用于坏块管理的存储器系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种控制存储系统的方法，该存储系统可包括多个存储器单元和存储器控制器，其中多个存储器单元被布置在块中，存储器控制器联接到多个存储器单元，且用于控制多个存储器单元中的数据写入和数据读取。该方法包括：如果块中坏页面的计数为零，则将该块识别为好块；如果坏页面的计数低于阈值数量，则将该块识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于阈值数量，则将该块识别为坏块。该方法包括使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。

Memory system and method for bad block management

【技术实现步骤摘要】
用于坏块管理的存储器系统及方法相关申请的交叉引用本申请求于2018年4月3日提交的申请号为62/652,177，名称为“坏块管理(BADBLOCKMANAGEMENT)”的临时申请的优先权，该临时申请被转让给本申请的受让人，并且该临时申请的全部内容通过引用而明确地并入本文。
本专利技术总体涉及一种用于存储装置的系统和方法，且特别地，涉及提高非易失性存储器装置的性能。
技术介绍
固态存储器被广泛的用于各种电子系统，包括例如消费电子装置(例如，移动电话、摄像机、计算机等)和企业计算系统(例如，硬盘驱动器、随机存取存储器(RAM)等)。固态存储器由于延迟、吞吐量、抗冲击性、封装和其它考虑因素已比机械或其它存储器存储技术更受欢迎。在这些非易失性存储器装置中，NAND闪速存储器装置由于其高度集成而带来的低制造成本而广受欢迎。基于闪速存储器的固态硬盘(SSD)驱动器可包括许多闪速存储器管芯。每一个闪存管芯可以具有数千个物理块。每一个块可包括多个闪存页面。在SSD的生命周期中，闪存块的可靠性质量可能会随着时间的推移而劣化，并且一些块可能会被识别为坏块，并从可用闪存块列表中去除。在一些常规系统中，每当在块中的任何地方发现坏页面或坏字线时，该块被标记为坏块，并且不再被使用。如下所述，这种做法可能会导致存储器装置受到不期望的限制。
技术实现思路
在常规的坏块管理方法中，块中的单个坏页面会导致整个块不再被使用。专利技术人已经认识到，这种实践可以减少预留空间(OP)并导致更多的写入放大(WA)，如下文进一步解释的，这可能降低存储器装置的可靠性。本专利技术的一些实施例提供了当块内的坏字线的数量小于某个阈值时，介于物理块从好块变为坏块之间的中间状态。这种技术可以延迟数据块引退，增加预留空间，并减少不必要的后台操作。一些实施例还包括群集块类型和对劣块编程的技术。根据一些实施例，系统包括布置在块中的存储器单元，每一个块包括多个页面，并且每一个页面具有多个存储器单元。该系统还包括联接到存储器单元的存储器控制器，用于控制存储器单元的擦除操作、编程操作和读取操作。存储器控制器配置成：如果块中坏页面的计数为零，则存储器控制器将该块识别为好块；如果坏页面的计数小于阈值数量，则将该块识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于阈值数量，则将该块识别为坏块。存储器控制器配置成使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。在一些实施例中，系统还包括劣块的表，对于每一个劣块，该表列出劣块中坏页面的计数和劣块中坏页面的位置。存储器控制器配置成接收关于坏页面的信息，并确定坏页面是处于好块还是处于劣块中。在确定坏页面处于好块中时，好块被识别为劣块，并在劣块的表中创建条目。在确定坏页面处于劣块中时，存储器控制器在劣块的表中定位劣块，增加劣块中坏页面的计数，并记录坏页面的位置。存储器控制器还确定坏页面的计数是否大于阈值数量。在确定坏页面的计数大于阈值数量时，该块被确定为坏块。在一些实施例中，接收关于坏页面的信息包括在目标页面地址处执行读取操作，并且确定是否已经发生读取失败。在检测到读取失败时，该页面被识别为坏页面。系统在目标页面地址恢复页面中的正确数据，并将正确数据复制到好块。在一些实施例中，存储器控制器配置成接收编程操作的目标页面地址，并且确定目标页面地址是处于好块、坏块还是处于劣块中。在确定目标页面地址处于好块中时，系统就在目标页面地址处执行编程操作。在确定目标页面地址处于坏块中时，系统就在替换块中执行编程操作。在确定目标页面地址在劣块中时，系统确定目标页面地址是否指向坏页面。在确定目标页面地址没有指向坏页面时，系统就在目标页面地址处执行编程操作。在确定目标页面地址指向坏页面时，系统就在替换页面地址处执行编程操作。在一些实施例中，系统包括多个超级块。每一个超级块包括多个块，多个块中的一个块作为奇偶校验块，而其它块作为数据块。