存储器系统技术方案

根据一个实施例，一种存储器系统包括：非易失性存储器、管理单元、排序规则保持单元、位置信息存储单元、列表选择单元、块选择单元、写入单元、和更新单元。管理单元保持对于每个存储区域的空闲块列表，其指示空闲块。排序规则保持单元保持排序规则，其用于确定空闲块列表的排序。位置信息存储单元存储位置信息，其指示在排序规则中空闲块列表的位置。列表选择单元选择与位置信息指示的位置相应的空闲块列表，以及块选择单元从中选择空闲块。更新单元在列表选择之后，用指示随后选择的空闲块列表的位置的位置信息来更新在位置信息存储单元中的位置信息。

【技术实现步骤摘要】

概括地说，这里描述的实施例涉及包括非易失性半导体存储器的存储器系统。
技术介绍
作为在计算机中使用的外部存储设备，使用非易失性半导体存储器的固态驱动器 (SSD)、例如NAND闪存，这样的存储介质受到关注。由于SSD不包括机械操作，所以在抗阻、 随机读取操作、和功耗方面，SSD优于传统使用的磁盘设备。同时，NAND闪存的写入速度慢于磁盘设备的写入速度。因此，连接SSD中的NAND 闪存的多个芯片以能够并行访问，并且NAND闪存自身被配置为能够在芯片的多个区域中同时进行写入操作，从而提高传输性能。为了提高SSD的实际数据传输速率，需要完全使用如上配置的硬件的并行性。为此，配备临时性聚集从主机接收的写入数据的缓冲存储器，在缓冲存储器中聚集足够量的数据之后将数据分割，并且将数据并行地写入NAND闪存的多个芯片中。将NAND闪存的存储区域分割成单元，称为块，并且在块单元中执行对于NAND闪存的数据擦除操作。即，通过在块中共同擦除数据并且以预定顺序在相应块中写入新数据来执行对于NAND闪存的数据写入操作。同时，NAND闪存具有限制最大擦除计数的特征。例如，如果任意块的擦除计数等于或大于预定值，则块被用尽，并且数据存储失败的可能性增加。如果由于用尽而不能够存储数据的块的数目增加，则SSD的整个数据存储空间减少，并且当不能够提供预定的声明空间时SSD出现故障。为了增加SSD整体的寿命，需要均衡地使用所有块并且平衡每个块的擦除计数的机制。如上所述，为了实际使用SSD，需要在访问时，特别在写入操作时利用并行性，以保持传输性能和平衡块之间的擦除计数。对于在写入数据时保证并行性和平衡块之间的擦除计数来说，选择写入数据的块的块分配方法是重要的。例如，在硬盘中，如果对于SSD应用向每个地址固定地分配物理存储区域的方法， 则将块固定地分配给SSD中的每个地址。然而，在这种情况下，引起以下两个问题。当反复地覆写在与特定地址相应的块中写入的数据时，引起第一个问题。因为在与地址相应的块中重复共同的数据擦除和写入，仅相应块的擦除计数增加，并且相应块的寿命短于其他块的寿命。当接收到针对向并行写入均被禁用的一个或多个块分配的地址的多个写入数据时，引起第二个问题。在这种情况下，在各个块中顺序写入数据，并且传输性能降低。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种存储器系统，包括非易失性存储器，其包括多个存储区域，每个存储区域包括多个块，每个块是数据擦除的单位，所述非易失性存储器被配置为能够对于不同存储区域中包括的块进行并行写入；管理单元，其保持对于每个存储区域的空闲块列表，所述空闲块列表指示作为没有存储有效数据的块的空闲块；排序规则保持单元，其保持排序规则，所述排序规则是用于确定所述空闲块列表的排序的信息；位置信息存储单元，其存储位置信息，所述位置信息指示在所述排序规则中空闲块列表的位置；列表选择单元，其选择与所述位置信息指示的位置相应的空闲块列表；块选择单元，其从所述列表选择单元选择的空闲块列表选择空闲块；写入单元，其在所述块选择单元选择的空闲块中写入数据；以及更新单元，其在所述列表选择单元选择空闲块列表之后，用指示随后选择的空闲块列表的位置的位置信息来更新在所述位置信息存储单元中存储的位置信息。根据本专利技术的另一方面，提供一种存储器系统，包括非易失性存储器，其包括多个存储区域，每个存储区域包括多个块，每个块是数据擦除的单位，所述非易失性存储器被配置为能够对于不同存储区域中包括的块进行并行写入；管理单元，其保持对于每个存储区域的空闲块列表，所述空闲块列表指示作为没有存储有效数据的块的空闲块；排序规则保持单元，其保持排序规则，所述排序规则是用于确定所述空闲块列表的排序的信息；位置信息存储单元，其存储位置信息，所述位置信息指示在所述排序规则中空闲块列表的位置； 列表选择单元，其选择与所述位置信息指示的位置相应的空闲块列表；块选择单元，其从所述列表选择单元选择的空闲块列表选择空闲块；写入单元，其在所述块选择单元选择的空闲块中写入数据；以及更新单元，其在所述列表选择单元选择空闲块列表之后，用指示随后选择的空闲块列表的位置的位置信息来更新在所述位置信息存储单元中存储的位置信息， 其中所述位置信息存储单元存储位置信息，其指示基于使用多个不同排序规则生成的长期排序规则所确定的每个空闲块列表的排序。通过本专利技术的存储器系统，能够在访问时，特别在写入操作时利用并行性，以保持传输性能和平衡块之间的擦除计数。附图说明图1示出可应用根据每个实施例的存储器系统的计算机的实例的示意图；图2示出可应用于每个实施例的SSD的配置的实例的框图；图3A和;3B是具体地示出芯片的实例的配置的视图；图4A和4B是示出地址和块之间的关联的示意图；图5是示出根据每个实施例的数据写入处理的实例的流程图；图6是示出排序规则的示意图；图7是示出存储体-芯片-面配置的示意图；图8是示出能够进行并行写入的空闲块的选择处理的实例的流程图；图9是示出始终共同使用多个物理块的实例的示意图；图IOA和IOB是示出以预定周期执行地址的写入的实例的示意图；图11是示出根据第二实施例的排序规则生成方法的示意性流程图；图12A至12C是示出排列小周期并生成新排列规则的实例的示意图13A和1 是示出根据第二实施例以预定周期的地址的写入的实例的示意图；图14是示出当面的数目较大时根据第二实施例的排序规则的实例的示意图；图15是示出存储体-芯片-面配置的排序规则的实例的示意图；图16A至16C是示出使用二进制随机数序列计算排序规则的实例的示意图；图17是示出第三实施例的第一方法的跳过排序规则的处理的实例的流程图；图18是示出跳过第三实施例的第一方法的排序规则的实例的示意图；图19是示出第三实施例的第二方法的跳过排序规则的处理的实例的流程图；图20A和20B是示出跳过第三实施例的第二方法的排序规则的实例的示意图；图21A和21B是示出跳过第三实施例的第二方法的排序规则的另一实例的示意图；以及图22是示出根据第三实施例的修改的排序规则的实例的示意图。 具体实施例方式一般地，根据一个实施例，一种存储器系统，包括非易失性存储器、管理单元、排序规则保持单元、位置信息存储单元、列表选择单元、块选择单元、写入单元、和更新单元。 所述非易失性存储器包括多个存储区域，每个存储区域包括多个块，每个块是数据擦除的单位。所述非易失性存储器被配置为能够对于不同存储区域中包括的块进行并行写入。所述管理单元保持对于每个存储区域的空闲块列表，所述空闲块列表指示作为没有存储有效数据的块的空闲块。所述排序规则保持单元保持排序规则，所述排序规则是用于确定所述空闲块列表的排序的信息。所述位置信息存储单元存储位置信息，所述位置信息指示在所述排序规则中空闲块列表的位置。所述列表选择单元选择与所述位置信息指示的位置相应的空闲块列表。所述块选择单元从所述列表选择单元选择的空闲块列表选择空闲块。所述写入单元在所述块选择单元选择的空闲块中写入数据。所述更新单元在所述列表选择单元选择空闲块列表之后，用指示随后选择的空闲块列表的位置的位置信息来更新在所述位置信息存储单元中存储的位置信息。〈每个实施例共同的配置〉以下，将参照附图详细描述存储器系统的实施例。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种存储器系统，包括：非易失性存储器，其包括多个存储区域，每个存储区域包括多个块，每个块是数据擦除的单位，所述非易失性存储器被配置为能够对于不同存储区域中包括的块进行并行写入；管理单元，其保持对于每个存储区域的空闲块列表，所述空闲块列表指示作为没有存储有效数据的块的空闲块；排序规则保持单元，其保持排序规则，所述排序规则是用于确定所述空闲块列表的排序的信息；位置信息存储单元，其存储位置信息，所述位置信息指示在所述排序规则中空闲块列表的位置；列表选择单元，其选择与所述位置信息指示的位置相应的空闲块列表；块选择单元，其从所述列表选择单元选择的空闲块列表选择空闲块；写入单元，其在所述块选择单元选择的空闲块中写入数据；以及更新单元，其在所述列表选择单元选择空闲块列表之后，用指示随后选择的空闲块列表的位置的位置信息来更新在所述位置信息存储单元中存储的位置信息。

