用于可扩展存储区域的分配模式制造技术

本申请涉及用于可扩展存储区域的分配模式。各种应用可包含控制存储装置中变更日志的存储大小的系统和方法，其中所述变更日志经实施以使一或多个存储器装置中的虚拟页地址与物理地址相关。可以通过用于所述存储装置中的所述变更日志的可扩展存储区域的分配模式来控制所述存储大小。所述分配模式可包含使用位图、链接到所述位图的列表和对所述位图中经确证位进行计数的计数器，使得所述存储装置中存储空间的分配可取决于使用情况，而不是为了虚拟页地址与物理地址的所有可能相关而分配较大存储空间。大存储空间。大存储空间。

【技术实现步骤摘要】
用于可扩展存储区域的分配模式


[0001]本申请涉及存储器装置。

技术介绍

[0002]通常将存储器装置提供为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路。存在许多不同类型的存储器，包含易失性和非易失性存储器。易失性存储器需要功率来维持其数据，且易失性存储器的实例包含随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和同步动态随机存取存储器(SDRAM)等等。非易失性存储器可在未被供电时保留所存储数据，且非易失性存储器的实例包含快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电阻可变存储器，如相变随机存取存储器(PCRAM)、电阻式随机存取存储器(RRAM)、磁阻式随机存取存储器(MRAM)和三维(3D)XPoint
TM
存储器等等。
[0003]快闪存储器用作广泛范围的电子应用的非易失性存储器。快闪存储器装置通常包含允许高存储器密度、高可靠性和低功耗的单晶体管、浮动栅极或电荷阱存储器单元的一或多个群组。两种常见类型的快闪存储器阵列架构包含NAND和NOR架构，所述架构以每一者的基本存储器单元配置所布置的逻辑形式来命名。存储器阵列的存储器单元通常布置成矩阵。在实例中，阵列的一行中的每一浮动栅极存储器单元的栅极耦合到存取线(例如，字线)。在NOR架构中，阵列的列中的每一存储器单元的漏极耦合到数据线(例如，位线)。在NAND架构中，阵列的串中的存储器单元在源极线与位线之间以源极到漏极方式串联耦合在一起。
[0004]NOR和NAND架构半导体存储器阵列均通过解码器来存取，所述解码器通过选择耦合到特定存储器单元的栅极的字线来激活特定存储器单元。在NOR架构半导体存储器阵列中，一旦被激活，选定存储器单元便使其数据值置于位线上，从而依据特定单元经编程的状态而使不同电流流动。在NAND架构半导体存储器阵列中，将高偏置电压施加到漏极侧选择栅极(SGD)线。以指定传递电压(例如，Vpass)驱动耦合到每一群组的未选定存储器单元的栅极的字线，以使每一群组的未选定存储器单元作为传递晶体管操作(例如，以不受其所存储的数据值限制的方式传递电流)。电流随后从源极线通过每个串联耦合的群组流动到位线，仅受每个群组中的选定存储器单元限制，从而使选定存储器单元的当前经编码数据值置于位线上。
[0005]NOR或NAND架构半导体存储器阵列中的每个快闪存储器单元可个别地或共同地编程到一个或数个经编程状态。例如，单层级单元(SLC)可表示两个经编程状态(例如，1或0)中的一个，表示一个数据位。然而，快闪存储器单元也可表示超过两个经编程状态中的一个，从而允许制造较高密度的存储器而不增加存储器单元的数目，因为每个单元可表示超过一个二进制数字(例如，超过一个位)。此类单元可称为多状态存储器单元、多数位单元或多层级单元(multi-level cell，MLC)。在某些实例中，MLC可以指每单元可存储两个数据位(例如，四个经编程状态中的一个)的存储器单元，三层级单元(triple-level cell，TLC)可以指每单元可存储三个数据位(例如，八个经编程状态中的一个)的存储器单元，且四层级
单元(quad-level cell，QLC)可每单元存储四个数据位。除非有明确的语言或上下文指示，否则MLC在本文中以其较广泛情形使用，可以指每单元可存储多于一个数据位(即，可表示超过两个经编程状态)的任何存储器单元。
[0006]传统的存储器阵列是布置于半导体衬底的表面上的二维(2D)结构。为了针对给定面积增加存储器容量且减小成本，已减小单独存储器单元的大小。然而，存在单独存储器单元的大小减少的技术限制，且因此存在2D存储器阵列的存储器密度的技术限制。作为响应，正开发三维(3D)存储器结构，例如3D NAND架构半导体存储器装置，以进一步增加存储器密度且降低存储器成本。
[0007]这些3D NAND装置经常包含存储单元串，其串联(例如，漏极到源极)耦合于接近源极的一或多个源极侧选择栅极(SGS)与接近位线的一或多个漏极侧选择栅极(SGD)之间。在实例中，SGS或SGD可包含一或多个场效应晶体管(FET)或金属-氧化物半导体(MOS)结构装置等。在一些实例中，所述串将竖直延伸通过含有相应字线的多个竖直隔开的层次。半导体结构(例如，多晶硅结构)可邻近于存储单元串而延伸以形成用于所述串的存储单元的通道。在竖直串的实例中，多晶硅结构可呈竖直延伸支柱的形式。在一些实例中，串可以“折叠”，且因此相对于U形支柱而布置。在其它实例中，多个竖直结构可堆叠于彼此之上以形成存储单元串的堆叠阵列。
[0008]存储器阵列或装置可组合在一起以形成存储器系统的存储容量，例如固态驱动器(SSD)、通用快闪存储(UFS
TM
)装置、多媒体卡(MMC)固态存储装置、嵌入式MMC装置(eMMC
TM
)等。SSD尤其可用作计算机的主要存储装置，关于例如性能、大小、重量、坚固性、工作温度范围和功率消耗具有优于带有移动部件的传统硬盘驱动器的优点。例如，SSD可具有减少的寻道时间、等待时间或与磁盘驱动器相关联的其它延迟(例如，机电等)。SSD使用例如快闪存储器单元等非易失性存储器单元来避免内部电池电源要求，由此允许驱动器更为多功能的且紧凑的。
[0009]SSD可包含数个存储器装置，包含数个裸片或逻辑单元(例如，逻辑单元数字或LUN)，且可包含执行操作存储器装置或与外部系统介接所需的逻辑功能的一或多个处理器或其它控制器。这些SSD可包含一或多个快闪存储器裸片，这些裸片上包含数个存储器阵列和外围电路系统。快闪存储器阵列可包含组织成数个物理页的数个存储器单元块。在许多实例中，SSD还将包含DRAM或SRAM(或其它形式的存储器裸片或其它存储器结构)。SSD可与存储器操作结合从主机接收命令，所述存储器操作例如在存储器装置与主机之间传送数据(例如，用户数据和相关联的完整性数据，例如错误数据和地址数据等)的读取或写入操作，或者从存储器装置擦除数据的擦除操作。
[0010]在具有可与数个主机装置一起操作的受管理存储器装置的系统中，利用由主机提供的地址来实现存取存储器位置以供主机装置从存储器装置读取和写入到存储器装置。这些地址可以由主机提供作为逻辑块地址(LBA)，其中主机不跟踪要存取的存储器位置的物理地址。受管理存储器装置包含将LBA从主机转换到数据在存储器装置中存储的物理地址的工具。存储器装置可以是NAND存储器装置。这一对信息，即LBA和对应物理地址，可以在变更日志内存储为元素。为了始终确保正确的逻辑到物理(L2P)转换，装置转换单元(DTU)可以在变更日志中搜索关于所请求LBA的最新更新信息。变更日志的常规结构布置成含有每个所跟踪LBA的历史，这在存取变更日志时会产生延迟。但是，一种快速存取所请求信息的
方法可以基于有序变更日志，这意味着每次更新具有额外工作量。另外，排序和存取时间取决于所实施的DTU算法，但是不管所使用的DTU算法是什么，存取都与变更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：使用位图、链接到所述位图的列表和所述位图中经确证位的计数器来控制存储装置中变更日志的存储大小，所述变更日志经实施以使存储器装置中的虚拟页地址与物理地址相关；以及使用所述位图、所述列表和所述位图中经确证位的所述计数器来更新所述变更日志。2.根据权利要求1所述的方法，其中使用位图包含使用所述位图中的一个识别所述变更日志中页指针表的状态，并使用所述位图中的另一个识别所述页指针表的虚拟页地址的状态。