一种用于在遭受耗损、具有多个存储器单元的固态存储器内的块内耗损均衡的方法包括以下步骤：以非均匀的方式写入多个存储器单元的至少特定个存储器单元的布置，从而在块内级，平衡固态存储器内多个存储器单元的至少特定个存储器单元的耗损。例如，如果没有表征多个存储器单元内至少一些存储器单元的行为，则所述方法可包括表征多个存储器单元内至少一些存储器单元的行为，并以非均匀的方式，基于所表征的行为写入多个存储器单元内的至少特定个存储器单元。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非易失性存储器，并且更具体地，本专利技术涉及非易失性存储器的块内耗损均衡(wear leveling)以提高存储器的耐久性。
技术介绍
无论在独立设备(固态设备或“SSD”)中具体化的还是作为其它电路(例如，处理器、易失性存储器等)的一部分的固态、非易失性 存储器(例如，闪速存储器或EPR0M)面临着特定的挑战。挑战之一是耐久性，通常将其定义为在单元的物理属性耗尽并且单元继而再也不能进行编程或擦除之前，可在每个存储器单元上执行的写入/擦除周期的最大数量。另一个挑战是数据保持性，其通常指代在其期间可以读出(可能具有可校正错误)的所存储数据的最大时间周期。耐久性通常规定为假定有十年的数据保持周期。耗损均衡是广泛用于处理非易失性存储器中存储器单元耗尽问题的技术。其目标是通过将程序和擦除周期在整个非易失性存储器中更均匀地进行分布来提高存储器的耐久性。另一方面，将纠错码(“ECC”)用于数据保持目的，具体而言，以防止所存储数据被破坏(即，随机比特误差)。一种耗损均衡技术基于每个块的写入-擦除周期的计数器。该技术的目的在于在存储器块之间平衡写入/擦除周期，从而使得没有块接收到过多的写入/擦除周期。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方式，公开了一种用于固态存储器内的块内耗损均衡的方法，所述固态存储器遭受耗损并具有在块中布置的多个存储器单元。所述方法包括以非均匀的方式写入固态存储器内多个存储器单元的至少特定个存储器单元的步骤，从而使得在块内级平衡固态存储器内多个存储器单元的至少特定个存储器单元的耗损。本专利技术的其它实施方式包括具体化在上方段落中的本专利技术的前述方法实施方式的系统、计算机程序产品和固态存储器。附图说明图I是根据本专利技术的实施方式的在固态存储器内实现块内耗损均衡的方法中采用的步骤的流程图。图2是包括在其中可实现本专利技术的实施方式的固态存储器的计算机系统的示意性框图；以及图3是在其中可实现本专利技术的实施方式的、图2的计算机系统的固态存储器部分的示意性框图。具体实施例方式参照图1，图示了在实现根据本专利技术的实施方式的、用于固态存储器内的块内耗损均衡、由此改进存储器的耐久性的方法中所采取的步骤的流程图100。还参照图2，图示了适于实践本专利技术的实施方式的计算机系统200的示意性框图。如在下文所详细描述的，计算机系统200包括可包含诸如闪速存储器或EPROM之类的固态存储器的大量数据和/或程序存储器存储设备235。本专利技术的其它实施方式可在存储器存储设备235内实现，其中存储器存储设备235在图3中更为详细地进行图示。固态存储器235通常布置成单独的存储器单元的块，在每个块内具有多页单元(通常每块64页)。固态存储器235可包括闪速存储器设备、相位改变存储器、EPROM或遭受耗损的其它非易失(也是持久的)类型的存储器。因此，在下文中，除非另外声明，否则对术语“非易失性存储器”进行模糊使用以指定这种类型的存储器。 如图I的流程图100中所示，本专利技术的实施方式的方法可用于实现图2和图3的非易失性存储器235的块内耗损均衡。参照图1，在进入步骤104之后，在步骤108中，该方法优选地检验是否已经表征过存储器235的行为。更具体地，该方法在耗损和误差发生方面，检验是否预先知道块内的页的行为。可以从该行为推断出，存储器235内的每个存储器单元具有对在每个单元内发生的误差的特定水平或程度的易感性或倾向性。