【技术特征摘要】
2010.02.26 JP 043299/20101.一种存储器系统，包括非易失性存储器，其包括多个存储区域，每个存储区域包括多个块，每个块是数据擦除的单位，所述非易失性存储器被配置为能够对于不同存储区域中包括的块进行并行写入；管理单元，其保持对于每个存储区域的空闲块列表，所述空闲块列表指示作为没有存储有效数据的块的空闲块；排序规则保持单元，其保持排序规则，所述排序规则是用于确定所述空闲块列表的排序的信息；位置信息存储单元，其存储位置信息，所述位置信息指示在所述排序规则中空闲块列表的位置；列表选择单元，其选择与所述位置信息指示的位置相应的空闲块列表； 块选择单元，其从所述列表选择单元选择的空闲块列表选择空闲块； 写入单元，其在所述块选择单元选择的空闲块中写入数据；以及更新单元，其在所述列表选择单元选择空闲块列表之后，用指示随后选择的空闲块列表的位置的位置信息来更新在所述位置信息存储单元中存储的位置信息。2.如权利要求1所述的系统，其中当在选择空闲块中满足所述块选择单元中确定的预定条件时，所述块选择单元跳过空闲块的选择；以及当所述块选择单元跳过空闲块的选择时，所述更新单元进一步更新所述位置信息。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述块选择单元对于每个空闲块列表计算所述列表选择单元选择空闲块列表的次数，以及当所述列表选择单元选择空闲块列表并且计算选择的列表的次数等于或大于阈值时跳过在所述空闲块列表中空闲块的选择。4.如权利要求2所述的系统，其中，所述块选择单元计算所述更新单元更新位置信息的次数，以及当计算的次数等于或大于阈值时跳过空闲块的选择。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢尾浩，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP