用于就地数据替代媒体的混合式耗损均衡制造技术

本发明专利技术提供一种存储器子系统，其在所述存储器子系统的存储器组件的数据管理单元上以第一频率使用直接映射函数来周期性地执行第一耗损均衡操作。所述存储器子系统在所述存储器组件的数据管理单元的群组上以第二频率使用间接映射来进一步周期性地执行第二耗损均衡操作，其中所述第二耗损均衡操作的执行不如所述第一耗损均衡操作频繁。所述第一耗损均衡操作频繁。所述第一耗损均衡操作频繁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于就地数据替代媒体的混合式耗损均衡


[0001]本公开的实施例大体上涉及存储器子系统，且更确切地说，涉及用于就地数据替代媒体的混合式耗损均衡。

技术介绍

[0002]存储器子系统可为存储系统，例如固态驱动器(SSD)，并且可包含存储数据的一或多个存储器组件。存储器组件可例如是非易失性存储器组件和易失性存储器组件。一般来说，主机系统可利用存储器子系统以在存储器组件处存储数据且从存储器组件检索数据。
附图说明
[0003]根据以下给出的详细描述以及本公开的各种实施方案的附图，将更充分地理解本公开。然而，图式不应视为将本公开限制于特定实施例，而是仅用于解释和理解。
[0004]图1说明根据本公开的一些实施方案的包含存储器系统的实例计算环境。
[0005]图2A说明根据本公开的一些实施方案存储器组件中的阶层式数据单元的不同层级。
[0006]图2B说明根据本公开的一些实施方案的待使用直接代数映射执行的SMU内耗损均衡。
[0007]图2C说明根据本公开的一些实施方案的待使用间接映射执行的SMU间耗损均衡。
[0008]图3是根据本公开的一些实施例的执行用于就地数据替代媒体的混合式耗损均衡的实例方法的流程图。
[0009]图4是根据本公开的一些实施例的执行用于就地数据替代媒体的混合式耗损均衡的实例方法的流程图。
[0010]图5是可操作本公开的实施方案的计算机系统的实例机器的框图。
具体实施方式
[0011]本公开的方面是关于用于存储器子系统中的就地数据替代媒体的混合式耗损均衡。存储器子系统在下文也称为“存储器装置”。存储器子系统的实例是存储装置系统，例如固态驱动器(SSD)。在一些实施例中，存储器子系统是混合式存储器/存储装置子系统。一般来说，主机系统可利用包含一或多个存储器组件的存储器子系统。主机系统可提供数据以存储于存储器子系统处并且可请求从存储器子系统检索数据。
[0012]由存储器子系统使用的存储器组件可具有在存储器子系统的操作上提供挑战的特定性质。举例而言，一些存储器组件，例如非易失性存储器组件，具有受限耐久性。存储器组件的个别段、数据单元或块仅可被写入、读取和/或擦除有限次数，之后物理耗损会导致存储器组件失效。为了抵消存储器组件的此受限耐久性，已经开发出管理存储器组件上的磨损的技术。
[0013]管理常规存储器子系统中的耐久性的一个技术是耗损均衡。耗损均衡操作可尝试
跨越存储器组件均匀分布读取、写入和擦除操作，以及因此对应物理耗损。一个存储器组件可划分成一定数目个个别数据单元，例如存储器组件的页或块，其各自经历物理耗损。这些数据单元可表示可在单个操作中写入或擦除的存储器组件的个别片段。写入计数(例如，在数据单元的使用寿命期间对数据单元执行的将数据写入至数据单元的写入操作的次数)、读取计数(例如，在数据单元的使用寿命期间对数据单元执行的从数据单元读取数据的读取操作的次数)或擦除计数(例如，在数据单元的使用寿命期间对数据单元执行的从数据单元擦除数据的擦除操作的次数)可为存储器组件的数据单元上的耗损的强指示符。因此，常规耗损均衡技术通常使用分类程序来找到具有高读取或写入计数的数据单元及具有低读取计数或写入计数的数据单元。来自具有高读取或写入计数的数据单元的数据可与具有低读取或写入计数的数据单元的数据交换以试图跨越存储器组件的数据单元均匀地分布耗损。
[0014]然而，不同类型的存储器组件可包含不同数目个数据单元。举例而言，非易失性存储器单元的交叉点阵列可具有比基于快闪的存储器组件显著更小的数据单元大小，且因此可具有用于类似容量的存储器组件的显著更大数目个数据单元。非易失性存储器单元的交叉点阵列可以结合可堆叠交叉网格化数据存取阵列基于体电阻的改变来执行位存储。另外，与许多基于快闪的存储器对比，交叉点非易失性存储器可执行就地写入操作，其中可在不预先擦除非易失性存储器单元的情况下对非易失性存储器单元进行编程。因此，这类存储器组件可执行“就地”数据替代。由于此存储器组件中的数据单元的数目大，大量计算资源(例如，处理及存储器资源)用于检索、存储及分类与存储器组件相关联的各种计数值。另外，检索、存储及分类大量数据单元花费成比例地大量时间，其对存储器子系统的时延有显著贡献。
