非易失性存储器装置及其地址分类方法制造方法及图纸

一种非易失性存储器装置及其地址分类方法。非易失性存储器装置包括非易失性存储器以及控制器。控制器依照主机的写入命令而存取非易失性存储器。控制器可以进行地址分类方法。地址分类方法包括：提供数据查找表，其中该数据查找表包括多个数据项目，每一个数据项目包括逻辑地址信息、计数器值与计时器值；依据写入命令的逻辑地址而查找数据查找表，以获得对应计数器值与对应计时器值；以及依据对应计数器值与对应计时器值来决定写入命令的逻辑地址是否为热数据地址。

【技术实现步骤摘要】
非易失性存储器装置及其地址分类方法
本专利技术涉及一种存储器装置，且特别涉及一种非易失性存储器装置及其地址分类方法。
技术介绍
与传统的硬盘驱动(harddiskdrives)相比，由于快闪存储器(flash)存储设备的读/写性能佳且功耗低，使得快闪存储器被广泛应用于数据存储系统中。然而，将数据写入快闪存储器的关键因素是写入放大(WriteAmplification，WA)。写入放大影响快闪存储器的性能和耐久性。当主机对快闪存储器存储设备发出写入动作/指令时，快闪存储器存储设备会将此主机写入动作/指令转化(或解码)为多个内部写入动作/指令。所述“将一个主机写入动作/指令转化为多个内部写入动作/指令”即为写入放大。写入放大主要是为了内部写入操作，例如垃圾收集(garbagecollection)、磨损平衡(wearleveling)和/或其他管理性写入操作，以便管理数据更新和存储耐久性(storageendurance)。写入放大也取决于写入工作负荷(writeworkloads)。在实际写入工作负荷中，通常有一些数据被更频繁地更新。这些被频繁更新的数据通常被称为热数据(hotdata)。其他数据的更新可能较不频繁。更新较不频繁的数据通常被称为冷数据(colddata)。将冷数据与热数据混合在一起写入相同的记忆块中，其往往导致更高的写入放大。因此，在将主机的数据写入快闪存储器前，快闪存储器存储设备需要分辨主机的数据是否为热数据。
技术实现思路
本专利技术提供一种非易失性存储器装置及其地址分类方法，其可以分辨来自主机的写入命令的逻辑地址是否为热数据地址。本专利技术的实施例提供一种非易失性存储器装置。非易失性存储器装置包括非易失性存储器以及控制器。控制器耦接至非易失性存储器。控制器可以进行地址分类方法，来决定来自主机的写入命令的逻辑地址是否为热数据地址。控制器依照主机的写入命令而存取非易失性存储器。其中，地址分类方法包括：提供数据查找表，其中该数据查找表包括多个数据项目，每一个数据项目包括逻辑地址信息、计数器值与计时器值；依据写入命令的逻辑地址而查找数据查找表，以获得对应计数器值与对应计时器值；以及依据对应计数器值与对应计时器值来决定写入命令的逻辑地址是否为热数据地址。本专利技术的实施例提供一种非易失性存储器装置的地址分类方法，以决定来自主机的写入命令的逻辑地址是否为热数据地址。所述地址分类方法包括：提供数据查找表，其中该数据查找表包括多个数据项目，每一个数据项目包括逻辑地址信息、计数器值与计时器值；由控制器依据写入命令的逻辑地址而查找数据查找表，以获得对应计数器值与对应计时器值；以及由控制器依据对应计数器值与对应计时器值来决定写入命令的逻辑地址是否为热数据地址。基于上述，本专利技术实施例所提供的非易失性存储器装置及其地址分类方法，其使用了一个数据查找表，其中此数据查找表包括多个数据项目，而每一个数据项目包括逻辑地址信息、计数器值与计时器值。依据写入命令的逻辑地址可以从数据查找表中查找出对应计数器值与对应计时器值。控制器可以检查对应计数器值与对应计时器值，来决定写入命令的逻辑地址是否为热数据地址。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术一实施例说明一种非易失性存储器装置的电路方块示意图。图2是依照本专利技术一实施例说明一种地址分类方法的流程示意图。图3是依照本专利技术另一实施例说明一种地址分类方法的流程示意图。图4是依照本专利技术一实施例说明数据查找表的刷新(refresh)流程示意图。图5是依照本专利技术另一实施例说明一种非易失性存储器装置的电路方块示意图。