重定向写入操作的存储控制器及其操作方法技术

公开了与主机和存储区域通信的存储控制器及其操作方法。所述方法包括：从所述主机接收对所述存储区域中的第一存储区域的写入请求；基于状态信息集确定所述第一存储区域不可用；生成指示选择所述存储区域中的第二存储区域而非所述第一存储区域的重定向信息；基于所述重定向信息在所述第二存储区域中执行写入操作；基于所述写入操作来更新所述状态信息集中的所述第二存储区域的状态信息；向所述主机输出指示所述写入请求的写入数据在所述第二存储区域中被处理的重定向结果信息；以及从所述主机接收与所述写入数据对应并包括所述第二存储区域的信息的读取请求。二存储区域的信息的读取请求。二存储区域的信息的读取请求。

【技术实现步骤摘要】
重定向写入操作的存储控制器及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年3月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0027516的优先权，该专利申请的公开内容通过引用整体合并于此。


[0003]实施例涉及存储控制器及其操作方法。

技术介绍

[0004]存储器件(memory device)响应于写入请求而存储数据，并且响应于读取请求而输出存储在其中的数据。例如，存储器件被分类为诸如动态随机存取存储(DRAM)器件、静态RAM(SRAM)器件的在电源中断时丢失存储在其中的数据的易失性存储器件或诸如闪存器件、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)或电阻RAM(RRAM)的即使在电源中断时也保持存储在其中的数据的非易失性存储器件。

