用于增强的闪存性能的读取级别分组制造技术

用于增强的闪存性能的读取级别分组。错误计数表基于读取闪存装置的字线而生成，该表存储对于字线和读取该字线的相应读取级别电压的每个组合的错误计数。多个偏移字线组基于错误计数表而生成，每个组使不同读取级别偏移电压与多个字线地址关联。存储装置被配置为使用与待读取存储元件的字线地址关联的所生成的偏移字线组的读取级别偏移电压来读取存储元件。在相应存储块的寿命周期中的预定点之后，重新生成该表，并且基于重新生成的错误计数表而重新生成多个偏移字线组。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本专利技术要求于2014年11月20日提交的名称为“Calibrating Optimal Read Levels”的美国专利申请第14/549,535号以及于2014年11月20日提交的名称为“Read Level Grouping Algorithms for Increased Flash Performance”的美国专利申请第14/549,532号的优先权并作为其部分继续申请案，为了所有目的其公开内容通过引证结合于此。
技术介绍
本专利技术涉及从闪存装置诸如固态硬盘(SSD)中取得信息。通常使用增加数据容量的多级元件(MLC)闪存来制造较廉价的固态硬盘(SSD)，但MLC闪存有时不如单级元件(SLC)闪存可靠。消费类SSD制造商通过使用某些磨损平衡算法减轻了这些问题。即使在MLC的增加数据容量下，在企业应用中使用MLC也会更加昂贵，这归因于随着时间的推移由于需要(磨损引起的)增大的压力来读取、编程和擦除闪存导致其在编程/擦除(P/E)周期不成比例降低，从而导致耐久性逐渐退化。
技术实现思路
本专利技术技术涉及一种用于取得存储在闪存中的信息的方法。根据多个方面，该方法包括：读取存储块的字线的第一样本，字线的所述第一样本中的每个字线与字线标识符关联并且使用不同读取级别电压被多次读取，以产生用于字线与相应读取级别电压的每个组合的错误计数；基于所产生的错误计数生成错误计数表，对每个产生的错误计数，所述错误计数表利用对应的字线标识符和所述不同读取级别电压中用于产生该错误计数的相应一个读取级别电压来标引(index)该错误计数；以及配置存储装置，以使用基于所述错误计数表的错误计数
选择的读取级别电压来执行读取操作。其他方面包括用于执行该计算机实现方法的对应系统、设备和计算机程序产品。在多个方面，一种数据存储系统包括：多个闪存装置，每个闪存装置均包括多个存储块；以及控制器，所述控制器耦接至所述多个闪存装置。所述控制器被配置为：读取所述闪存装置的字线的第一样本，字线的所述第一样本中的每个字线与字线标识符关联且使用不同读取级别电压被多次读取，以产生用于字线与相应读取级别电压的每个组合的错误计数；基于所产生的错误计数生成错误计数表，所述错误计数表利用对应字线标识符和不同读取级别电压中的相应一个来标引每个产生的错误计数；以及基于所述错误计数表的错误计数选择读取级别电压用于将来的读取操作。在多个方面，一种方法包括：读取闪存装置的字线的第一样本，字线的所述第一样本中的每个字线均与字线地址关联并且使用不同读取级别电压被多次读取，以产生用于字线与相应读取级别电压的每个组合的错误计数；基于所产生的错误计数生成错误计数表，所述错误计数表利用对应的字线地址和不同读取级别电压中的对应一个来标引每个产生的错误计数；基于所述错误计数表形成多个字线组，每个组使所述不同读取级别电压中的相应一个与多个字线地址关联；以及配置存储装置，以使用与待读取的存储元件的字线地址对应的所生成的字线组的读取级别电压来读取所述存储元件。应理解，下文的详细描述将使本公开的其他配置对于本领域技术人员变得明显，其中，通过示意性的方式示出并描述可本公开的各个构造。如将认识到的，本公开能够包括其他且不同的配置，并且在不背离本公开的范围的前提下，能够在各个其他方面中修改其一些细节。因此，附图和详细说明将被认为本质上是示意性而非限制性的附图说明图1是用于多级元件(MLC)闪存中的一组存储元件的四个可能的阈值电压(VT)分布和附带的程序读取级别的示例性图表。