不然的话，则在步骤112中可通过均匀写入存储器235的块中的页(将数据均匀写入块中的页本身是已知的)来获得该行为，并继而在步骤116中监测在存储器235的块内的这些均匀写入的页中误差的发生。这可通过选择一组块并继而在这些块的页被均匀写入时，监测在它们中发生的误差来实现。在一个实施方式中，可通过采用在运用纠错算法的解码阶段的结果来度量误差。以此方式，随着时间推移，可识别出相对更易于出错或容易出错的页。在变体中，可预先知道存储器235的行为(例如，如在制造商的设备规范中提供)。在这种情况下，不需要表征行为；相当简单地作为输入数据提供给随后的耗损均衡过程，这将在稍后讨论。更具体地，在采样块级，用于监测非易失性存储器235的块的采样集合的页中的误差数量的示例性实施方式包括引入大小为的窗，其考虑特定存储器块的个连续擦除。这可通过每块寄存器中的计数器<r>来实现，该计数器可响应于块中的每个擦除操作而递增，并在“r”达到“w”时复位。响应于复位，在每块寄存器中，表示窗的索引的另一计数器<k>可以递增。对每个采样块可实现另外一组计数器<e>。因此，<e>对应于页上的若干误差。这些计数器可根据在每个窗内发生的误差递增。因而，当“r”达到“w”时，这些计数器可被复位。在复位之前，根据P = e/w对存储误差率的另一组计数器〈P〉进行更新。如果最大和最小误差率之间(即,min(p)和max (p)之间)的偏差超过预定阈值，则可激活负载分配算法以将负载引导至最不容易出错的页，即，在块内级。现在，如在此情形中的实现块内或子块耗损均衡方案不排除实现附加的块间均衡方案。顺便提及，块内和块间方案可以并行(甚至同时)或以交错的方式实现。本专利技术人已经意识到，诸如存储器的块内的页之类的块内存储器元件的耗损是不均匀的。例如，在制造商设备的特定情况下，随着块上的擦除数量和随后的均匀页写入操作增加，块中通常包括的64页的前32页中发生的误差的平均数目在数量级上高于块的后32页中发生误差的平均数目。因此，在块中均匀分配的页写入导致块的页的不均匀的误码率(“BER”)。并且，随着时间推移，页的耗损增加，并且相应的原误码率也会增加。从而，在一般固态存储器的生命周期即将结束时，一些页展示出相对显著的更高的误差率，这导致在使用纠错方法的解码操作后所获得的用户误码率增加。这转而降低了这种存储器的耐久性。因此，这里提出了块内耗损均衡方案。另一要注意的是，由于典型的固态存储器通常布置在各个存储器单元的块中，每个块内具有多页单元，因此在此主要提出的是将非均匀负载应用于块中的页，其由于一次一页地执行编程操作(基于页，例如，对于NAND存储器)，而在块级执行擦除操作，从而提供了方便的划分。然而，根据所考虑的存储器设备的类型，可预期其它划分。例如，对于提供字节级编程的设备，例如EEPROM，其它划分可能更方便。因而，更一般而言，负载算法带来至少一个存储器单元(或单元中的至少特定个单元)的非均匀负载分组再次参照图I的实施方式，如果在步骤108中确定已经表征过存储器235的块内页的误差行为(或者在从步骤112、步骤116表征块内页的误差行为、并了解块内页的误差行为从而使得误差行为显示超出预定阈值的相对显著的偏差之后)，在步骤120中调用合适的负载分配算法，所述负载分配算法将负载(即写入)引导至非易失性存储器235内块的最不容易产生误差的页。为了在存储器单元中维持相对均等的耗损量(或者等价的每个页相对均等的误差数目)，可将随后的写入操作主要引导到不容易产生误差的那些页。这种非均匀块内页加载类型在块的页之间实现相对均等的耗损均衡，其隐含了相似的误差行为。本专利技术的实施方式因而提高了非易失性存储器的可用生命周期。方法继而在步骤124负载分配算法可包括其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·A·安托纳科鲍洛斯，R·D·塞德希延，胡晓宇，I·伊利亚迪斯，R·A·普莱特卡，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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