闪存的数据储存方法技术

一种闪存的数据储存方法，所述方法将内存分割成多个由主要区块与替代区块所组成的区段。在写入数据时，如果储存地址指向主要区块中的某一页面，而该页面已被写入但尚未被删除时，本发明专利技术将该数据写入到同一区段的替代区块中的任一个空白页面，在系统闲置，或替代区块被写满时，本发明专利技术将储存在该区段的主要区块与替代区块内的数据复制到另一空白区段进行重整，然后再将原始区段进行删除动作，最后将重整后的数据存回原始区段内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及闪存，具体涉及闪存的储存方法。
技术介绍
近年来，闪存的发展非常迅速，它的运用也日新月异，各式存储卡、随身碟(Flash drive )都已很普及。然而随着闪存技术日趋成熟， 成本逐日降低，各厂商也开始投入大量资源研究闪存更广泛的运用， 如固态硬盘SSD (Solid-State Disk) 。 SSD是为以闪存作储存媒体的 纯电子硬盘机，该装置依旧保有闪存存取速度快、低耗电、低散热、 重量轻、低震动和耐震动等特点，能够在传统磁性硬盘机无法胜任的 恶劣环境中使用，甚至有取代传统磁性硬盘机的潜力。但是，闪存本身具有明显的缺点，其使用寿命有一定限制，所述 限制是相对于其数据删除(Erase)的次数而定。目前闪存的可删除数 据的次数因制造厂商的不同而略有出入，平均约在10万次左右，并且 该装置已删除的次数越接近最大极限，闪存内所储存的数据越不稳定。 因此，若不能延长闪存的使用寿命，将会为使用闪存储存装置造成极 大的限制，并提高其置换成本。然而闪存的可删除次数依赖于半导体 制造技术的提高。在目前闪存的制造技术难有突破性进步的前提下， 如何减少闪存的删除次数，成为现阶段延长闪存寿命的最有效方式。闪存的架构以页面(Page)为基本单位，多个页面组成区块 (Block)。然而，闪存具有在储存时以页面为单位，删除时以区块为 单位执行的特点，由于储存与删除的单位大小区别，将使得删除次数 远高于储存实际所需的次数。例如，当计算机仅想储存一页面大小的 数据，如果该储存指令所指向的页面已被写入有数据并尚未删除时，则需先将该页面所在的区块整个删除，才能将上述新的数据写入该页 面。然而，该区块中与该新数据无关的页面，无论其中是否已存有数据，皆需被删除。即，为使所述新数据顺利存入，该区块中的所有页面都皆需被消耗一次的删除次数。例如，区块中包含A、 B、 C三个页 面，且A、 B两页面已被写入数据，若想修改A页面中的数据，或当 储存数据的地址指向A页面时，依照写入前删除(Erase before write ) 的规则，闪存系统需要在删除该区块的内容后才能够将该新数据写入 A页面。如果想修改B页面时，也需要删除该区块内容后才能够将新 数据写入B页面，如此一来，A页面及和B页面均只^皮^修改过一次， 但却要被删除两次，浪费删除的次数。并且空白的C页面始终没有被 使用，却需消耗两次的删除次数，形成不必要的浪费，如此长期使用， 浪费的次数实为可观。鉴于此数据储存与删除的特点对闪存所造成的影响，目前已相继 提出许多特殊的内存储存方法，希望通过优化闪存内部空间的应用而 减少删除次数，从而达到增长使用寿命的目的。例如美国专利 5,937,425号公开了该技术，该专利所提及的单元(Unit)为本专利技术中 的区块(Block),而该专利中所提及的区块(Block)等于本专利技术中 的页面(Page)，由于专利技术人所定义的名词不同，为避免混淆，下述 对，425专利的说明将采用与本专利技术相同的名称。图1是上述，425号专利的数据储存示意图，假设该闪存具有多个 区块，图中所示的为其中两个区块，即第一区块(10)及第二区块(20)， 而每一区块各包含五页面(10a~10e,20a~20e),当储存指令经计算机 译码后，指向第一区块(10)中的第二页面(10b)，而第二页面(10b) 已被写入数据，但尚未被删除时，该专利技术并不执行先删除再写入数据 到第二页面(10b)的方法，而是另行寻找一个完全空置的第二区块 (20),并在其内找到与第二页面(10b)具有相同偏移量(Offset) 的页面(20b)，然后将新数据写入。在完成此次储存后，如果还想写 入另一份数据，系统指向第一区块(10)中的第四页面(10d)，而第 四页面(10d)也已被写入数据，但尚未被删除时，如上所述，存储程 序需要找寻另一个完全空置的区块并将想写入的另一份数据写入。这 是因为第二区块(20)虽仅被写入一个页面，尚余四个空白的页面， 但因为已不再完全空置，无法让第二份数据写入，因此必须再寻找一个完全空置的第三区块(30),将第二份数据写入第三区块(30)中， 所写入的地址应与该第一区块(10)中的第四页面(10d)具有相同偏 移量的页面(30d)。