图2A示出了使用三个读取级别对最低有效位(LSB)页进行的示例性概率确定。图2B示出了使用三个读取级别对MLC闪存的最高有效位页进行的示例性概率确定。图3示出了用于存储块的多个字线的示例性最优读取级别电压变化。图4示出了用于多个字线的读取级别偏移值的示例性范围的错误计数的示例性表。图5A至图5C示出了用于循环存储块的示例性最优读取级别偏移的图表。图6示出了用于生成偏移字线组的示例性算法的方框图。图7示出了用于生成偏移字线组的第一示例性过程的流程图。图8示出了用于生成偏移字线组的第二示例性过程的流程图。图9示出了建模成具有二元输入和K元输出的离散无记忆通道(DMC)的示例性闪存通道。图10A至图10C示出了用于校准示例性读取级别和/或读取级别偏移的示例性线性插值图。图10D至图10F示出了用于再校准示例性读取级别和/或读取级别偏移的示例性线性插值图。图11A和图11B示出了示例性读取级别最优模式。图12示出了对用于读取存储装置中的多个存储元件的读取级别进行校准的示例性过程的流程图。图13示出了用于校准读取级别以恢复数据的示例性过程的流程图。图14示出了用于基于再生成和再标引的错误计数表而再生成多个最优偏移字线组的示例性过程的流程图。图15是示出了示例性数据存储系统的部件的方框图。具体实施方式下面的详细描述是作为本公开的各种配置的描述，而非表示本专利技术可被实践的唯一配置。所附附图结合于此并构成详细描述的一部分。详细描述包括为了提供本公开深入理解的目的的具体描述。然而，对于本领域技术人员应理解到可在这些具体描述之外实行本公开。在一些实例中，以方框图的形式示出了结构和部件，以避免模糊本专利技术的概念。为了易于理解，用相同的参考表号表示相同的部件。在例如具有NAND架构的闪存装置中，存储元件(memory cell)按串来分组，其中，每串均包括串联在漏极选择晶体管(其连接至存储块(memory block)的相应位线)与源极选择晶体管(其连接至基准电压分布线)之间的一组晶体管。每个存储元件均包括浮栅MOS晶体管。当对存储元件进行编程时，电子例如借助于福勒-诺得海姆隧道效应和/或热电子注射而被注入到浮栅中。电子的非易失性归因于电子被保持在浮栅内。通过俘获浮栅(电绝缘导体)上的电荷来存储比特(bit)，该浮栅存储由其阈值电压(使元件导通所需的电压)限定的逻辑值，该阈值电压与所存储的电荷同量。当擦除存储元件时，通过量子论隧道效应将元件的浮栅中的电子从浮栅拉出至例如源极和/或基底。随着闪存被循环(即重复地编程和擦除)，其物理特性改变。例如，分别在编程和清除操作期间重复地放置和移除浮栅上的电子导致一些多余电子被该装置俘获。而且，在编程一个或多个元件时，相邻的元件可受到注射至其浮栅的不理想且不期望的电荷注射，由此导致存储在其中的数据损坏。例如，电子在由于邻近元件的栅处的电压而导致的持续施压之后可泄露到邻近元件中。这些存储元件的阈值电压最终可带来与期望值不同(或高或低)的值，从而导致读取数据时的错误。通常，发生的损坏视场强(例如电压)和持续时间而定；因此，将闪存编程至高阈值电压状态增大了由于编程和擦除引起的损坏率，这是因为其需要更长的持续时间和/或更高的被施加场。例如，添加足够的电子可将元件从擦除状态改变至编程状态。在不同的实现方式中，存储元件可用列(位线)和行(字线)的阵列方式布置在晶片中。存储元件的地址表示对应于(如标引)该存储元件的位线和字线的交叉。闪存可进一步由块(block)组成，每个块被分成页(page)。在MLC存储器的一些实现方式中，闪存的元件的每行由2个页组成：LSB页和MSB页。如果块具有1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实现的方法，包括：读取存储块的字线的第一样本，字线的所述第一样本中的每个字线与字线标识符关联并且使用不同读取级别电压被多次读取，以产生对于字线与相应读取级别电压的每个组合的错误计数；基于所产生的错误计数生成错误计数表，对每个产生的错误计数，所述错误计数表利用对应的字线标识符和所述不同读取级别电压中用于产生该错误计数的相应一个读取级别电压来标引该错误计数；以及配置存储装置，以使用基于所述错误计数表的错误计数选择的读取级别电压来执行读取操作。