技术实现思路

[0005]根据实施例，一种与主机和多个闪存区域通信的存储控制器的操作方法包括：从所述主机接收对所述多个闪存区域中的第一闪存区域的写入请求；基于状态信息集确定所述第一闪存区域不可用；生成指示选择所述多个闪存区域中的第二闪存区域而非所述第一闪存区域的重定向信息；基于所述重定向信息在所述第二闪存区域中执行写入操作；基于所述写入操作来更新所述状态信息集中的所述第二闪存区域的状态信息；向所述主机输出指示所述写入请求的写入数据在所述第二闪存区域中被处理的重定向结果信息；以及从所述主机接收与所述写入数据对应并包括所述第二闪存区域的信息的读取请求。
[0006]根据实施例，一种与主机和多个闪存区域通信的存储控制器的操作方法包括：监视所述多个闪存区域；基于所述监视来更新状态信息集，其中，所述状态信息集包括分别对应于所述多个闪存区域的多个状态信息；基于更新后的状态信息集来确定所述多个闪存区域是否可用；基于所述确定的结果来生成指示所述多个闪存区域中的第一闪存区域不可用的监视信息；以及向所述主机输出所述监视信息。
[0007]根据实施例，一种存储控制器包括：状态检查器，所述状态检查器生成与包括第一闪存区域和第二闪存区域的多个闪存区域对应的状态信息集；基于所述状态信息集确定所述第一闪存区域不满足可用存储条件，并且基于所述状态信息集确定所述第二闪存区域满足所述可用存储条件；以及接口电路，所述接口电路向主机输出指示所述第一闪存区域不满足所述可用存储条件的第一信息以及指示所述第二闪存区域满足所述可用存储条件的第二信息。所述可用存储条件包括以下一者或更多者：通过从对应闪存区域的平均擦除计数减去所述多个闪存区域的多个平均擦除计数中的最小值而获得的值小于第一阈值的条件；所述对应闪存区域的有效页面计数比率小于所述多个闪存区域的多个有效页面计数比率中的最大值的条件；所述对应闪存区域的坏块的数目小于所述多个闪存区域的坏块的数
目中的最大值的条件；所述对应闪存区域的写入放大因子小于第二阈值的条件；以及所述对应闪存区域的存储器使用比率小于第三阈值的条件。
附图说明
[0008]通过参考附图详细描述示例实施例，对于本领域的技术人员而言，特征将变得清楚，在附图中：
[0009]图1是根据示例实施例的存储系统的框图。
[0010]图2是根据示例实施例的详细示出图1的存储控制器的框图。
[0011]图3A是根据示例实施例的详细示出图1的存储芯片的框图。
[0012]图3B是示出图3A中的存储单元阵列中的多个存储块中的一个存储块的示图。
[0013]图4是根据示例实施例的示出在多租户环境中运行的存储设备的框图。
[0014]图5A和图5B是根据示例实施例的用于描述存储区域的状态信息的示图。
[0015]图6A、图6B和图6C是根据示例实施例的用于描述工作负载集中在其上的存储区域的示图。
[0016]图7是根据示例实施例的用于描述重定向写入请求的方法的示图。
[0017]图8是根据示例实施例的用于描述监视存储区域的状态的方法的示图。
[0018]图9是根据示例实施例的详细示出可用存储条件的示图。
[0019]图10是根据示例实施例的用于描述重定向写入请求的方法的流程图。
[0020]图11是根据示例实施例的用于描述监视存储区域的状态的方法的流程图。
[0021]图12是应用了根据示例实施例的存储设备的固态硬盘系统的框图。
具体实施方式
[0022]图1是根据示例实施例的存储系统的框图。
[0023]参照图1，根据示例实施例的存储系统10可以包括主机11和存储设备(storage device)100。存储系统10可以是诸如个人计算机(PC)、笔记本、膝上型计算机、服务器、工作站、平板PC、智能手机、数码相机、黑匣子等的被配置为处理各种信息的计算系统。
[0024]主机11可以控制存储系统10的总体操作。例如，主机11可以将数据存储在存储设备100中，或者可以读取存储在存储设备100中的数据。在主机11的控制下，存储设备100可以存储数据，或者可以将所存储的数据发送到主机11。
[0025]存储设备100可以包括存储控制器110和非易失性存储器件120。
[0026]非易失性存储器件120可以包括可以为例如多个闪存芯片的多个存储芯片MC。多个存储芯片MC均可以存储数据。
[0027]存储控制器110可以将数据存储在非易失性存储器件120中，或者可以读取存储在非易失性存储器件120中的数据。非易失性存储器件120可以在存储控制器110的控制下运行。非易失性存储器件120可以是例如NAND闪存器件或诸如PRAM、MRAM、RRAM和FRAM的即使电源被关断也可以保持存储在其中的数据的各种存储器件中的一种。
[0028]存储控制器110可以包括状态检查器111、重定向装置112和监视装置113。
[0029]状态检查器111可以检查非易失性存储器件120的状态，并且可以生成状态信息集。状态信息集可以包括多个状态信息SI。状态信息SI可以是指示闪存区域(在下文中被称
为“存储区域”)(例如，基于闪存的存储芯片MC或存储芯片MC中的闪存块)的状态的信息。将参考图5A和图5B更详细地描述状态信息SI。
[0030]状态检查器111可以基于多个状态信息SI来确定多个存储区域中的每一者是否满足可用存储条件。多个存储区域均可以是闪存区域。可用存储条件可以是用于确定对应存储区域是否可用的标准。将参考图9更详细地描述可用存储条件。
[0031]状态检查器111可以基于多个状态信息SI来确定多个存储区域中的每一者是否满足可用存储条件，并且可以将确定的结果提供到主机11或重定向装置112。
[0032]重定向装置112可以是根据写入请求来重定向写入操作的装置。重定向可以意味着改变将执行写入操作的存储区域。
[0033]重定向装置112可以与状态检查器111通信。例如，当状态检查器111确定与从主机11接收到的写入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与主机和多个闪存区域通信的存储控制器的操作方法，所述方法包括：从所述主机接收对所述多个闪存区域中的第一闪存区域的写入请求；基于状态信息集确定所述第一闪存区域不可用；生成指示选择所述多个闪存区域中的第二闪存区域而非所述第一闪存区域的重定向信息；基于所述重定向信息在所述第二闪存区域中执行写入操作；基于所述写入操作更新所述状态信息集中的所述第二闪存区域的状态信息；向所述主机输出指示所述写入请求的写入数据在所述第二闪存区域中被处理的重定向结果信息；以及从所述主机接收与所述写入数据对应并包括所述第二闪存区域的信息的读取请求。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态信息集包括分别对应于所述多个闪存区域的多个状态信息，并且其中，所述多个状态信息均包括以下至少一者：对应闪存区域的平均擦除计数；所述对应闪存区域的有效页面计数比率；所述对应闪存区域的坏块的数目；所述对应闪存区域的写入放大因子；以及所述对应闪存区域的存储器使用比率。3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述状态信息集确定所述第一闪存区域不可用包括：当通过从所述第一闪存区域的平均擦除计数减去所述多个闪存区域的多个平均擦除计数中的最小值而获得的值不小于第一阈值时，确定所述第一闪存区域不可用。4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述状态信息集确定所述第一闪存区域不可用包括：当所述第一闪存区域的有效页面计数比率不小于所述多个闪存区域的多个有效页面计数比率中的最大值时，确定所述第一闪存区域不可用。5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述状态信息集确定所述第一闪存区域不可用包括：当所述第一闪存区域的坏块的数目不小于所述多个闪存区域的坏块的数目中的最大值时，确定所述第一闪存区域不可用。6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述状态信息集确定所述第一闪存区域不可用包括：当所述第一闪存区域的写入放大因子不小于第二阈值时，确定所述第一闪存区域不可用。7.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述状态信息集确定所述第一闪存区域不可用包括：当所述第一闪存区域的存储器使用比率不小于第三阈值时，确定所述第一闪存区域不可用。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述重定向结果信息包括以下至少一者：
与所述多个闪存区域中的所述第二闪存区域对应的逻辑块地址；与所述写入请求对应的所述第一闪存区域的信息；所述第二闪存区域的信息；被重定向的原因；以及所述状态信息集。9.根据权利要求1所述的方法，其中，生成指示选择所述多个闪存区域中的所述第二闪存区域而非所述第一闪存区域的重定向信息包括：基于所述状态信息集确定所述第二闪存区域满足可用存储条件；以及选择满足所述可用存储条件的所述第二闪存区域并生成所述重定向信息，并且其中，所述可用存储条件包括以下至少一者：通过从所述第二闪存区域的平均擦除计数减去所述多个闪存区域的多个平均擦除计数中的最小值而获得的值小于第一阈值的条件；所述第二闪存区域的有效页面计数比率小于所述多个闪存区域的多个有效页面计数比率中的最大值的条件；所述第二闪存区域的坏块的数目小于所述多个闪存区域的坏块的数目中的最大值的条件；所述第二闪存区域的写入放大因子小于第二阈值的条件；以及所述第二闪存区域的存储器使用比率小于第三阈值的条件。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个闪存区域分别对应于一个存储设备中的多个闪存芯片，或者分别对应于一个存储芯片中的多个闪存块。11.一种与主机和多个闪存区域通信的存储控制器的操作方法，所述方法包括：监视所述多个闪存区域；基于所述监视来更新状态信息集，其中，所述状态信息集包括分别对应于所述多个闪存区域的多个状态信息；基于更新后的状态信息集来确定所述多个闪存区域是否可用；基于所述确定的结果来生成指示所述多个闪存区域中的第一闪存区域不可用的监视信息；以及向所述主机输出所述监视信息。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个状态信息均包括以下至...

【专利技术属性】
技术研发人员：金珉智，丁相元，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：