存储器系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种存储器系统，其包括：存储器装置，其包括多个存储器阵列，多个存储器阵列中的每个包括多个存储块；以及控制器，其适于设置超级块，并且基于每个超级块的有效页面信息和损耗水平对超级块执行垃圾收集操作，超级块中的每个包括属于多个存储器阵列中的两个或更多个存储器阵列的各自存储块。

Memory system and its operating methods

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【技术实现步骤摘要】
存储器系统及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年7月18日提交的申请号为10-2016-0090816的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术的示例性实施例涉及一种包括非易失性存储器装置的存储器系统，且更特别地，涉及一种对非易失性存储器装置执行垃圾收集操作的存储器系统，以及用于操作该存储器系统的方法。
技术介绍
计算机环境范例已经转变为普适计算系统，其能够在任何时间和任何地点使用。由于此，诸如移动电话、数码相机和笔记本电脑的便携式电子装置的使用已经迅速增长。这些便携式电子装置通常使用具有一个或多个存储器装置的存储器系统作为数据存储装置。存储器系统可用作便携式电子装置的主存储器或辅助存储器。因为使用存储器装置的存储器系统不具有活动部件，所以它们提供优良的稳定性、耐用性、高信息存取速度以及低功耗。具有这种优点的存储器系统的示例包括通用串行总线(USB)存储器装置、具有各种接口的存储卡以及固态驱动器(SSD)。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种存储器系统，其在存储器装置中执行垃圾收集操作时，可考虑存储器装置中的区域的损耗程度即损耗水平来实现损耗均衡，并且涉及一种用于操作存储器系统的方法。根据本专利技术的实施例，存储器系统包括：存储器装置，其包括多个存储器阵列，多个存储器阵列中的每个包括多个存储块；以及控制器，其适于设置超级块，并且基于每个超级块的有效页面信息和损耗水平对超级块执行垃圾收集操作，超级块中的每个包括属于多个存储器阵列中的两个或更多个存储器阵列的各自存储块。每个超级块的有效页面信息可包括有效页面的数量，并且每个超级块的损耗水平可分别基于包括在超级块中的坏块的数量。控制器可通过将坏块的页面计数为有效页面来对超级块执行垃圾收集操作。控制器可通过对坏块的数量分配权重(weight)以产生加权的坏块的数量，将有效页面的数量与加权的坏块的数量相加，并且将具有相加的结果中的最小和值的超级块选择为牺牲块来执行垃圾收集操作。权重可表示包括在每个坏块中的页面的总数量。控制器可基于坏块的数量来停用包括多于阈值数量的坏块的超级块。控制器可基于阈值数量来调整权重。控制器可同时擦除包括在每个超级块中的存储块的数据，并且同时在存储块的各自页面中写入数据或同时从各自页面中读取数据。每个超级块可包括位于两个以上的不同存储器阵列中的相同物理块位置的存储块。多个存储器阵列可对应于包括在不同存储器芯片中的存储器管芯。根据本专利技术的另一实施例，存储器系统包括：存储器装置，其包括多个存储器阵列，多个存储器阵列中的每个包括多个存储块；以及控制器，其适于生成超级块的有效页面信息和坏块信息，并且基于有效页面信息和坏块信息，确定用于在超级块中选择用于垃圾收集操作的牺牲块的参考值，超级块中的每个包括属于多个存储器阵列中的两个或更多个存储器阵列的各自存储块。控制器可通过分别对包括在超级块中的有效页面的数量和坏块的数量进行计数来生成有效页面信息和坏块信息。控制器可通过对所计数的坏块的数量分配权重以产生加权的坏块的数量，并将所计数的有效页面的数量与加权的坏块的数量相加来确定参考值。权重可表示包括在每个坏块中的页面的总数量。控制器可确定存储器装置的空白空间，并且当空白空间小于阈值时，控制器可比较参考值，将具有参考值中的最小参考值的超级块选择为牺牲块，并对牺牲块执行垃圾收集操作。控制器可通过对存储器装置中可用于存储新数据的空闲存储块的数量进行计数来确定存储器装置的空白空间。控制器可通过将存储在牺牲块的有效页面中的数据复制并存储到存储器装置中的空闲存储块中并擦除存储在牺牲块中的数据来执行垃圾收集操作。控制器可从存储块读取数据，检测读取数据中出现的错误，并基于检测到的错误来确定坏块。根据本专利技术的另一实施例，一种用于操作存储器系统的方法包括：生成超级块的有效页面信息和坏块信息，超级块中的每个包括属于不同存储器阵列的各自存储块；基于有效页面信息和坏块信息，确定用于在超级块中选择用于垃圾收集操作的牺牲块的参考值；以及基于参考值对超级块执行垃圾收集操作。超级块的有效页面信息和坏块信息的生成可包括：分别对包括在超级块中的有效页面的数量和坏块的数量进行计数，并且其中参考值的确定可包括：为所计数的坏块的数量分配权重以产生加权的坏块的数量；以及通过将所计数的有效页面的数量与加权的坏块的数量相加来确定参考值。附图说明从下面参照附图对本专利技术的详细描述中，这些和其它特征与优点对于本专利技术所属领域的技术人员将变得显而易见，其中：图1是示出根据本专利技术的实施例的包括可操作地联接到主机的存储器系统的数据处理系统的图。图2是示出在图1的存储器系统中采用的存储器装置的配置示例的图。图3是示意性地示出图2的存储器装置中的存储块的存储器单元阵列电路的图。图4是示意性地示出图2的存储器装置的存储块的三维配置的图。图5示出根据本专利技术的实施例的存储器装置。图6A和图6B示出在图5的存储器装置中执行的垃圾收集操作。图7是示出根据本专利技术的实施例的存储器系统的一般操作的流程图。图8是示出根据本专利技术的实施例的存储卡系统的图。图9是示出根据本专利技术的实施例的数据处理系统的框图。图10是示出根据本专利技术的实施例的固态驱动器(SSD)的框图。图11是示出根据本专利技术的实施例的嵌入式多媒体卡(eMMC)的框图。图12是示出根据本专利技术的实施例的通用闪存(UFS)的框图。图13是示出根据本专利技术的实施例的包括存储器系统的用户系统的框图。具体实施方式尽管下面参照附图更详细地描述了各种实施例，但是应注意到，本专利技术可以不同的形式实施，并且不应被解释为仅限于本文所阐述的实施例。相反，提供所描述的实施例以便本公开将是彻底且完全的，并将本专利技术完全传达给本专利技术所属领域的技术人员。贯穿本公开，在本专利技术的各个附图和实施例中，相同的附图标记表示相同的部件。将理解的是，尽管可以在本文中使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件，但是这些元件不受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，下面描述的第一元件也可被称为第二元件或第三元件。附图不一定按比例绘制，并且在一些情况下，比例可能已经被夸大以便清楚地示出实施例的特征。将进一步理解的是，当元件被称为“连接到”或“联接到”另一元件时，其可直接在其它元件上、连接到或联接到其它元件，或者可存在一个或多个中间元件。此外，还将理解的是，当元件被称为在两个元件“之间”时，其可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可存在一个或多个中间元件。本文使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并不旨在限制本专利技术。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”、“包括有”、“包含”和“包含有”时，其说明所陈述元件的存在，但不排除一个或多个其它元件的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和全部组合。除非另有定义，否则本文使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员基于本公开所通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，诸如在常用字典中定义的那些术语的术语应当被解释为具有与其在本公开和相关技术语境中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器系统，其包括：存储器装置，其包括多个存储器阵列，所述多个存储器阵列中的每个包括多个存储块；以及控制器，其适于设置超级块，并且基于每个超级块的有效页面信息和每个超级块的损耗水平对所述超级块执行垃圾收集操作，所述超级块中的每个包括属于所述多个存储器阵列中的两个或更多个存储器阵列的各自存储块。