【技术特征摘要】
2015.03.20 US 14/664,7681.一种计算机实现的方法，包括：读取存储块的字线的第一样本，字线的所述第一样本中的每个字线与字线标识符关联并且使用不同读取级别电压被多次读取，以产生对于字线与相应读取级别电压的每个组合的错误计数；基于所产生的错误计数生成错误计数表，对每个产生的错误计数，所述错误计数表利用对应的字线标识符和所述不同读取级别电压中用于产生该错误计数的相应一个读取级别电压来标引该错误计数；以及配置存储装置，以使用基于所述错误计数表的错误计数选择的读取级别电压来执行读取操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配置存储装置包括：基于用来标引所述错误计数表的所述字线标识符形成多个字线组，每个所述字线组把所述不同读取级别电压中的相应一个与待被执行读取操作的多个字线关联，其中，所述存储装置被配置为使用与相应字线对应的字线组的读取级别电压而在该相应字线上执行相应读取操作。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个字线组基于与用来标引所述错误计数表的所述字线标识符对应的字线的初始划分而生成，并且其中，每个字线组包括与对应读取级别电压配对的对应字线的相继分组部分，为了读取每个所述字线组中的字线的总体最小可能错误计数而选择配对。4.根据权利要求2所述的方法，还包括：在所述存储装置中的一个或多个存储块的寿命周期中的预定点之后，基于读取与用来标引所述错误计数表的所述字线标识符对应的字线的第二样本，重新生成错误计数表，以及基于重新生成的错误计数表而重新生成多个字线组。5.根据权利要求4所述的方法，其中，重新生成错误计数表包括：生成多个可靠性值，所述多个可靠性值与一个或多个存储块的存储元件的多次读取对应，每次读取使用不同读取级别电压来执行，所述可靠性值的范围覆盖负值和正值；识别校准的电压，该校准的电压与所述可靠性值的范围中的过零点对应；以及配置所述存储装置使得基于所述校准的电压读取字线的所述第二样本。6.根据权利要求5所述的方法，其中，重新生成错误计数表还包括：基于所述校准的电压更新所述不同读取级别电压，其中，使用更新的读取级别电压多次读取字线的所述第二样本的每个字线，以产生更新的错误计数；以及基于所产生的更新的错误计数重新生成错误计数表，所述错误计数表被更新，使得利用对应的字线标识符和用于产生更新的错误计数的更新的读取级别电压中的相应一个来标引每个产生的更新的错误计数。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个存储块的寿命周期中的所述预定点包括所述寿命周期中使所述一个或多个存储块中的存储元件的一次或多次读取产生错误阈值以上的比特错误率的点。8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个存储块的寿命周期中的所述预定点包括所述寿命周期中使所述一个或多个存储块中的存储元件经受预定数量编程/擦除周期的点。9.一种数据存储系统，包括：多个闪存装置，每个闪存装置均包括多个存储块；以及控制器，所述控制器耦接至所述多个闪存装置，其中，所述控制器在配置模式期间被配置为：读取所述闪存装置的字线的第一样本，字线的所述第一样本中的每个字线与字线标识符关联且使用不同读取级别电压被多次读取，以产生对于字线和相应读取级别电压的每个组合的错误计数；基于所产生的错误计数生成错误计数表，所述错误计数表利用对应的字线标识符和不同读取级别电压中的相应一个来标引每个产生的错误计数；以及基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞伊汗·卡拉库拉克，安东尼·德韦恩·韦瑟斯，理查德·大卫·巴恩特，
申请(专利权)人：HGST荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL