公开了一种半导体存储器系统及其磨损平衡方法。所述半导体存储器系统包括:非易失性存储器,其包括多个逻辑块,每个逻辑块被划分为多个条目;文件系统,其检测待存储的数据的类型,并且根据所述数据类型来分配用于存储数据的逻辑块或条目;和转换层,其根据所述数据类型来平衡所述逻辑块或条目的磨损程度。通过根据数据类型来管理逻辑块或条目的磨损程度,增加了所述半导体存储器系统的性能和寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体存储器系统。更具体地,本专利技术涉及半导体存储器系统 及其磨损平4軒(wear-leveling)方法。
技术介绍
半导体存储器设备被配置来在其中存储数据。半导体存储器设备通常分 为易失性类型和非易失性类型。非易失性存储器设备即使没有电源也能够保 持其中存储的数据,而易失性存储器设备在电源中断或停止时会丢失它们的 数据。由于具有低功耗的数据保持能力,非易失性存储器设备目前被认为是便 携式装置的有用的存〗诸媒体。非易失性存储器包括下列各种类型,例如,闪 存、相变随机存取存储器(PRAM)、铁电RAM(FeRAM)、磁RAM(MRAM)等等。闪存适用于高集成密度,由于非易失性优点被广泛应用于移动系统上。 通过包括多个存储器块来组织闪存。MRAM类似于硬盘,依靠磁属性来存储数据。MRAM利用铁磁隧道磁 滞电阻(TMR)器件来存储数据。PRAM可以使用诸如硫化物合金(例如,Ge2Sb2Te5; GST)之类的薄 膜材料来运行,它们用于CD-ROM或DVD-RAM中。这种石克化物合金的阻 抗在非结晶状态下变得更大,但是在结晶状态下变得更小。因此,通过感测 来自硫化物合金薄膜的阻抗级别将数据1或0存储在其中。FeRAM利用铁电材料来存储数据。在铁电材料中,极化作用 (polarization)是通过向其施加的电压来定向的。因此,参考FeRAM中的被极化的取向来区分数据。同时,存储在这样的半导体存储器设备中的数据的改变次数是受到限制 的,因为通过重复性的写和擦除操作,该半导体存储器设备逐渐变得磨损。 随着磨损程度的增加,会花费更长的时间来改变(例如写或擦除)数据,这 在改变数据的同时会增加故障的概率。结果,半导体存储器设备的单位单元(unit cell)可能丧失了它自己的数据存储能力。在半导体存储器设备中,对写和擦除操作的耐磨损性(wearability)通常 表示为耐久性(endurance)的指标。由可操作(或可使用)的无故障的写或 擦除次数来确定半导体存储器设备的耐久性。半导体存储器设备的耐久性通 常在可使用次数上高达几万到几百万次。为了延长半导体存储器设备的寿命(或耐磨损性),需要均匀的数据改变 事件(例如,写或擦除)。如果用于改变数据状态的操作集中在半导体存储器 设备的特定区域上,则最终会导致该半导体存储器设备的寿命极大地衰减。以显著地延长其寿命。人们已经提出了平衡或管理诸如闪存之类的半导体存储器设备的耐磨损 性的多种方式。然而,与其他类型的存储器不同,闪存在覆写模式中是不可 操作的。如果将用于闪存的磨损平衡方案应用到PRAM、 MRAM或FeRAM, 则PRAM、 MRAM或FeRAM的性能将降低,因为这些存储器在覆写模式中 是可操作的。因此,需要提供一种用于可在覆写模式中操作的半导体存储器 系统的磨损平衡方案。
技术实现思路
本专利技术的各方面致力于一种具有改进的磨损平衡方案的半导体存储器系 统,所述改进的磨损平衡方案根据数据类型来选择性地布置磨损平衡单元。本专利技术的各方面也致力于 一种根据数据类型选择性地布置磨损平衡单元 的磨损平衡方法。本专利技术的各方面也致力于一种能够通过根据数据类型选择性地布置磨损 平衡单元来延长半导体存储器设备的寿命的磨损平衡方法。根据本专利技术的一方面,提供了一种半导体存储器系统,包括非易失性 存储器,其包括多个逻辑块,每个逻辑块被划分为多个条目;文件系统,其检测待存储的数据的类型,并且根据所述数据类型来分配用于存储数据的逻辑块或条目;和转换(translation)层,其根据所述数据类型来平衡所述逻辑 块或条目上的磨损程度。所分配的逻辑块中的每个条目可以具有条目磨损次数,以及所述转换层 可以检测所分配的逻辑块中的所分配条目的条目磨损次数是否达到预定的阈 值,且根据检测的结果来交换存储在所分配的逻辑块的多个条目中的数据。所述转换层可被配置来通过将其磨损次数达到所述阈值的条目中存储的 数据交换为存储在具有更小磨损次数的另一条目中的数据,来进行数据交换。所述转换层可被配置来彼此交换所述多个条目的数据,直到所分配的逻 辑块的所有条目磨损次数达到所述阈值。所述转换层可被配置来根据待存储的数据的更新频率来确定所述阈值。如果待存储的数据的更新频率高,则所述转换层可被配置来增加所述阈值。如果待存储的数据的更新频率低,则所述转换层可被配置来降低所述阈值。如果所述条目的条目磨损次数达到所述阈值,则所述转换层可被配置来 将块磨损次数增加所述阈值,并且重置所述条目磨损次数。当恢复所述逻辑块时,如果所述条目的条目磨损次数的变化较小,则所 述转换层可被配置来将所述块磨损次数增加所述条目磨损次数的平均值,并 且重置所述条目磨损次数。