用于高效垃圾收集的预测块分配的存储系统和方法技术方案

提供了用于高效垃圾收集的预测块分配的存储系统和方法。一种方法涉及确定存储系统中的存储器正在第一使用场景中还是第二使用场景中被使用；响应于确定存储器正在第一使用场景中被使用，使用第一块分配方法；以及响应于确定存储器正在第二使用场景中被使用，使用第二块分配方法，其中第一块分配方法分配比第二块分配方法更接近于需要垃圾收集的块。

【技术实现步骤摘要】
用于高效垃圾收集的预测块分配的存储系统和方法

技术介绍
存储系统可以具有被组织为块的存储器。随着时间的推移，写入到块中的数据可能无效(例如，由于主机数据删除和/或存储系统内部的数据转移)。垃圾收集是收集使用的存储器块的有效部分(忽略无效的部分)并将它们移动到新的块的一种处理。当块完全无效时，其被返回到空闲块池。可以通过保持每个块的“有效计数器”以跟踪块中的有效闪存管理单元的数量和/或通过编程/擦除周期计数器来监视块的耐久力来控制垃圾收集。垃圾收集算法可以通过检查哪个块具有最低的“有效计数器”、最高的编程/擦除周期计数器、和/或低于平均值的编程/擦除周期计数器，来选择哪个块应该接下来被“收集”。
技术实现思路
附图说明图1A是实施例的非易失性存储系统的框图。图1B是示出实施例的存储模块的框图。图1C是示出实施例的层级存储系统的框图。图2A是示出根据实施例的在图1A中所示的非易失性存储系统的控制器的组件的框图。图2B是示出根据实施例的在图1A中所示的非易失性存储器存储系统的组件的框图。图3是实施例的用于高效垃圾收集的预测块分配的方法的流程图。图4是实施例的用于在存储器中存储模式的方法的流程图。图5是使用模式匹配的实施例的用于高效垃圾收集的预测块分配的方法的流程图。具体实施方式通过介绍的方式，下面的实施例涉及用于高效垃圾收集的预测块分配的存储系统和方法。在一个实施例中，提供了用于块分配的方法。该方法包括确定存储系统中的存储器正在第一使用场景还是第二使用场景中被使用；响应于确定存储器正在第一使用场景中被使用，使用第一块分配方法；以及响应于确定存储器正在第二使用场景中被使用，使用第二块分配方法，其中第一块分配方法分配比第二块分配方法更接近于需要垃圾收集的块。在一些实施例中，通过比较多个写入命令与存储在存储系统中的模式来执行确定，其中第一块分配方法与模式中的一个模式相关联，并且其中第二块分配方法与模式中的另一模式相关联。在一些实施例中，使用机器学习来执行确定。在一些实施例中，机器学习使用监督式学习，然而，在其它实施例中，机器学习使用无监督式学习。在一些实施例中，通过计算用户单个地址更新与驱动重写的比率来执行确定。在一些实施例中，通过从主机接收关于存储器是正在第一使用场景中还是在第二使用场景中被使用的指示来执行确定。在一些实施例中，该方法还包括改变垃圾收集的时间。在一些实施例中，通过调整用于发起垃圾收集的至少一个阈值参数来改变垃圾收集的时间。在一些实施例中，通过改变触发垃圾收集操作与主机写入的比率来改变垃圾收集的时间。在一些实施例中，通过改变动态垃圾收集操作与静态垃圾收集操作的比率来改变垃圾收集的时间。在一些实施例中，存储在第一使用场景中的数据比存储在第二使用场景中的数据更不频繁地被更新。在一些实施例中，存储器包括三维存储器。在一些实施例中，该方法在存储系统中被执行。在另一个实施例中，提供了包括存储器和控制器的存储系统。控制器被配置为接收多个写入命令；比较多个写入命令与存储在存储系统中的模式；对于每个模式，生成表示多个写命令与该模式的匹配级别的得分；确定哪个得分超过阈值；以及选择与得分超过阈值的模式相关联的块分配方案。在一些实施例中，与第一模式相关联的块分配方案分配比与第二模式相关联的块分配方案更接近于需要垃圾收集的块。在一些实施例中，控制器还被配置为调整用于发起垃圾收集的至少一个阈值参数。在一些实施例中，存储器包括三维存储器。在一些实施例中，存储系统被嵌入在主机中。在一些实施例中，存储系统可移除地连接到主机。在另一实施例中，提供了存储系统，该存储系统包括：存储器；用于确定存储器正如何被使用的装置；以及用于基于存储器正如何被使用选择块分配方法的装置，其中响应于确定存储器正在第一使用场景中被使用，第一块分配方法，并且其中响应于确定存储器正在第二使用场景中被使用，第二块分配方法被选择，进一步，其中第一块分配方法分配比第二块分配方法更接近于需要垃圾收集的块。在一些实施例中，用于确定的装置和用于选择的装置包括控制器。在一些实施例中，存储器包括三维存储器。其它实施例是可能的，并且实施例中的每一个可以被单独使用或组合一起使用。因此，现在将参照附图描述各种实施例。现在转向附图，在图1A至图1C中示出适于在实施这些实施例的方面中使用的存储系统。图1A是示出根据本文描述的主题的实施例的非易失性存储系统100的框图。参考图1A，非易失性存储系统100包括控制器102和可以由一个或多个非易失性存储器裸芯104组成的非易失性存储器。如本文所使用的，术语裸芯是指在单个半导体基板上形成的非易失性存储器单元和用于管理那些非易失性存储器单元的物理操作的相关联的电路的集合。控制器102与主机系统接口，并且向非易失性存储器裸芯104发送用于读取、编程和擦除操作的命令序列。控制器102(其可以是闪存控制器)可以采取以下形式：处理电路、微处理器或处理器、以及存储可由例如(微)处理器、逻辑门、开关、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入式微控制器运行的计算机可读程序代码(例如，固件)的计算机可读介质。控制器102可以被配置有硬件和/或固件以执行下面描述的并在流程图中示出的各种功能。并且，示出为在控制器的内部的组件中的一些也可以被存储在控制器的外部，并且可以使用其它组件。另外，短语“可操作地与……通信”可以意味着直接与之通信或者与通过一个或多个组件间接(有线或无线)与之通信，这可能有或者可能没有在本文示出或描述。如这里所使用的，闪存控制器是管理存储在闪存上的数据并且与诸如计算机或电子设备的主机通信的设备。除了本文描述的具体功能之外，闪存控制器还可以具有各种功能。例如，闪存控制器可以格式化闪存以保证存储器正适当地操作，映射出坏的闪存单元，并且分配备用单元以替代将来故障的单元。备用单元的一些部分可以被用来保持固件以操作闪存控制器并且实施其它特征。在操作中，当主机需要从闪存读取数据或向闪存写入数据时，它将与闪存控制器通信。如果主机提供数据要被读取/写入到的逻辑地址，则闪存控制器可以将从主机接收的逻辑地址转换为在闪存中的物理地址。(可替换地，主机可以提供该物理地址。)闪存控制器还可以执行各种存储器管理功能，诸如但不限于，磨损均衡(分布写入操作以避免磨损否则将被重复写入的特定存储器块)和垃圾收集(在块满后，仅将有效的数据页移动到新的块，因此可以擦除并重新使用该满的块)。非易失性存储器裸芯104可以包括任何合适的非易失性存储介质，包括NAND闪存单元和/或NOR闪存单元。存储器单元可以采取固态(例如，闪存)存储器单元的形式，并且可以是一次可编程的、几次可编程的或多次可编程的。存储器单元还可以是单级单元(SLC)、多级单元(MLC)、三级单元(TLC)或者使用现在已知或稍后研发的其它存储器单元级技术。并且，存储器单元可以以二维或三维方式制造。控制器102和非易失性存储器裸芯104之间的接口可以是诸如开关模式(ToggleMode)200、400或800的任何合适的快闪接口。在一个实施例中，存储系统100可以是基于卡的系统，诸如安全数字(SD)或微安全数字(micro-SD)卡。在替换性实施例中，存储系统100可以是嵌入式存储系统的部分。虽然在图1A中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于块分配的方法，所述方法包括：确定存储系统中的存储器正在第一使用场景中还是第二使用场景中被使用；响应于确定所述存储器正在所述第一使用场景中被使用，使用第一块分配方法；以及响应于确定所述存储器正在所述第二使用场景中被使用，使用第二块分配方法，其中所述第一块分配方法分配比所述第二块分配方法更接近于需要垃圾收集的块。