【技术特征摘要】
2016.07.18 KR 10-2016-00908161.一种存储器系统，其包括：存储器装置，其包括多个存储器阵列，所述多个存储器阵列中的每个包括多个存储块；以及控制器，其适于设置超级块，并且基于每个超级块的有效页面信息和每个超级块的损耗水平对所述超级块执行垃圾收集操作，所述超级块中的每个包括属于所述多个存储器阵列中的两个或更多个存储器阵列的各自存储块。2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述每个超级块的有效页面信息包括有效页面的数量，并且所述每个超级块的损耗水平分别基于包括在所述超级块中的坏块的数量。3.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述控制器通过将所述坏块的页面计数为有效页面来对所述超级块执行所述垃圾收集操作。4.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述控制器通过对所述坏块的数量分配权重以产生加权的坏块的数量，将所述有效页面的数量与所述加权的坏块的数量相加，并且将具有相加的结果中的最小值的超级块选择为牺牲块来执行所述垃圾收集操作。5.根据权利要求4所述的存储器系统，其中所述权重表示包括在所述坏块中的每个中的页面的总数量。6.根据权利要求4所述的存储器系统，其中所述控制器基于所述坏块的数量来停用包括多于阈值数量的坏块的超级块。7.根据权利要求6所述的存储器系统，其中所述控制器基于所述阈值数量来调整所述权重。8.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述控制器同时擦除包括在所述超级块中的每个中的存储块的数据，并且同时在所述存储块的各自页面中写入数据或同时从所述各自页面中读取数据。9.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述超级块中的每个包括位于两个以上的不同存储器阵列中的相同物理块位置的存储块。10.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述多个存储器阵列对应于包括在不同存储器芯片中的存储器管芯。11.一种存储器系统，其包括：存储器装置，其包括多个存储器阵列，所述多个存储器阵列中的每个包括多个存储块；以及控制器，其适于生成超级块的有效页面信息和坏块信息，并且基于所述有效页面信息和所述坏块信息，确定用于在所述超级块中选择用于垃圾收集操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：申雄植，全贞澔，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR