用于最佳奇偶校验共享区中的经识别的区制造技术

技术编号:32804883 阅读:11 留言:0更新日期:2022-03-26 19:57
本发明专利技术公开了一种存储设备,该存储设备能够识别用于跨区共享奇偶校验块的区。可跨具有类似区属性的多个有效区来分离有效区,并且该有效区可被分组,使得可共享奇偶校验缓冲器。通过识别最佳奇偶校验共享的区,存储设备和系统可以:(i)在初始区写入期间(即,在数据被直接写入页面而不写入该区的擦除状态期间)保持所有区的独立奇偶校验,(ii)跟踪区写入指针和该区中写入的频率,(iii)分离具有较高相关性的区并将它们分组在一起,(iv)利用跨各种信道放置的这些分组,使得具有高相关性的区(包括一起写入的区和以相同速率写入的区)共享该奇偶校验缓冲器,以及(v)加载各个奇偶校验缓冲器并对其进行异或运算,以用于跨所有区进行最佳奇偶校验共享。佳奇偶校验共享。佳奇偶校验共享。

【技术实现步骤摘要】
用于最佳奇偶校验共享区中的经识别的区
[0001]优先级
[0002]本申请要求2020年9月9日提交的美国临时申请号63/076,233的权益 和优先权,该临时申请以其全文并入本文。


