非易失性存储器装置及其迭代排序方法制造方法及图纸

非易失性存储器(NVM)装置及其迭代排序方法。所述NVM装置可以进行迭代排序方法来从非易失性存储器的多个实体块中选择一个目标实体块，以及对该目标实体块进行管理操作。迭代排序方法包括：从所述实体块中选择多个候选实体块加入排序集合，依照元数据来排序在排序集合中的所有候选实体块，从排序集合中取走具有最大(或最小)元数据的一个候选实体块作为该目标实体块，以及保留排序集合中的M个候选实体块且将其余候选实体块从排序集合舍弃。

【技术实现步骤摘要】
非易失性存储器装置及其迭代排序方法
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迭代排序方法。
技术介绍
与传统的硬盘机(harddiskdrives)相比，由于快闪存储器(flashmemory)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。快闪转换层(FlashTranslationLayer，FTL)是快闪存储器型存储设备的核心部分。快闪转换层不仅负责调度数据路径任务(datapathtasks，亦即有关于性能)，而且还管理着快闪存储器的可靠性(reliability，亦即有关于耐久性)。快闪转换层为现有技术，故不再赘述。快闪转换层操作，例如磨损平衡(wearleveling)、垃圾收集(garbagecollection)或巡检读取(patrolread)，利用了来自于存储设备的多个实体块(block)的一些元数据(metadata)。这些实体块的每一个各自具有不同的元数据，以记录自己实体块本身的管理信息或计数值。例如，每个实体块的所述元数据可能包括编程/抹除(program/erase)计数、无效数据计数(invaliddatacount)以及时间标记(timestamp)。每当快闪转换层需要执行磨损平衡、垃圾收集或巡检读取时，所述元数据(即这些实体块)需要被排序(或至少需要找到最大或最小值)。如何找出这些元数据的最大值(或最小值)，或是排序这些元数据，是一个重要的课题。
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迭代排序方法，以从多个候选实体块中选择一个目标实体块去进行管理操作。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。非易失性存储器具有多个实体块。控制器耦接至非易失性存储器。控制器可以进行迭代排序方法来从这些实体块的K个候选实体块中选择一个目标实体块，以及对该目标实体块进行管理操作。迭代排序方法包括：从所述K个候选实体块中任意选择N-M个候选实体块加入排序集合，依照元数据(metadata)来排序该排序集合中的所有候选实体块，经排序后从该排序集合中取走具有最大元数据或最小元数据的一个候选实体块作为该目标实体块，以及在从该排序集合中取走该目标实体块后保留该排序集合中的M个候选实体块且将其余候选实体块从该排序集合舍弃。其中，K、M、N为整数，且K>N>M。本专利技术的实施例提供一种非易失性存储器装置的迭代排序方法，用以从多个实体块的K个候选实体块中选择一个目标实体块，以便对该目标实体块进行一管理操作。所述迭代排序方法包括下述步骤。从所述K个候选实体块中任意选择N-M个候选实体块加入排序集合。依照元数据来排序该排序集合中的所有候选实体块。经排序后，从该排序集合中取走具有最大元数据或最小元数据的一个候选实体块作为该目标实体块。在从该排序集合中取走该目标实体块后，保留该排序集合中的M个候选实体块，且将其余候选实体块从该排序集合舍弃。其中，K、M、N为整数，且K>N>M。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迭代排序方法，其可以在一个排序集合中保留了前次迭代的M个候选实体块，并且从非易失性存储器装置的多个实体块中任意选择N-M个实体块加入该排序集合，然后依照元数据来排序该排序集合中的所有实体块。藉由迭代抽样方法(iterativesamplingmethod)找最大值/最小值块，然后去进行管理操作。该排序集合中的实体块的数量可以远小于非易失性存储器装置的实体块的数量。与传统解决方案相比较，由于更小的排序空间，因此复杂度低得多，且搜索延迟较小。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(circuitblock)示意图。图2是依照本专利技术一实施例说明一种迭代排序方法的流程示意图。图3A至图3E与图4A至图4E是以磨损平衡作为应用例，说明在迭代排序方法进行过程中的所述排序集合SS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(circuitblock)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：迭代排序电路115：错误校验纠正(ECC)电路120：非易失性存储器B1～B14：候选实体块PE：编程/抹除计数S210～S260：步骤SS：排序集合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，在图式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(circuitblock)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。非易失性存储器120具有多个实体块(block)，以便存放数据。控制器110耦接至非易失性存储器120。控制器110可以依照主机10的写入命令(writecommand)的逻辑地址而存取非易失性存储器120。在一些实施例中，所述逻辑地址信息可以是逻辑块地址(logicalblockaddress，LBA)或是其他逻辑地址。当主机10对非易失性存储器装置100发出一个写入命令时，控制器110会将此主机写入命令转换(或解码)为多个内部写入动作/指令。所述“将一个主机写入命令转换为多个内部写入动作/指令”即为写入放大(WriteAmplification，WA)。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)。除此之外，控制器110还可以对存取非易失性存储器120进行其他管理操作，例如巡检读取(patrolread)或是其他快闪转换层(FlashTranslationLayer，FTL)操作等。所述管理操作(例如磨损平衡、垃圾收集或巡检读取)为现有技术，故不再赘述。管理操作往往需要利用来自于非易失性存储器120的多个实体块的一些元数据(metadata)。这些实体块的每一个各自具有不同的元数据，以记录自己实体块本身的管理信息或计数值。例如，每个实体块的所述元数据可能本文档来自技高网...