【技术特征摘要】
2017.03.21 US 15/465,3671.一种用于块分配的方法，所述方法包括：确定存储系统中的存储器正在第一使用场景中还是第二使用场景中被使用；响应于确定所述存储器正在所述第一使用场景中被使用，使用第一块分配方法；以及响应于确定所述存储器正在所述第二使用场景中被使用，使用第二块分配方法，其中所述第一块分配方法分配比所述第二块分配方法更接近于需要垃圾收集的块。2.如权利要求1所述的方法，其中通过比较多个写入命令与存储在所述存储系统中的模式来执行所述确定，其中所述第一块分配方法与所述模式中的一个模式相关联，并且其中所述第二块分配方法与所述模式中的另一模式相关联。3.如权利要求1所述的方法，其中使用机器学习来执行所述确定。4.如权利要求3所述的方法，其中所述机器学习使用监督式学习。5.如权利要求3所述的方法，其中所述机器学习使用无监督式学习。6.如权利要求1所述的方法，其中通过计算用户单个地址更新与驱动重写的比率来执行所述确定。7.如权利要求1所述的方法，其中通过从主机接收关于所述存储器是正在所述第一使用场景中还是在所述第二使用场景中被使用的指示来执行所述确定。8.如权利要求1所述的方法，还包括改变垃圾收集的时间。9.如权利要求8所述的方法，其中通过调整用于发起垃圾收集的至少一个阈值参数来改变所述垃圾收集的时间。10.如权利要求8所述的方法，其中通过改变触发垃圾收集操作与主机写入的比率来改变所述垃圾收集的时间。11.如权利要求8所述的方法，其中通过改变动态垃圾收集操作与静态垃圾收集操作的比率来改变所述垃圾收集的时间。12.如权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：A纳翁，M尤尼，A巴扎尔斯基，JG哈恩，D古尔，O法因西尔伯，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US