数据存储装置、其操作方法和包括其的存储系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种数据存储装置。该数据存储装置可以包括：存储器，包括多个存储块，该多个存储块包括存储系统数据的系统存储块和存储用户数据的用户存储块；以及控制器，被配置成响应于主机装置的请求，控制存储装置的系统数据和用户数据的交换；并且基于多个存储块中的坏存储块的数量，确定是否满足对存储装置执行垃圾收集操作的开始条件。

【技术实现步骤摘要】
数据存储装置、其操作方法和包括其的存储系统相关申请的交叉引用本申请要求于2019年1月7日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0001699的韩国申请的优先权，其通过引用整体并入本文。
各个实施例总体涉及一种半导体设备，更具体地，涉及一种数据存储装置、其操作方法和包括该数据存储装置的存储系统。
技术介绍
存储装置电连接到主机装置，并且根据主机装置的请求执行数据输入/输出操作。存储装置可以使用各种存储介质来存储数据。存储装置可以将数据存储在诸如硬盘驱动器(HDD)的磁盘中，或者将数据存储在半导体存储器设备中，特别是诸如固态驱动器(SSD)或存储卡的非易失性存储器。与基于磁盘的存储介质相比，使用闪速存储器的存储介质具有诸如大容量、非易失性、低单位成本、低功耗和高数据处理速度的优点。在诸如闪速存储器的存储装置的情况下，不可能进行重写或现场(in-place)更新，并且装置的寿命是有限的。而且，由于这种存储装置使用年限或使用频率增加，因此一直在追求能够延长存储介质寿命的方法。
技术实现思路
在实施例中，一种数据存储装置可以包括：存储装置，包括多个存储块，该多个存储块包括存储系统数据的系统存储块和存储用户数据的用户存储块；以及控制器，被配置为：响应于主机装置的请求，控制存储装置的系统数据和用户数据的交换；并且基于多个存储块中的坏存储块的数量，确定是否满足用于对存储装置执行垃圾收集操作的开始条件。在实施例中，一种数据存储装置可以包括：存储装置，包括多个存储块和保留区域，该多个存储块包括存储系统数据的系统存储块和存储用户数据的用户存储块，该保留区域包括多个第一空闲存储块；以及控制器，被配置为响应于主机装置的请求控制存储装置的系统数据和用户数据的交换，其中根据用户存储块之中的坏块的数量来改变保留区域内的空闲存储块的数量，并且其中控制器被配置为基于保留区域内的空闲存储块的数量来确定是否满足对存储装置执行垃圾收集操作的开始条件。在实施例中，一种数据存储装置的操作方法，该数据存储装置包括：存储装置和控制器，存储装置包括多个存储块，该多个存储块包括存储系统数据的系统存储块和存储用户数据的用户存储块，控制器响应于主机装置的请求控制存储装置的系统数据和用户数据的交换，该操作方法包括：通过控制器基于多个存储块中的坏存储块的数量来确定是否满足对存储装置执行垃圾收集操作的开始条件。在实施例中，一种存储器系统可以包括：存储器装置，包括多个保留块和多个数据块；以及控制器，被配置为控制存储器装置以利用保留块中的一个来替换数据块之中的坏块；并且当数据块之中的空闲块的数量变得小于第一阈值并且剩余的保留块的数量大于第二阈值时，控制存储器装置对数据块执行垃圾收集操作。附图说明图1是示出根据实施例的数据存储装置的配置的示图。图2是示出根据实施例的存储装置的配置的示图。图3是示出根据实施例的控制器的配置的示图。图4至图6是用于解释根据实施例的数据存储装置的操作方法的流程图。图7是示出根据实施例的数据存储系统的示图。图8和图9是示出根据实施例的数据处理系统的示图。图10是示出根据实施例的包括数据存储装置的网络系统的示图。图11是示出根据实施例的包括在数据存储装置中的非易失性存储器装置的框图。具体实施方式下面通过各个实施例并参照附图更详细地描述数据存储装置、其操作方法和包括该数据存储装置的存储系统。应注意的是，在整个说明书中，对“实施例”等的参考不一定仅针对一个实施例，并且对任何这种短语的不同参考不一定针对相同的实施例。如本文所用，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也可包括复数形式，反之亦然。在本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为表示“一个或多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。图1是示出根据实施例的数据存储装置的配置的示图。参照图1，数据存储装置10可以包括控制器110、存储装置120和缓冲存储器130。控制器110可以响应于主机装置的请求来控制存储装置120。例如，控制器110可以允许在主机装置的编程(写入)请求下将数据编程在存储装置120中。此外，控制器110可以响应于主机装置的读取请求向主机装置提供写入在存储装置120中的数据。在实施例中，控制器110可以包括块管理器201、后台操作控制器203和垃圾收集执行组件205。块管理器201可以管理构成存储装置120的多个存储块的状态。后台操作控制器203可以被配置为控制后台操作，后台操作为存储装置120的维护操作并且在没有主机装置的请求的等待时段中执行。在另一方面，后台操作可以是数据存储装置10的内部操作，并且可以在没有从主机装置接收到写入或读取请求时执行。垃圾收集执行组件205可以通过将存储在一个(牺牲)存储块中的数据移动到另一(目标)存储块中来处理用于确保空闲块的一系列操作。牺牲存储块可以通过该操作变为空闲块。在实施例中，可以通过控制器110的后台操作控制器203确定是否执行后台操作。后台操作控制器203可以基于可被预设的条件来确定是否执行后台垃圾收集操作。当后台操作控制器203触发后台垃圾收集操作时，垃圾收集执行组件205可以执行垃圾收集执行操作的至少一个循环以获得一个或多个空闲块来满足条件。当垃圾收集执行组件205获得空闲块以满足条件时，后台操作控制器203可以结束后台垃圾收集操作。存储装置120可以在控制器110的控制下写入数据或输出写入的数据。存储装置120可以包括易失性或非易失性存储器设备。在实施例中，存储装置120可以使用诸如以下的各种非易失性存储器装置中的任意一种来实现：电可擦除可编程ROM(EEPROM)、NAND闪速存储器、NOR闪速存储器、相变RAM(PRAM)、电阻式RAM(ReRAM)、铁电RAM(FRAM)和/或自旋转移力矩磁性RAM(STT-MRAM)。存储装置120可以包括多个管芯(管芯0至管芯n)、多个芯片或多个封装。另外，存储装置120可以配置有每个存储一位数据的单层单元或者每个存储多位数据的多层单元。当数据存储装置10执行一系列操作，诸如与主机装置协作写入或读取数据时，缓冲存储器130可以用作能够临时存储数据的区域。尽管图1示出了缓冲存储器130位于控制器110的外部的示例，但是缓冲存储器130可以设置在控制器110的内部。在实施例中，存储装置120可以具有一个或多个管芯的分层结构，每个管芯具有一个或多个平面，每个平面具有一个或多个块，每个块具有一个或多个页面。存储装置120可以包括系统区域1211和用户区域1213，系统区域1211可以是用户或主机装置不可见或者不可访问的，用户区域1213可以是用户或主机装置可见或者可访问的。系统区域1211和用户区域1213中的每一个可以包括多个块，并且例如，可以如图2所示进行配置。图2是示出根据实施例的存储装置120的配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据存储装置，包括：/n存储装置，包括多个存储块，所述多个存储块包括存储系统数据的系统存储块和存储用户数据的用户存储块；以及/n控制器：/n响应于主机装置的请求，控制所述存储装置的所述系统数据和所述用户数据的交换；并且/n基于所述多个存储块中的坏存储块的数量，确定是否满足对所述存储装置执行垃圾收集操作的开始条件。/n

