所述元数据可以被存储在不同于用于分别存储数据对象和ECC数据的第三层。以这种方式，具有特定存储特定属性的数据对象可以被成对或分组并存储在符合这些属性的合适的存储器层中。ECC数据可以被生成并存储在匹配ECC数据的属性的合适存储层中，以及期望或观察与该数据对象相关的工作负荷。开始浏览图1，可以理解本文公开的各种实施例的这些和其他特征。图1提供数据存储设备100的功能框图表示。该设备100包括控制器102和多层结构存储器104。该控制器102提供设备100的最高级控制，以及存储结构104从/向请求者实体(诸如外部主机设备(未单独示出))存储和检索用户数据。存储器结构104包括表示为MEM1-3的多个存储器层106、108和110。各个层中存储器的数量和类型可以根据需要变化。一般地，提供优先级顺序，以至于存储器结构104的较高层将由更小和/或更快的存储器构建，以及存储器结构中的较低层可以由更大和/或更慢的存储器构建。其它特征可确定各层的优先级顺序。为了提供一个具体示例，系统100被设想为基于闪存的存储设备，诸如固态驱动器(SSD)、便携式拇指驱动器、记忆棒、存储卡、混合存储设备等，以便较低存储器层中的至少一个提供利用可擦除存储器的主要存储。较高存储器层中的至少一个提供可重写非易失性存储器，诸如阻抗式随机存取存储器(RRAM)、相变随机存取存储器(PCRAM)、自旋力矩转移随机存取存储器(STRAM)等。这仅是说明性地而不是限制性地。其他级别可并入到存储器结构中，诸如易失性或非易失性缓存级别、缓冲器等。图2示出由可擦除存储器单元格122的阵列组成的可擦除存储器120，所述可擦除存储器单元格122在这种情况下由(但不限于)闪速存储器单元格表征。可擦除存储器120可用作图1中存储器结构104的各种存储器层。在闪速存储器单元格的情况下，单元格122通常采取具有带浮置栅的一般NMOS场效应晶体管(η沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)的可编程元件的形式，所述浮置栅适于存储累积电荷。可相对于电压量建立每个闪速存储器单元格122的编程状态，所述电压量需要被施加以控制单元格122的栅极用于将单元格置于源极-漏极导通状态。图2中的存储器单元格被布置成许多行和列，单元格122的每列连接到位线(BL)124，以及单元格122的每行都连接到单独字线(WL) 126。数据可沿着单元格的每行存储为数据页，该数据页可代表存储器的的选定单元(诸如8192比特)。如上面指出地，可擦除存储器单元格(诸如闪速存储器单元格122)可适于将数据存储为每单元格的一个或多个比特的形式。然而，为了储存新更新的数据，单元格122需要应用擦除操作，以从相关联的浮置栅极移除积累的电荷。因此，闪速存储器单元122的组合可被设置成擦除块，该擦除块表示可以作为单元格擦除的最小的单元格。图3示出由可重写存储器单元132的阵列组成的可重写存储器130。每个存储器单元格132包括与开关设备(MOSFET) 136串联的阻抗传感元件(RSE) 134。每个RSE134是相对于编程阻抗康具有不同的编程数据状态的可编程存储器元件。可重写存储器单元格132可以采取任何数量的合适形式，诸如RRAM、STRAM、PCRAM等。如上面指出地，可重写存储器单元格(诸如图3中的单元格134)可以接收新的更新数据，而不需要擦除操作以将单元格复位到已知状态。各种单元格132通过位线(BL)138、源线(SL) 140和字线(WL) 142互连。可以设想其他布置，包括仅将两条控制线(例如，位线和源极线)互连到每个存储器单元格的交叉点阵列。图4示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在多层存储器结构的第一非易失性层中存储数据对象；生成在读取操作期间检测数据对象中至少一个位错误的ECC数据集；以及在多层存储器结构的不同的第二非易失性层中存储所述ECC数据集。

【技术特征摘要】
2013.02.08 US 13/762,7651.一种方法，包括: 在多层存储器结构的第一非易失性层中存储数据对象； 生成在读取操作期间检测数据对象中至少一个位错误的ECC数据集；以及 在多层存储器结构的不同的第二非易失性层中存储所述ECC数据集。2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于与所述数据对象相关联的数据属性和与所述第二非易失性层相关联的存储属性，选择所述第二非易失性层。3.如权利要求1所述的方法，其中所述多层存储器结构包括多个非易失性存储器层，各个非易失性存储器层具有不同的数据传输属性并对应从最高到最低的顺序按优先级顺序配置的存储器单元格结构。4.如权利要求3所述的方法，其中在多层存储器结构中，所述第一非易失性层是比起所述第二非易失性层的较高层。5.如权利要求3所述的方法，其中在多层存储器结构中，所述第一非易失性层是比起所述第二非易失性层的较低层。6.如权利要求1所述的方法，其中所述存储步骤包括:响应于和数据对象的大小相关的ECC数据的大小，在所述多层存储器结构中从多个可用较低层选择所述第二非易失性层。7.如权利要求6所述的方法，其中所述存储步骤进一步包括:响应于相对于所述第一非易失性层的数据I/o传输速率的所述第二非易失性层的数据I/O传输速率，在所述多层存储器结构中从所述多个可用较低层次选择所述第二非易失性层。8.如权利要求1所述的方法，其中，在共同的逝去时间间隔，所述数据对象和ECC数据同时存储到相应的第一和第二非易失性存储器层。9.如权利要求1所述的方法，其中所述数据对象包括由请求者设备提供的至少一个用户数据块用于存储在所述多层存储器结构中，所述ECC数据包括适用于在读回操作期间检测并校正数据块中多达至少一位错误的码字。10.如权利要求1所述的方法,进一步包括:生成包括地址信息的元数据单元,所述地址信息识别所述第一非易失性存储层中所述数据对象的存储位置以及所述第二非易失性存储器层中ECC数据的存储位置，其中所述元数据单元被存储在多层存储器结构中的不同的第三非易失性层中。11.如权利要求1所述的方法，其中所述第一或第二层中所选之一包括可重写非易失性存储器单元格，以及所述第一或第二层的剩余一个包括可擦除非易失性存储器单元格。12.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·高斯，M·A·盖尔特纳，A·帕塔波蒂安，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US