【符号说明】10：主机100、500：非易失性存储器装置110、110’：控制器111：中央处理单元112：存储器控制电路113：存储器缓冲器114：数据分类电路115：错误检查纠正(ECC)电路120：非易失性存储器S210～S240、S241～S245、S310～S330、S410～S440：步骤具体实施方式在本申请说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。图1是依照本专利技术一实施例说明一种非易失性存储器装置100的电路方块示意图。依照设计需求，非易失性存储器装置100可以是随身碟、固态硬盘(solidstatedisc，SSD)或是其他存储装置。非易失性存储器装置100可以耦接至主机(host)10。此主机10可以是计算机、手持式电话、多媒体播放器、相机或是其他电子装置。非易失性存储器装置100包括控制器110以及非易失性存储器120。依照设计需求，非易失性存储器120可以是与非快闪存储器(NANDflashmemory)或是其他非易失性存储电路/元件。控制器110耦接至该非易失性存储器。控制器110可以依照主机10的写入命令(writecommand)而存取非易失性存储器120。当主机10发出一个写入命令给非易失性存储器装置100时，控制器110可以进行“地址分类方法”，来决定来自主机10的写入命令的逻辑地址是否为热数据(hotdata)地址。所谓“热数据”是指近期很可能被修改的数据。在写入命令的逻辑地址被判定为热数据地址(或者不是热数据地址)后，控制器110可以依据判定结果，以及依据此写入命令的逻辑地址，来将主机10的数据写入非易失性存储器120。因为在将数据写入非易失性存储器120的过程中，“所写入数据是否为热数据”已被考虑，因此可以有效降低写入放大(WriteAmplification，WA)。例如，基于热数据地址的判定而将冷数据与热数据分别写入非易失性存储器120不同的记忆块中，因此垃圾回收操作(garbagecollectionoperation)的效率可以被提升。换句话说，上述控制器110所进行的“地址分类方法”，也可被视为“(冷)热数据识别方法”，控制器110能从主机10发出的写入命令的逻辑地址识别出主机即将要写入的数据是否为(冷)热数据，并进行相应处理。在图1所示实施例中，控制器110包括中央处理单元111、存储器控制电路112、存储器缓冲器113、数据分类电路114与错误检查纠正(ErrorCheckingandCorrecting，以下称ECC)电路115。中央处理单元111经由通信接口耦接至主机10。依照设计需求，所述通信接口包括小型计算机系统接口(smallcomputersysteminterface，SCSI)、串行连接小型计算机系统接口(SerialAttachedSCSI，SAS)、增强型小型装置接口(EnhancedSmallDiskInterface，ESDI)、串行先进技术连接(serialadvancedtechnologyattachment，SATA)、快速周边元件互连(periphe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性存储器装置，包括：非易失性存储器；以及控制器，耦接至该非易失性存储器，用以进行地址分类方法来决定来自主机的写入命令的逻辑地址是否为热数据地址，以及依照该写入命令而存取该非易失性存储器，其中该地址分类方法包括：提供数据查找表，其中该数据查找表包括多个数据项目，每一个数据项目包括逻辑地址信息、计数器值与计时器值；由该控制器依据该写入命令的该逻辑地址而查找该数据查找表，以获得对应计数器值与对应计时器值；以及由该控制器依据该对应计数器值与该对应计时器值来决定该写入命令的该逻辑地址是否为热数据地址。

【技术特征摘要】
2016.10.24 TW 105134260;2016.10.07 US 15/287,7431.一种非易失性存储器装置，包括：非易失性存储器；以及控制器，耦接至该非易失性存储器，用以进行地址分类方法来决定来自主机的写入命令的逻辑地址是否为热数据地址，以及依照该写入命令而存取该非易失性存储器，其中该地址分类方法包括：提供数据查找表，其中该数据查找表包括多个数据项目，每一个数据项目包括逻辑地址信息、计数器值与计时器值；由该控制器依据该写入命令的该逻辑地址而查找该数据查找表，以获得对应计数器值与对应计时器值；以及由该控制器依据该对应计数器值与该对应计时器值来决定该写入命令的该逻辑地址是否为热数据地址。2.