[0003]本公开的实施方案涉及存储设备。更具体地讲,这些实施方案涉及具 有用于跨区进行最佳奇偶校验共享的经识别的区的存储设备。

技术介绍

[0004]非易失性存储器有许多形式,包括电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)。EEPROM能够以块而不是一次一个字节的方式被擦除和重 新编程。典型的闪存存储器包括存储器阵列,该存储器阵列包括大量的存 储器单元。这些单元通常被分组成被称为“擦除块”的区段。该擦除块内 的单元中的每个单元可被以电的方式编程。擦除块中的所有存储器单元在 单个操作中被擦除。
[0005]闪存存储器设备广泛用于计算机系统中的主存储和辅助存储。闪存存 储器的密度和尺寸随着半导体缩放而增大。因此,单元尺寸减小,这导致 下一代商品闪存存储器设备的低固有耐久性。闪存存储器设备的低耐久性 可严重限制可使用闪存存储器的应用并且对固态驱动器(SSD)存储设备 具有严重影响。
[0006]最近,用于改善SSD耐久性的方法,包括减少写入放大的方法,包括 聚类和使用区映射图(区映射)。聚类是指将表的相关数据以分类顺序存 储在连续的磁盘上数据块中。然后添加区映射图以索引存储在磁盘上的聚 类数据。具体地讲,区映射图将聚类数据划分成连续的磁盘上“区域”或 连续磁盘块的“区”。区映射允许SSD将数据适当地映射到物理介质。
[0007]对于区映射,主机需要以分区命令的最小等待时间来利用SSD设备的 全带宽。现有方法通常涉及利用奇偶校验缓冲器来进行区映射,并基于区 的物理位置来共享它们。然而,这些方法通常会产生不期望的结果,包括 连续的奇偶校验加载和来自单级单元(SLC)高速缓存的中断。实际上, 对SLC的较高写入操作导致较高写入放大,从而导致DRAM缓冲器的低效 使用。因此,需要延长SSD耐久性的耐久性管理技术。
附图说明
[0008]根据结合附图的以下若干附图所呈现的以下描述,本公开的若干实施 方案的上述以及其他方面、特征和优点将更加显而易见。
[0009]图1A示出了根据本公开的实施方案的非易失性存储器系统的示例性框 图;
[0010]图1B示出了根据本公开的实施方案的具有存储系统的存储模块的示例 性框图;
[0011]图1C示出了根据本公开的实施方案的分级存储系统的示例性框图;
[0012]图2示出了根据本公开的实施方案的具有主机计算设备和存储设备的 系统的示
意性框图;
[0013]图3A示出了根据本公开的实施方案的存储设备的控制器的实施方案的 示意性框图,该存储设备被配置为识别用于跨区进行最佳奇偶校验共享的 区;
[0014]图3B示出了根据本公开的实施方案的存储设备的非易失性存储器设备 的实施方案的示意性框图,该存储设备被配置为识别用于跨区进行最佳奇 偶校验共享的区;
[0015]图4示出了根据本公开的实施方案的存储器结构中的平面的示意性框 图;
[0016]图5A至图5E示出了根据本公开的实施方案的描绘分区映射图结构的 示例性框图,所述分区映射图结构包括在图6的过程期间由控制器使用的 块、区、奇偶校验位和管芯;
[0017]图6示出了根据本公开的实施方案的流程图,该流程图示出了识别用 于跨区进行最佳奇偶校验共享的区的过程;
[0018]图7A至图7D示出了根据本公开的实施方案的描绘分区映射图结构的 示例性框图,所述分区映射图结构包括块、区、奇偶校验位和管芯;并且
[0019]图8A至图8B示出了根据本公开的实施方案的描绘分区映射图结构的 示例性框图,所述分区映射图结构包括块、区、奇偶校验位和管芯。
具体实施方式
[0020]本文所述的实施方案涉及用于识别用于跨区进行最佳奇偶校验共享的 区的存储设备、系统和相关方法。如下文更详细地描述的,这些实施方案 还包括分离具有类似区属性的多个有效区(即,具有较高相关性的区), 并且将它们分组以用于共享奇偶校验缓冲器。通过识别用于最佳奇偶校验 共享的区,这些实施方案使存储设备和系统能够:(i)在初始区写入(即, 其中该区不共享奇偶校验的初始擦除状态)期间保持所有区的独立奇偶校 验,(ii)跟踪区写入指针和区中的写入频率,(iii)分离具有较高相关性的区并 将它们分组在一起,(iv)利用跨各种信道放置的这些分组,使得具有较高相 关性的区(即,一起切入的区和以相同速率写入的区)共享奇偶校验缓冲 器,以及(v)加载各个奇偶校验缓冲器并对其进行异或运算,以用于跨所有 区进行最佳奇偶校验共享。
[0021]此类实施方案最终有利于具有以下优点的存储设备和系统:优化 DRAM缓冲器的使用,并且减少SLC高速缓存与DRAM之间的奇偶校验加 载和中断。另外,如下面的实施方案中所述,减少连续奇偶校验加载和中 断还使得能够降低写入放大并提高存储设备和系统的总体性能。
[0022]本公开的各方面可体现为设备、系统、方法或计算机程序产品。因 此,本公开的各方面可采取完全为硬件的实施方案、完全为软件的实施方 案(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施方案 的形式,这些方面在本文中可全部统称为“功能”、“模块”、“设备
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或“系统”。此外,本公开的各方面可采取在存储计算机可读程序代码和/ 或计算机可执行程序代码的一个或多个非暂态计算机可读存储介质中体现 的计算机程序产品的形式。本说明书中所述的许多功能单元已被标记为功 能,以便更具体地强调这些功能单元的实现独立性。例如,功能可被实现 为包括定制VLSI电路或门阵列的硬件电路、现成的半导体诸如逻辑芯片、 晶体管或其他分立部件。功能还可在可编程硬件装置中诸如经由现场可编 程门阵列、可编程阵列逻辑部件、可编程逻辑装置等实现。
[0023]功能还可至少部分地在用于由各种类型的处理器执行的软件中实现。 所识别的可执行代码功能可例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑 块,所述物理或逻辑块可例如被组织为对象、过程或函数。然而,识别的 功能的可执行文件无需物理地定位在一起,但可包括存储在不同位置的不 同指令,这些不同指令在逻辑地接合在一起时包括该功能并实现针对该功 能所述的目的。
[0024]实际上,可执行代码功能可包括单个指令或许多指令,并且甚至可以 在若干不同代码片段之上、在不同程序之间、跨若干存储器装置等分布。 当功能或功能的部分在软件中实现时,这些软件部分可以存储在一个或多 个计算机可读存储介质和/或计算机可执行存储介质上。可利用一个或多个 计算机可读存储介质的任何组合。例如,计算机可读存储介质可包括但不 限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备,或前述 的任何合适组合,但不包括传播信号。在本文档的上下文中,计算机可读 存储介质和/或计算机可执行存储介质可以是可本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储设备,所述存储设备包括:一个或多个存储器;以及一个或多个控制器,所述一个或多个控制器被配置为:在初始区写入命令下保持第一区的独立奇偶校验块;跟踪与所述第一区相关联的多个写入命令属性;将多个第二区与所述第一区分离,其中所述多个第二区初始地与第一信道相关联;将所述多个第二区分组成区组;以及跨多个信道从所述区组重新分配所述多个第二区,使得基于具有高相关性的区来与所述区组的所述多个第二区共享所述独立奇偶校验块。2.根据权利要求1所述的存储设备,还包括通过异或电路来加载各个奇偶校验块以用于跨所述区组进行共享。3.根据权利要求1所述的存储设备,其中所述多个信道由所述第一信道和第二信道构成。4.根据权利要求1所述的存储设备,其中与所述第二区相关联的所述第一信道中的一个或多个第一信道与所述第二区的所述第二信道不同。5.根据权利要求1所述的存储设备,其中所述多个写入命令属性由以下中的至少一者或多者构成:区写入指针、写入频率和大部分时间一起被写入的区。6.根据权利要求1所述的存储设备,其中将所述多个第二区与所述第一区分离基于具有高相关性的所述区。7.根据权利要求6所述的存储设备,其中具有高相关性的所述区由一起被写入的所述区和以相同速率写入的区构成,并且其中基于具有高相关性的所述区而不是具有高物理接近度的区来与所述区组的所述多个第二区共享所述独立奇偶校验块。8.根据权利要求1所述的存储设备,其中来自所述区组的具有较高相关性的所述区共享相同的独立奇偶校验块。9.一种识别用于在存储设备中共享奇偶校验的区的方法,所述方法包括:在初始区写入命令下保持第一区的独立奇偶校验块;跟踪与所述第一区相关联的多个写入命令属性;将多个第二区与所述第一区分离,其中所述多个第二区初始地与第一信道相关联;将所述多个第二区分组成区组;跨多个信道从所述区组重新分配所述多个第二区,其中所述独立奇偶校验块由所述区组的相应多个第二区共享;以及通过异或电路加载所述各个奇偶校验块,以形成用于跨所述区组进行共享的经加载的奇偶校验块。10....

【专利技术属性】
技术研发人员:D
申请(专利权)人:西部数据技术公司
类型:发明
国别省市:

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