3.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述计数器包含导航链接到一个所述位图的一个所述列表以到达单元，从而相对于用作所述变更日志的条目的指定虚拟页地址更新所述变更日志。4.根据权利要求1所述的方法，其中更新所述变更日志包含：使用指定虚拟页地址作为所述变更日志的条目在所述存储装置中的所述变更日志中发起搜索；识别所述指定虚拟页地址的索引；使用所述索引确定与所述索引相关的页指针表；在页指针表位图中检查所述变更日志中经确定页指针表的状态；响应于确定所述经确定页指针表的所述状态为存储在所述变更日志中，评估页指针表列表中所述经确定页指针表的位置，所述列表链接到所述页指针表位图；在所述经确定页指针表的虚拟页位图中确定对应于所述索引的位置；在所述经确定页指针表的所述虚拟页位图中的所述位置处，检查所述变更日志中所述指定虚拟页地址的状态；响应于确定所述指定虚拟页地址的所述状态为存储在所述变更日志中，评估虚拟页列表中所述索引的位置，所述虚拟页列表链接到所述虚拟页位图；以及更新关于对应于所述虚拟页列表中所述索引的所述位置的所述指定虚拟页地址的信息。5.根据权利要求4所述的方法，其中确定与所述索引相关的所述页指针表包含执行所述索引除以等于分配用于所述变更日志的页指针表的总数的数字的整数除法，并且确定所述经确定页指针表的所述虚拟页位图中对应于所述索引的所述位置包含执行所述索引与等于分配用于所述变更日志的页指针表的总数的数字的取模运算。6.根据权利要求4所述的方法，其中评估所述页指针表列表中所述经确定页指针表的所述位置包含对所述页指针表列表中在所述经确定页指针表的位之前的经确证位的数目进行计数，并且评估所述虚拟页列表中所述索引的所述位置包含对所述经确定页指针表的所述虚拟页列表中在所述虚拟页列表中所述索引的位之前的经确证位的数目进行计数。7.一种系统，包括：存储器装置；以及存储变更日志的存储装置，其中虚拟页地址的标识是用于确定所述存储器装置中的物理地址的入口点，所述变更日志经实施以使存储器装置中的虚拟页地址与物理地址相关，所述变更日志包含：
页指针表位图，用于识别所述变更日志中页指针表的存储状态；在所述页指针表位图中编索引的每个页指针表的虚拟页位图，每个虚拟页位图布置成使用所述虚拟页地址的索引识别所述变更日志中虚拟页地址的存储状态；存储在所述变更日志中的页指针表列表，所述列表链接到所述页指针表位图；以及所述页指针表列表中的每个页指针表的虚拟页列表，每个虚拟页列表识别存储在所述变更日志中的虚拟页地址，所述虚拟页列表链接到所述虚拟页位图。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述索引从初始整数开始按照顺序次序用整数编写，并且所述索引按照由每个页指针表的索引数目限定的顺序次序指派给页指针表。9.根据权利要求8所述的系统，其中每个页指针表具有与变更日志表示的其它页指针表相同数目的所分配索引。10.根据权利要求7所述的系统，其中所述页指针表位图的某一位置中的值一识别与所述位置相关的页指针表存储在所述变更日志中，并且页指针表的虚拟页位图的某一位置中的值一识别与页指针表的所述虚拟页位图的所述位置相关的虚拟页存储在所述变更日志中。11.根据权利要求7所述的系统，其中所述系统包含计数器，用于对所述页指针表位图中经确证以将页指针表识别为存储在所述变更日志中的位的数目进行计数。12.根据权利要求7所述的系统，其中所述系统包含计数器，用于对给定页指针表的所述虚拟页位图中经确证以识别存储在所述变更日志中的虚拟页地址的位的数目进行计数。13.根据权利要求7所述的系统，其中所述变更日志在所述存储装置中具有所分配数量的存储空间，并且在确定所述所分配数量的存储空间被所述变更日志使用后，所述系统配置成触发将页指针表从与非型NAND存储器装置加载到随机存取...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：