上述方法虽然能够降低各区块的平均删除次数，但仍有不足之处， 即使用该方法时，闪存储存空间的利用率极低。如上述的例子，当第 一份数据写入第二区块(20)的第二页面(20b)后，虽然第二区块(20) 中的其它页面(10a,10c 10e)尚未被写入，但第二区块(20)仍会因 其已非完全空置，而被系统视为无法使用(Unavailable),致使在下 次寻找时被跳过。也就是说，不论已用区块中剩余多少空白页面，只 要该区块中的任何一页面被写入一次，该区块只能等待删除后才可运 用其余空白的页面。假设区块是由五十个页面所共同组成，若其中仅 一个页面被写入数据，则其余四十九个空白页面都将被空置而无法使 用，并在重整时分别浪费一次的删除次数。如此的闪存空间运用，相 当不恰当，由此可见，此方法并非最有效率的储存方法，仍有可改进 的空间及必要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种，该方法能够 有效地分配内存内部的空间并加以管理，提高数据储存与重整的效率， 并降低内存的删除次数，延长闪存的使用寿命。本专利技术提供一种，其特征包括a) 划分至少两个由主要区块与替代区块所组成的存储区段，其中 所述区块由多个页面所组成；b) 当主要区块中被指向的页面已被写入数据但尚未删除时，先将 数据写入替代区块中；c) 当系统发出重整指令时，储存在所述区段内的数据将被复制到 其它空白区段内并进行重整；d) 在执行完步骤c后，将原始区段予以删除；以及，e) 在执行完步骤c后，将重整后的数据由暂存的区段存回所述原 始区段中。本专利技术所提出的方法，不但可有效运用闪存内部的空间，并在储 存、重整时的管理也有条不紊，确实可达到提高效率、降低删除率的 目。附图说明图1是现有技术的数据储存示意图2是根据本专利技术闪存储存方法的一种优选的实施方式示例的流 程图3A和3B是根据本专利技术闪存储存方法的另 一种优选的实施方式 示例的示意图4是根据本专利技术闪存储存方法的又一种优选的实施方式示例的 流程图；以及，图5是根据本专利技术闪存储存方法的又一种优选的实施方式示例的 示意图。组件代表符号10…第一区块 20…第二区块 30…第三区块 4…区段 5…主要区块 6…第一替代区块 7…第二替代区块 S11 S15， S21 S2具体实施例方式有关本专利技术的
技术实现思路
，现结合附图说明如下图2是根据本专利技术闪存储存方法的 一种优选的实施方式示例的流 程图，该实施方式将内存划分成多个区段(Zone),而这些区段是由 主要区块与替代区块所组成(S11)，每一区块又由多个页面所组成。10a 10e…第一区块的第一页面至第五页面 20a 20e…第二区块的第一页面至第五页面 30a 30e…第三区块的第一页面至第五页面51 55…主要区块内的页面 61~65:第一替代区块内的页面 8…空白区段 步骤当计算机下达逻辑寻址指令LBA (Logical Block Addressing)时，该 LBA指令经译码后指向某区段内的主要区块(B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闪存的数据储存方法，其特征在于，包括如下步骤：　ａ）划分至少两个由主要区块与替代区块所组成的存储区段，其中所述区块由多个页面所组成；　ｂ）当主要区块中被指向的页面已被写入数据但尚未删除时，先将数据写入替代区块中；　ｃ） 当系统发出重整指令时，储存在所述区段内的数据将被复制到其它空白区段内并进行重整；　ｄ）在执行完步骤ｃ后，将原始区段予以删除；以及，　ｅ）在执行完步骤ｃ后，将重整后的数据由暂存的区段存回所述原始区段中。

【技术特征摘要】
1. 一种闪存的数据储存方法，其特征在于，包括如下步骤a)划分至少两个由主要区块与替代区块所组成的存储区段，其中所述区块由多个页面所组成；b)当主要区块中被指向的页面已被写入数据但尚未删除时，先将数据写入替代区块中；c)当系统发出重整指令时，储存在所述区段内的数据将被复制到其它空白区段内并进行重整；d)在执行完步骤c后，将原始区段予以删除；以及，e)在执行完步骤c后，将重整后的数据由暂存的区段存回所述原始区段中。2. 如权利要求1所述的闪存的数据储存方法，其特征在于，所述 步骤c中的所述重整指令在所述替代区块被写满时发出。3. 如权利要求1所述的闪存的数据储存方法，其特征在于，所述 步骤c中的所述重整指令在所述系统闲置时发出。4. 一种闪存的数据储存方法，其特征在于，包括如下步骤a) 划分至少两个由主要区块、第一替代区块与第二替代区块所组 成的存储区段，其中所述区块由多个页面组成；b...

【专利技术属性】
技术研发人员：程威得，王锦源，陈明胜，
申请(专利权)人：宇瞻科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]