【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，具有多个实体块；以及控制器，耦接至该非易失性存储器，用以进行迭代排序方法来从该非易失性存储器的这些实体块的K个候选实体块中选择一个目标实体块，以及对该目标实体块进行管理操作；其中该迭代排序方法包括：从所述K个候选实体块中任意选择N‑M个候选实体块加入排序集合，依照元数据来排序该排序集合中的所有候选实体块，经排序后从该排序集合中取走具有最大元数据或最小元数据的一个候选实体块作为该目标实体块，以及在从该排序集合中取走该目标实体块后保留该排序集合中的M个候选实体块且将其余候选实体块从该排序集合舍弃，其中K、M、N为整数，且K>N>M。

【技术特征摘要】
2016.12.14 US 15/378,0441.一种非易失性存储器装置，包括：非易失性存储器，具有多个实体块；以及控制器，耦接至该非易失性存储器，用以进行迭代排序方法来从该非易失性存储器的这些实体块的K个候选实体块中选择一个目标实体块，以及对该目标实体块进行管理操作；其中该迭代排序方法包括：从所述K个候选实体块中任意选择N-M个候选实体块加入排序集合，依照元数据来排序该排序集合中的所有候选实体块，经排序后从该排序集合中取走具有最大元数据或最小元数据的一个候选实体块作为该目标实体块，以及在从该排序集合中取走该目标实体块后保留该排序集合中的M个候选实体块且将其余候选实体块从该排序集合舍弃，其中K、M、N为整数，且K>N>M。2.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中该迭代排序方法还包括：在首次迭代中，从所述K个候选实体块中任意选择N个候选实体块作为该排序集合。3.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该管理操作为磨损平衡操作时，所述K个候选实体块为该非易失性存储器的这些实体块中的所有自由实体块，所述元数据为编程/抹除计数，该控制器从该排序集合中取走具有最小编程/抹除计数的一个候选实体块作为该目标实体块，且该控制器保留该排序集合中具有最小编程/抹除计数的M个候选实体块且将其余候选实体块从该排序集合舍弃。4.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该管理操作为垃圾收集操作时，所述K个候选实体块为该非易失性存储器的这些实体块中的所有已写满实体块，所述元数据为无效数据计数，该控制器从该排序集合中取走具有最大无效数据计数的一个候选实体块作为该目标实体块，且该控制器保留该排序集合中具有最大无效数据计数的M个候选实体块且将其余候选实体块从该排序集合舍弃。5.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中当该管理操作为巡检读取操作时，所述K个候选实体块为该非易失性存储器的这些实体块中的所有已写满实体块，所述元数据为时间标记，该控制器从该排序集合中取走具有最早时间标记的一个候选实体块作为该目标实体块，且该控制器保留该排序集合中具有最早时间标记的M个候选实体块且将其余候选实体块从该排序集合舍弃。6.一种非易失性存储器装置的迭代排序方法，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴颖煜，朱江力，
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