当恢复所述逻辑块时,如果所述条目的条目磨损次数的变化较大,则所 述转换层可以使所述逻辑块无效,并且维持所述条目磨损次数。所述文件系统可以是文件分配表(FAT)、 Symbian FAT、和嵌入式文件 系统2 (EFS2)中的一个。如果待存储的数据是热数据,则所述文件系统可被配置来分配用于存储 所述热数据的条目。如果待存储的数据是冷数据,则所述文件系统可被配置来分配用于存储 所述冷数据的逻辑块。所述转换层可被配置来参考所述块磨损次数来分配所述逻辑块。所述转换层可被配置来首先分配具有最小磨损次数的逻辑块。所述非易失性存储器可以是可覆写的。所述非易失性存储器可以是相变随机存取存储器、磁随机存取存储器和 铁电随机存取存储器中的 一个。所述逻辑块的大小可以根据所述文件系统的类型。所述文件系统可被配置来向所述转换层提供所述逻辑块的大小信息。 所述文件系统可被配置来针对建立或安装时间确定逻辑块的大小。 所述条目的大小可以根据所述文件系统的类型。所述文件系统可被配置来向所述转换层提供所述条目的大小信息。 所述文件系统可被配置来针对建立或安装时间确定条目的大小。 根据本专利技术的另 一方面,提供了 一种用于半导体存储器系统的磨损平衡 方法,所述半导体存储器系统具有多个逻辑块,每个逻辑块被划分为多个条 目。所述方法包括检测待存储的数据的类型,并且根据所述数据类型分配用于所述数据的逻辑块或条目;以及根据所述数据类型管理所述逻辑块或条 目的磨损程度。根据本专利技术的各方面,通过根据数据类型选择性地布置磨损平衡单元改 进了半导体存储器设备的性能。而且,通过根据数据类型选择性地布置磨损平衡单元延长了半导体存储 器设备的寿命。通过参考说明书的剩余部分和附图,可以实现这里的本专利技术的本质和优 点的更深理解。附图说明将参考下列附图来描述根据本专利技术的非限制且非穷尽的实施例,其中, 贯穿各个附图,除非相反指定,否则类似的附图表示表示类似的部件。附图中图1是根据本专利技术各方面的半导体存储器系统的实施例的框图; 图2是根据本专利技术各方面的磨损平衡方案的处理层的实施例的框图; 图3示出了 FAT文件系统的结构;图4是示意性示出根据本专利技术各方面的磨损平衡方法的实施例的流程图5A和图5B示出了根据本专利技术各方面的逻辑块的实施例;图6示出了根据本专利技术各方面的条目单元磨损平衡方法的实施例;图7中的(a)到(d)示出了根据本专利技术各方面的条目单元磨损平衡方 法的详细过程的实施例;图8A到图8C示出了通过根据本专利技术各方面的磨损平衡方法初本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体存储器系统,包括: 非易失性存储器,其包括多个逻辑块,每个逻辑块被划分为多个条目; 文件系统,其检测待存储的数据的类型,并且根据所述数据类型来分配用于存储数据的逻辑块或条目;和 转换层,其根据所述数据类型来平衡所 述逻辑块或条目的磨损程度。
【技术特征摘要】
KR 2007-12-13 130186/071. 一种半导体存储器系统,包括非易失性存储器,其包括多个逻辑块,每个逻辑块被划分为多个条目;文件系统,其检测待存储的数据的类型,并且根据所述数据类型来分配用于存储数据的逻辑块或条目;和转换层,其根据所述数据类型来平衡所述逻辑块或条目的磨损程度。2. 如权利要求1所述的半导体存储器系统,其中所分配的逻辑块中的每 个条目具有条目磨损次数,并且所述转换层^r测所分配的逻辑块中的所分配 条目的条目磨损次数是否达到预定的阈值,且根据检测的结果来交换所分配 的逻辑块的多个条目中存储的数据。3. 如权利要求2所述的半导体存储器系统,其中所述转换层通过将其磨 损次数达到所述阈值的条目中存储的数据交换为在具有更小磨损次数的另一 条目中存储的数据,来进行数据交换。4. 如权利要求3所述的半导体存储器系统,其中所述转换层交换所述多 个条目彼此的数据,直到所分配的逻辑块的所有条目磨损次数达到所述阈值。5. 如权利要求2所述的半导体存储器系统,其中所述转换层根据待存储 的数据的更新频率来确定所述阈值。6. 如权利要求5所述的半导体存储器系统,其中如果待存储的数据的更 新频率高,则所述转换层增加所述阈值。7. 如权利要求5所述的半导体存储器系统,其中如果待存储的数据的更 新频率低,则所述转换层降低所述阈值。8. 如权利要求2所述的半导体存储器系统,其中如果所述条目的条目磨 损次数达到所述阈值,则所述转换层将块磨损次数增加所述阈值,并且重置 所述条目磨损次数。9. 如权利要求2所述的半导体存储器系统,其中当恢复所述逻辑块时, 如果所述条目的条目磨损次数的变化较小,则所述转换层将所述块磨损次数 增加所述条目的条目磨损次数的平均值,并且重置所述条目磨损次数。10. 如权利要求2所述的半导体存储器系统,其中当恢复所述逻辑块时, 如果所述条目的条目磨损次数的变化较大,则所述转换层使所述逻辑块无效, ...
【专利技术属性】
技术研发人员:金秀贞,赵准永,文珉洙,
申请(专利权)人:三星电子株式会社,
类型:发明
国别省市:KR[韩国]
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