奇偶校验块配置成存储数据块的奇偶校验信息。存储器控制器配置成确定超级块是否包括劣块，并且在确定超级块包括劣块时，将劣块配置为超级块的奇偶校验块。在一些实施例中，系统包括多个超级页面。每一个超级页面包括多个页面且具有来自超级块中每一个块的一个页面。超级页面中的多个页面中的一个页面作为奇偶校验页面，而其它页面作为数据页面。奇偶校验页面配置成存储数据页面的奇偶校验信息。存储器控制器配置成确定超级页面是否包括坏页面，并且在确定超级页面包括坏页面时，存储器控制器将坏页面排除在操作之外，并且将剩余页面中的一个页面配置为奇偶校验页面，并将其它剩余页面配置为数据页面。在一些实施例中，系统包括多个超级块，每一个超级块包括多个块。存储器控制器配置成对多个块按照可靠性质量进行等级排序，并且将具有最低的可靠性的块配置为奇偶校验块，将其它块配置为数据块。奇偶校验块配置成存储数据块的奇偶校验信息。根据一些实施例，提供了一种用于控制存储系统的方法，该存储系统可包括多个存储器单元和存储器控制器，其中多个存储器单元被布置在块中，存储器控制器联接到多个存储器单元，且用于控制多个存储器单元中的数据写入和数据读取。该方法包括：如果块中坏页面的计数为零，则将该块识别为好块；如果坏页面的计数小于阈值数量，则将该块识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于阈值数量，则将该块识别为坏块。该方法包括使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。附图说明图1是根据本专利技术的一些实施例的存储器装置的简化框图；图2是示出根据本专利技术的一些实施例的存储器装置中的写入放大和预留空间之间的相关性的简化图；图3A和图3B是示出根据本专利技术的一些实施例的坏块管理方法的简化图；图4是示出根据本专利技术的一些实施例的劣块管理方法的简化流程图；图5是示出根据本专利技术的实施例的用于在劣块中编程的过程的简化流程图；图6是示出根据本专利技术的一些实施例的用于操作超级块的方法的简化图；图7是示出根据本专利技术的一些实施例的用于操作包括劣块的超级块的方法的简化图；图8示出了根据本专利技术的一些实施例的用于操作包括超级页面的非易失性数据存储装置的方法；图9是示出根据本专利技术的一些实施例的固态存储系统的简化框图；并且图10是示出可用于实施根据本专利技术的各个实施例的设备的简化框图。具体实施方式图1是根据本专利技术的一些实施例的存储器装置的简化框图。在该示例中，闪速存储器装置100包括具有多个非易失性存储器单元的存储器单元阵列110。在一些实施例中，存储器单元被布置在多个存储块中。每一个存储块可包括多个非易失性存储器单元，每一个存储块与相应的地址相关联。存储器装置100还包括解码器120，例如行解码器。在示例中，解码器120接收用于存储器操作的具有地址ADDR130的命令，例如具有读取地址的读取命令。地址130可以是逻辑地址。在实施例中，诸如读取操作、写入或编程操作、擦除操作等存储器操作被引导至一组存储器单元，例如被引导至页面、扇区或块。如上所述，块可包括多个页面。读取或编程命令通常指向页面，并且擦除命令可以指向块。根据实施例，页面或扇区可以是0.5千字节到4千字节，或不同的大小。根据实施例，页面或扇区可包括联接到相同字线的存储器单元。在这种情况下，解码器120基于与用于选择存储页面的ADDR130相关的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非易失性数据存储装置，包括：存储器单元，其布置在块中，每一个块包括多个页面，并且每一个页面具有多个存储器单元；存储器控制器，其联接到所述存储器单元，且用于控制所述存储器单元的擦除操作、编程操作和读取操作；其中基于所述块中坏页面的计数，每一个块被识别为好块、劣块或坏块，并且每一个块以如下方式被识别：如果坏页面的计数为零，则块被识别为好块；如果坏页面的计数小于阈值数量，则块被识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于所述阈值数量，则块被识别为坏块；劣块的表，对于每一个劣块，所述劣块的表列出所述劣块中坏页面的计数和所述劣块中坏页面的位置；其中所述存储器控制器：接收关于坏页面的信息；确定所述坏页面是处于好块中还是处于劣块中；在确定所述坏页面处于好块中时，将所述好块标识为劣块，并且在所述劣块的表中创建条目；在确定所述坏页面处于劣块中时，在所述劣块的表中定位所述劣块，增加所述劣块中所述坏页面的计数，并且记录所述坏页面的位置；确定所述坏页面的计数是否大于所述阈值数量；在确定所述坏页面的计数大于所述阈值数量时，确定所述块为坏块；其中所述存储器控制器使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。...