[0015]本公开的方面通过实施用于就地数据替代媒体的混合式耗损均衡来解决以上和其它缺陷。在一个实施方案中，混合式耗损均衡利用具有不同大小的数据单元的层级阶层。举例而言，第一层级可表示个别数据单元，例如存储器组件的数据块或页(其在本文中还可被称作“管理单元”)，而第二层级可表示多个数据单元的群组(其在本文中还可被称作“超级管理单元”)。可在阶层的每一层级处使用不同耗损均衡技术且以不同频率执行耗损均衡。举例而言，混合式耗损均衡可包含在第一层级处使用直接代数映射的每五分钟或每1000次主机写入的耗损均衡及在第二层级处使用由查找表实施的间接完全关联映射的每一小时或每10,000次主机写入的耗损均衡。在其它实施方案中，耗损均衡技术和/或相关联频率可视需要改变。本文中描述的混合式耗损均衡方案实现具有较高数目个数据单元的存储器子系统中的高效及有效耗损均衡，例如当使用就地数据替代媒体时。用于耗损均衡的处理及存储器资源以及数据存取时延减少，而存储器子系统的多个存储器组件上的耗损(例如，对存储器组件执行的操作的数目和/或写入至存储器组件的数据量)可更均匀地分布，从而防止存储器子系统的特定存储器组件相对于存储器子系统的其它存储器组件的过早故障。此外，存在较小写入放大开销且用于耗损均衡的存储器占用面积减小。在下文关于图1到5提供混合式耗损均衡的额外细节。
[0016]图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统110的实例计算环境100。存储器子系统110可包含媒体，如存储器组件112A到112N。存储器组件112A到112N可以是易失性存储器组件、非易失性存储器组件或此类组件的组合。在一些实施例中，存储器子系统
是存储系统。存储系统的实例是SSD。在一些实施例中，存储器子系统110是混合式存储器/存储装置子系统。一般来说，计算环境100可包含使用存储器子系统110的主机系统120。举例来说，主机系统120可将数据写入到存储器子系统110且从存储器子系统110读取数据。
[0017]主机系统120可以是计算装置，例如台式计算机、膝上型计算机、网络服务器、移动装置或包含存储器和处理装置的此类计算装置。主机系统120可包含或耦合到存储器子系统110，使得主机系统120可从存储器子系统110读取数据或将数据写入到存储器子系统110。主机系统120可经由物理主机接口耦合到存储器子系统110。如本文中所使用，“耦合到”通常是指组件之间的连接，其可以是间接通信连接或直接通信连接(例如，没有中间组件)，无论是有线还是无线的，包含例如电连接、光学连接、磁连接等的连接。物理主机接口的实例包含但不限于串行高级技术附件(serial advanced technology at本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，其包括：存储器组件；及处理装置，其与所述存储器组件可操作地耦合以进行以下操作：在所述存储器组件的数据管理单元上以第一频率使用直接映射函数来周期性地执行第一耗损均衡操作；及在所述存储器组件的数据管理单元的群组上以第二频率使用间接映射来周期性地执行第二耗损均衡操作，其中所述第二耗损均衡操作的执行不如所述第一耗损均衡操作频繁。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述存储器组件包括非易失性存储器单元的交叉点阵列。3.根据权利要求1所述的系统，其中为了使用所述直接映射函数周期性地执行所述第一耗损均衡操作，所述处理装置进行以下操作：将与来自所述数据管理单元的数据相关联的第一逻辑索引施加到所述直接映射函数，以确定对应于所述存储器组件上的物理位置的物理索引；及将来自所述数据管理单元的所述数据复制到所述物理位置。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述直接映射函数包括交换函数。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述直接映射函数包括循环移位函数。6.根据权利要求3所述的系统，其中所述直接映射函数包括利用基指针值及空闲指针值的线性函数。7.根据权利要求1所述的系统，其中为了使用间接映射周期性地执行所述第二耗损均衡操作，所述处理装置进行以下操作：将来自数据管理单元的所述群组的数据复制到所述存储器组件上的可用物理位置；及将与来自数据管理单元的所述群组的所述数据相关联的第二逻辑索引到所述可用物理位置的映射记录在查找表中。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一频率及所述第二频率是基于从执行先前耗损均衡操作起经过的时间段。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一频率及所述第二频率是基于从执行先前耗损均衡操作起由主机机器对所述存储器组件执行的数据写入操作的数目。10.一种方法，其包括：通过处理装置在存储器组件的数据管理单元上以第一频率使用直接映射函数来周期性地执行第一耗损均衡操作；及通过所述处理装置在所述存储器组件的数据管理单元的群组上以第二频率使用间接映射来周期性地执行第二耗损均衡操作，其中所述第二耗损均衡操作的执行不如所述第一耗损均衡操作频繁。11.根据权利要求10所述的方法，其中使用所述直接映射函数周期性地执行所述第一耗损均衡操作包括：将与来自所述数据管理单元的数据相关联的第一逻辑索引施加到所述直接映射函数，以确定对应于所述存储器组件上的物理位置的物理索引；及将来自所述数据管理单元的所述数据复制到所述物理位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述直接映射函数包括...

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