【技术特征摘要】
20190107 KR 10-2019-00016991.一种数据存储装置，包括：
存储装置，包括多个存储块，所述多个存储块包括存储系统数据的系统存储块和存储用户数据的用户存储块；以及
控制器：
响应于主机装置的请求，控制所述存储装置的所述系统数据和所述用户数据的交换；并且
基于所述多个存储块中的坏存储块的数量，确定是否满足对所述存储装置执行垃圾收集操作的开始条件。


2.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述用户存储块中的空闲用户存储块的数量来确定是否满足所述开始条件。


3.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器确定是否满足结束所述垃圾收集操作的结束条件。


4.根据权利要求3所述的数据存储装置，其中所述控制器基于作为所述垃圾收集操作的结果的、所述用户存储块之中生成的空闲存储块的数量来确定是否满足所述结束条件。


5.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器确定满足所述开始条件，使得在没有接收到所述主机装置的请求的时段中执行所述垃圾收集操作。


6.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述存储装置包括保留区域，所述保留区域包括多个空闲存储块。


7.根据权利要求6所述的数据存储装置，其中所述控制器利用所述保留区域中包括的所述多个空闲存储块中的至少一个来替换所述坏存储块。


8.一种数据存储装置，包括：
存储装置，包括多个存储块和保留区域，所述多个存储块包括存储系统数据的系统存储块和存储用户数据的用户存储块，所述保留区域包括多个第一空闲存储块；以及
控制器，响应于主机装置的请求控制所述存储装置的所述系统数据和所述用户数据的交换，
其中根据所述用户存储块之中的坏块的数量来改变所述保留区域内的空闲存储块的数量，并且
其中所述控制器基于所述保留区域内的空闲存储块的数量来确定是否满足对所述存储装置执行垃圾收集操作的开始条件。


9.根据权利要求8所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述用户存储块中包括的第二空闲存储块的数量来确定是否满足所述开始条件。


10.根据权利要求8所述的数据存储装置，其中所述控制器确定是否满足结束所述垃圾收集操作的结束条件。


11.根据权利要求10所述的数据存储装置，其中所述控制器基于作为所述垃圾收集操作的结果的、在所述用户存储块之中生成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建旭，
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