【技术特征摘要】
2018.04.03 US 62/652,177;2018.06.28 US 16/022,4511.一种非易失性数据存储装置，包括：存储器单元，其布置在块中，每一个块包括多个页面，并且每一个页面具有多个存储器单元；存储器控制器，其联接到所述存储器单元，且用于控制所述存储器单元的擦除操作、编程操作和读取操作；其中基于所述块中坏页面的计数，每一个块被识别为好块、劣块或坏块，并且每一个块以如下方式被识别：如果坏页面的计数为零，则块被识别为好块；如果坏页面的计数小于阈值数量，则块被识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于所述阈值数量，则块被识别为坏块；劣块的表，对于每一个劣块，所述劣块的表列出所述劣块中坏页面的计数和所述劣块中坏页面的位置；其中所述存储器控制器：接收关于坏页面的信息；确定所述坏页面是处于好块中还是处于劣块中；在确定所述坏页面处于好块中时，将所述好块标识为劣块，并且在所述劣块的表中创建条目；在确定所述坏页面处于劣块中时，在所述劣块的表中定位所述劣块，增加所述劣块中所述坏页面的计数，并且记录所述坏页面的位置；确定所述坏页面的计数是否大于所述阈值数量；在确定所述坏页面的计数大于所述阈值数量时，确定所述块为坏块；其中所述存储器控制器使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。2.根据权利要求1所述的非易失性数据存储装置，其中接收关于坏页面的信息包括：在目标页面地址处执行读取操作；确定是否已经发生了读取失败；在检测到读取失败时，将所述页面识别为坏页面；在所述目标页面地址处恢复所述页面中的正确数据；将所述正确数据复制到好块。3.根据权利要求1所述的非易失性数据存储装置，其中所述存储器控制器：接收用于编程操作的目标页面地址；确定所述目标页面地址是处于好块中、处于坏块中还是处于劣块中；在确定所述目标页面地址处于好块中时，在所述目标页面地址处执行所述编程操作；在确定所述目标页面地址处于坏块中时，在替换块中执行所述编程操作；在确定所述目标页面地址在处于劣块中时，确定所述目标页面地址是否指向坏页面；在确定所述目标页面地址没有指向坏页面时，在所述目标页面地址处执行所述编程操作；并且在确定所述目标页面地址指向坏页面时，在替换页面地址处执行所述编程操作。4.根据权利要求1所述的非易失性数据存储装置，其进一步包括多个超级块，每一个超级块包括多个块，其中所述多个块中的一个块配置为奇偶校验块且其它块配置为数据块，所述奇偶校验块存储所述数据块的奇偶校验信息；其中所述存储器控制器：确定超级块是否包括劣块；并且在确定所述超级块包括劣块时，将所述劣块用于所述超级块的奇偶校验块。5.根据权利要求4所述的非易失性数据存储装置，其进一步包括多个超级页面，每一个超级页面包括多个页面且具有来自所述超级块中每一个块的一个页面，其中所述超级页面中的所述多个页面中的一个页面配置为奇偶校验页面且其它页面配置为数据页面，所述奇偶校验页面存储所述数据页面的奇偶校验信息；其中所述存储器控制器：确定超级页面是否包括坏页面；并且在确定所述超级页面包括坏页面时，将所述坏页面排除在操作之外，并且将剩余页面中的一个页面配置为奇偶校验页面，并将其它剩余页面配置为数据页面。6.根据权利要求1所述的非易失性数据存储装置，其进一步包括多个超级块，每一个超级块包括多个块，其中所述存储器控制器：对所述多个块按照可靠性进行等级排序；并且将具有最低的可靠性的块配置为奇偶校验块，并且将其它块配置为数据块，所述奇偶校验块存储所述数据块的奇偶校验信息。7.根据权利要求1所述的非易失性数据存储装置，其中每一个块包括联接到相同字线的多个存储器单元。8.一种系统，包括：存储器单元，其布置在块中，每一个块包括多个页面，并且每一个页面具有多个存储器单元；存储器控制器，其联接到所述存储器单元，且用于控制所述存储器单元的擦除操作、编程操作和读取操作；其中所述存储器控制器：如果所述块中坏页面的计数为零，则将块识别为好块；如果坏页面的计数小于阈值数量，则将块识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于所述阈值数量，则将块识别为坏块；其中所述存储器控制器使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述系统进一步包括劣块的表，对于每一个劣块，所述劣块的表列出所述劣块中坏页面的计数和所述劣块中坏页面的位置；其中所述存储器控制器：接收关于坏页面的信息；确定所述坏页面是处于好块中还是处于劣块中；在确定所述坏页面处于好块中时，将所述好块标识为劣块，并且在所述劣块的表中创建条目；在确定所述坏页面处于劣块中时，在所述劣块的表中定位所述劣块，增加所述劣块中所述坏页面的计数，并且记录所述坏页面的位置；确定所述坏页面的计数是否大于所述阈值数量；在确定所述坏页面的计数大于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宇，张帆，内维·库马尔，哈曼·巴蒂亚，熊晨荣，吕宣宣，
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