QLC数据编程制造技术

本发明专利技术题为“QLC数据编程”。本公开整体涉及改进对数据存储设备诸如固态驱动器(SSD)的编程。第一存储器设备具有第一XOR元素，并且第二存储器设备具有第二XOR元素。该第一XOR元素与该第一存储器设备的容量的比率基本上小于该第二XOR元素与该第二存储器设备的容量的比率。用于发现编程失败的读取验证操作在字线与字线的基础上、在擦除块与擦除块的基础上或者在字线与字线的基础和擦除块与擦除块的基础两者上执行。因为这些编程失败在对该第二存储器设备编程之前被发现并修复，所以该第二XOR元素可显著地减小。元素可显著地减小。元素可显著地减小。

【技术实现步骤摘要】
QLC数据编程
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年11月3日提交的美国临时专利申请序列号63/109,114的权益，该美国临时专利申请以引用方式并入本文。

技术介绍


[0003]本公开的实施方案整体涉及改进对数据存储设备诸如固态驱动器(SSD)的编程。
[0004]相关领域的描述
[0005]编程或写入数据可能需要两个写入阶段：模糊和精细。在模糊
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精细编程中，要写入的位不能仅写入一次。相反，数据需要首先通过模糊编程写入，在模糊编程中提供电压脉冲以将当前状态推送到解析度较高状态，但并非完全解析状态。精细编程在模糊编程之后的一个时间点执行，以在完全解析状态下再次写入数据。
[0006]在将数据编程或写入到数据存储设备的相应位置时，可能会累积编程失败，诸如位误差。为了修复编程失败，由误差校正引擎(诸如奇偶引擎或低密度奇偶校验(LDPC)引擎)生成异或(XOR)奇偶数据。XOR奇偶数据存储在数据写入的每个位置中。例如，如果将数据精细编程到第一非易失性存储器设备，则首先将数据编程到易失性存储器设备高速缓存或第二非易失性存储器设备高速缓存。然后将数据模糊编程到第一非易失性存储器设备。在完成对第一非易失性存储器设备的模糊编程之后，将数据精细编程到第一非易失性存储器设备。XOR奇偶数据可以与编程数据一起生成并存储在数据编程序列的每个位置中，诸如易失性存储器设备高速缓存、第二非易失性存储器设备高速缓存、对第一非易失性存储器设备的模糊编程以及对第一非易失性存储器设备的精细编程中。XOR奇偶数据在先前提及的每个存储器设备中的累积增加了XOR奇偶开销，并且减少了数据存储设备中用户数据的过度供应或容量。
[0007]因此，本领域需要改进对非易失性存储器的编程，同时减小XOR奇偶开销并保持或增加数据存储设备的可靠性。