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该对应计数器值超出预设范围且该对应计时器值为第一逻辑态时，该控制器将该写入命令的该逻辑地址判定为热数据地址，以及当该对应计数器值不超出该预设范围且该对应计时器值为第二逻辑态时，该控制器将该写入命令的该逻辑地址判定为冷数据地址。3.如权利要求2所述的非易失性存储器装置，其中当该对应计数器值超出该预设范围且该对应计时器值为该第二逻辑态时，该控制器将该写入命令的该逻辑地址判定为次热数据地址，以及当该对应计数器值不超出该预设范围且该对应计时器值为该第一逻辑态时，该控制器将该写入命令的该逻辑地址判定为次冷数据地址。4.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该数据查找表中的对应数据项目的该逻辑地址信息吻合该写入命令的该逻辑地址时，该控制器将该对应数据项目的该对应计数器值累进加一，以及将该对应数据项目的该对应计时器值设置为第一逻辑态。5.如权利要求4所述的非易失性存储器装置，其中每隔一预设时间，该控制器将这些数据项目的这些计数器值分别除以一参数，以及将这些数据项目的这些计时器值重置为第二逻辑态。6.如权利要求4所述的非易失性存储器装置，其中当该对应数据项目的该逻辑地址信息吻合该写入命令的该逻辑地址时，该控制器对该对应数据项目启动计时操作；当该计时操作的计时结果已达预设时间时，该控制器停止该计时操作，将该对应数据项目的该对应计数器值除以一参数，以及将该对应数据项目的该对应计时器值重置为第二逻辑态。7.如权利要求6所述的非易失性存储器装置，其中当在该计时操作的该计时结果达到该预设时间之前来自该主机的另一写入命令的逻辑地址吻合该对应数据项目的该逻辑地址信息时，该控制器重置该对应数据项目的该计时操作的该计时结果，将该对应数据项目的该对应计数器值累进加一，以及将该对应数据项目的该对应计时器值设置为该第一逻辑态。8.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该数据查找表中的所有数据项目的这些逻辑地址信息皆不吻合该写入命令的该逻辑地址时，该控制器将该写入命令的该逻辑地址所对应的新数据项目加入该数据查找表中，其中该新数据项目的该逻辑地址信息吻合该写入命令的该逻辑地址，该新数据项目的该计数器值被设置为1，以及该新数据项目的该计时器值被设置为第一逻辑态。9.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该数据查找表中的所有数据项目的这些逻辑地址信息皆不吻合该写入命令的该逻辑地址时，该控制器依据随机值或伪随机值而决定是否将该写入命令的该逻辑地址所对应的新数据项目加入该数据查找表中，其中该新数据项目的该逻辑地址信息吻合该写入命令的该逻辑地址，该新数据项目的该计数器值被设置为1，以及该新数据项目的该计时器值被设置为第一逻辑态。10.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该控制器决定将该写入命令的该逻辑地址所对应的新数据项目加入该数据查找表且该数据查找表已满时，该控制器从该数据查找表的这些数据项目中选择并删除可移除数据项目，其中该可移除数据项目的该计数器值不超出预设范围，且该可移除数据项目的该计时器值为第二逻辑态。11.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中该控制器将该数据查找表的这些数据项目中具有该计数器值不超出预设范围且该计时器值为第二逻辑态的所有数据项目加入移除候选清单，当该控制器决定将该写入命令的该逻辑地址所对应的新数据项目加入该数据查找表且该数据查找表已满时，该控制器从该移除候选清单中选择可移除数据项目，以及从该数据查找表与该移除候选清单中移除该可移除数据项目。12.如权利要求11所述的非易失性存储器装置，其中当该移除候选清单中的对应数据项目的该逻辑地址信息吻合该写入命令的该逻辑地址时，该控制器从该移除候选清单中移除该对应数据项目，将该数据查找表中的该对应数据项目的该对应计数器值累进加一，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴颖煜，朱江力，赖瑾，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71