技术实现思路

[0008]本公开整体涉及改进对数据存储设备诸如固态驱动器(SSD)的编程。第一存储器设备具有第一XOR元素，并且第二存储器设备具有第二XOR元素。该第一XOR元素与该第一存储器设备的容量的比率基本上小于该第二XOR元素与该第二存储器设备的容量的比率。用于发现编程失败的读取验证操作在字线与字线的基础上、在擦除块与擦除块的基础上或者在字线与字线的基础和擦除块与擦除块的基础两者上执行。因为这些编程失败在对该第二存储器设备编程之前被发现并修复，所以该第二XOR元素可显著地减小。
[0009]在一个实施方案中，数据存储设备包括：一个或多个存储器设备，该一个或多个存储器设备包括一个或多个超级块，其中该一个或多个超级块中的每个超级块包括多条字
线；和控制器，该控制器耦接到该一个或多个存储器设备。该控制器被配置为将数据写入到该多条字线中的第一字线，将数据写入到该多条字线中的第二字线，对该第一字线执行读取验证操作，并且对该第二字线执行读取验证操作，其中该第一字线和该第二字线中的至少一者不包括XOR奇偶元素。
[0010]在另一个实施方案中，数据存储设备包括：一个或多个存储器设备，该一个或多个存储器设备包括一个或多个超级块，其中该一个或多个超级块中的每个超级块包括多个擦除块，并且其中该多个擦除块中的每个擦除块包括多条字线。该数据存储设备还包括：耦接到该一个或多个存储器设备的控制器。该控制器被配置为：将数据写入到该一个或多个存储器设备中的至少一个存储器设备的该多个擦除块中的第一擦除块的该多条字线，其中该多条字线中的一部分(less than all)字线包括XOR元素，并且在整个该第一擦除块已被编程之后对该第一擦除块的该多条字线中的一部分字线执行读取验证操作。
[0011]在另一个实施方案中，数据存储设备包括：第一存储器设备，该第一存储器设备具有用于第一XOR元素的第一XOR存储容量，其中该第一XOR存储容量相对于存储在该第一存储器设备中的数据是第一比率。该数据存储设备还包括：第二存储器设备，该第二存储器设备具有用于第二XOR元素的第二XOR存储容量，其中该第二XOR存储容量相对于存储在该第二存储器设备中的数据是第二比率，并且其中该第二比率不同于该第一比率。该数据存储设备还包括：易失性存储器和耦接到该第一存储器设备和该第二存储器设备的控制器装置。
附图说明
[0012]因此，通过参考实施方案，可以获得详细理解本公开的上述特征的方式、本公开的更具体描述、上述简要概述，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施方案并且因此不应视为限制其范围，因为本公开可以允许其他同等有效的实施方案。
[0013]图1是示出根据所公开的实施方案的存储系统的示意性框图，其中数据存储设备可以用作主机设备的存储设备。
[0014]图2是根据所公开的实施方案的调度模糊
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精细编程的示意图。
[0015]图3是根据所公开的实施方案的具有超级块的完全管芯冗余的水平异或(XOR)方案的示意图。
[0016]图4是根据所公开的实施方案的多级单元中的异或(XOR)的可能选项的图示。
[0017]图5A和图5B是根据所公开的实施方案的各种编程失败类型的图示。
[0018]图6A和图6B是根据所公开的实施方案的超级块的减少的水平异或(XOR)方案的示意图。
[0019]图7是根据所公开的实施方案的超级块的减少的水平异或(XOR)方案的示意图。
[0020]图8是根据所公开的实施方案的超级块的减少的竖直异或(XOR)方案的示意图。
[0021]图9是示出根据所公开的实施方案的执行模糊
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精细编程的方法的流程图。
[0022]为了有助于理解，在可能的情况下，使用相同的参考标号来表示附图中共有的相同元件。可以设想是，在一个实施方案中公开的元件可以有利地用于其他实施方案而无需具体叙述。
具体实施方式
[0023]在下文中，参考本公开的实施方案。然而，应当理解的是，本公开不限于具体描述的实施方案。相反，思考以下特征和元件的任何组合(无论是否与不同实施方案相关)以实现和实践本公开。此外，尽管本公开的实施方案可以实现优于其他可能解决方案和/或优于现有技术的优点，但是否通过给定实施方案来实现特定优点不是对本公开的限制。因此，以下方面、特征、实施方案和优点仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确地叙述。同样地，对“本公开”的引用不应当被解释为本文公开的任何专利技术主题的概括，并且不应当被认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确地叙述。
[0024]本公开整体涉及改进对数据存储设备诸如固态驱动器(SSD)的编程。第一存储器设备具有第一XOR元素，并且第二存储器设备具有第二XOR元素。第一XOR元素与第一存储器设备的容量的比率基本上小于第二XOR元素与第二存储器设备的容量的比率。用于发现编程失败的读取验证操作在字线与字线的基础上、在擦除块与擦除块的基础上或者在字线与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据存储设备，所述数据存储设备包括：一个或多个存储器设备，所述一个或多个存储器设备包括一个或多个超级块，其中所述一个或多个超级块中的每个超级块包括多条字线；和控制器，所述控制器耦接到所述一个或多个存储器设备，其中所述控制器被配置为：将数据写入到所述多条字线中的第一字线；将数据写入到所述多条字线中的第二字线；对所述第一字线执行读取验证操作；以及对所述第二字线执行读取验证操作，其中所述第一字线和所述第二字线中的至少一者不包括XOR奇偶元素。2.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中，所述多条字线中的每条字线包括多个串。3.根据权利要求2所述的数据存储设备，其中，所述多个串中的至少一个串不包括异或(XOR)数据。4.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中，所述一个或多个存储器设备中的至少一个存储器设备是多级单元(MLC)存储器，并且所述一个或多个存储器设备中的另一个存储器设备是单级单元(SLC)存储器，并且其中首先将所述数据写入到所述SLC存储器，并且然后将所述数据写入到所述MLC存储器。5.根据权利要求4所述的数据存储设备，其中，所述一个或多个存储器设备包括多个管芯，并且其中所述多个管芯中的每个管芯包括第一平面和第二平面。6.根据权利要求5所述的数据存储设备，其中，所述第一平面和所述第二平面中的至少一个平面包括异或(XOR)数据。7.根据权利要求4所述的数据存储设备，其中，所述SLC存储器的至多约两条字线包括写入到所述MLC存储器的数据。8.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中，所述读取验证操作是增强后写入读取(EPWR)。9.一种数据存储设备，所述数据存储设备包括：一个或多个存储器设备，所述一个或多个存储器设备包括一个或多个超级块，其中所述一个或多个超级块中的每个超级块包括多个擦除块，并且其中所述多个擦除块中的每个擦除块包括多条字线；和控制器，所述控制器耦接到所述一个或多个存储器设备，其中所述控制器被配置为：将数据写入到所述一个或多个存储器设备中的至少一个存储器设备的所述多个擦除块中的第一擦除块的所述多条字线，其中所述多条字线中的一部分字线包括XOR元素；以及在整个所述第一擦除块已被编程之后，对所述第一擦除块的所述多条字线中的一部分字线执行读取验证操作。10.根据权利要求9所述的数据存储设备，其中，所述一个或多个存储器设备中的至少一个存储器设备是多级单元(MLC)存储器，并且所述一个或多个存储器设备中的另一个存储器设备是单级单元(SLC)存储器，并且其中在对所述MLC存储器的整个所述擦除块执行成功的读取验证操作之后释放写入到所述SLC存储器的所述数据。11.根据权利要求10所述的数据存储设备，其中，当所述读取验证操作不成功时，将写
入到所述SLC存储器的所述数据重新写入到所述MLC存储器的第二擦除块。12.根据权利要求10所述的数据存储设备，其中，所述一个或多个存储器设备包括一个或多个管芯，每个管芯包括第一平面和第二平面，其中每个平面包括一个或多个擦除块。13.根据权利要求12所述的数据存储设备，其中，所述控制器被进一步配置为：对全部所述多条字线和全部所述多个擦除块中的至少一者执行读取验证操作，其中所述读取验证操作是增强后写入读取，并且其中执行读取验证操作包括：针对编程失败校验...

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