Slc-mlc損耗平衡的制作方法
【專利摘要】公開了一種在閃速存儲器設(shè)備中使用的SLC-MLC損耗平衡的方法及系統(tǒng)。該閃速存儲器設(shè)備包括單級單元(SLC)部分(1002)和多級單元(MLC)部分(1004)。SLC部分和MLC部分的老化可能不同，可能導(dǎo)致一個部分在另一部分之前耗盡。為了避免這一點(diǎn)，將控制器配置為接收從SLC部分和MLC部分之一或兩者中的老化指標(biāo)，基于該老化指標(biāo)確定是否修改SLC部分和/或MLC部分的操作，并且響應(yīng)于確定要修改SLC部分和/或MLC部分的操作，修改修改SLC部分和/或MLC部分之中的至少一個的操作。這樣，對操作進(jìn)行修改可以平衡SLC和MLC部分之間的損耗，從而可能延長閃速存儲器設(shè)備的壽命。
【專利說明】SLC-MLC損耗平衡
[0001] 本申請要求享有于2011年12月29日提交的美國專利申請第13/340, 446號的優(yōu) 先權(quán)。通過引用將美國專利申請第13/340, 446號的全部內(nèi)容并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本申請一般涉及在存儲器系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)。更具體地，本申請涉及在單級（single level)單元存儲器和多級（multi-level)單元存儲器之間平衡損耗。

【背景技術(shù)】
[0003] 諸如閃速存儲器設(shè)備這樣的非易失性存儲器系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地用于消費(fèi)者產(chǎn)品 中。閃速存儲器設(shè)備可以有不同的形式，例如可以在主機(jī)設(shè)備之間攜帶的便攜式存儲卡的 形式或者作為嵌入到主機(jī)設(shè)備中的固態(tài)盤（SSD)。當(dāng)向傳統(tǒng)的閃速存儲器設(shè)備寫入數(shù)據(jù)時， 典型地，主機(jī)向存儲器系統(tǒng)的邏輯地址空間內(nèi)的地址寫入數(shù)據(jù)或者從中讀取數(shù)據(jù)。
[0004] 閃速存儲器設(shè)備包括浮置柵極存儲器單元陣列?？梢圆僮鞔鎯ζ鲉卧獙㈦姾傻亩?于兩個的可檢測電平存儲在每個電荷存儲元件或區(qū)域中，從而在每個之中存儲多于一位的 數(shù)據(jù)。該配置被稱為多級單元（MLC)存儲器。替代地，存儲器單元可以用于存儲兩個水平 的電荷，使得在每個單元中存儲一位數(shù)據(jù)。典型地，這被稱為二進(jìn)制或單級單元（SLC)存儲 器。
[0005] SLC和MLC類型的存儲器單元都可以用在存儲器設(shè)備中，從而存儲器設(shè)備可以包 括SLC部分和MLC部分。理想地，SLC部分和MLC部分將同時耗盡（wear out)。然而，有 時，SLC部分比MLC部分在不同的時間耗盡。為了對此進(jìn)行糾正，可以將在MLC部分內(nèi)的單 元重新分配為SLC部分的一部分，從而可以對SLC部分和MLC部分的不同耗盡時間進(jìn)行補(bǔ) 償。然而，可能難以將在SLC部分內(nèi)的單元重新分配為MLC部分的一部分。這樣，難以平衡 SLC部分和MLC部分的損耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在本文中公開了用于在閃速存儲器設(shè)備中的SLC部分與MLC部分之間平衡損耗的 方法及系統(tǒng)。
[0007] 根據(jù)一方面，公開了一種管理閃速存儲設(shè)備中的SLC部分與MLC部分的使用的方 法。該方法包括，在具有控制器以及與所述控制器進(jìn)行通信的存儲器的所述閃速存儲設(shè)備 中，其中所述存儲器包括所述SLC部分和所述MLC部分：存取所述閃速存儲設(shè)備的老化指 標(biāo)；基于所述老化指標(biāo)確定是否修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的操 作；以及，響應(yīng)于確定要修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的操作，修改 所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的操作。所述老化指標(biāo)可以包括關(guān)于所述 閃速存儲器設(shè)備中的各個部分的時間年齡、損耗、可靠性等的指示。系統(tǒng)控制器使用各種參 數(shù)和規(guī)則控制所述SLC部分和所述MLC部分中的操作。基于所述（多個）老化指標(biāo)，所述 系統(tǒng)控制器可以修改控制所述SLC部分和/或MLC部分的操作的參數(shù)和/或規(guī)則，從而修 改所述SLC部分和/或MLC部分的老化。
[0008] 根據(jù)第二方面，公開了一種存儲設(shè)備。所述存儲設(shè)備包括存儲器和控制器。所述 存儲器包括SLC部分和MLC部分。所述控制器與所述存儲器進(jìn)行通信，并且被配置為：存 取所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)；基于所述老化指標(biāo)確定是否修改所述SLC部分或者所述 MLC部分之中的至少一個的操作；以及，響應(yīng)于確定要修改所述SLC部分或者所述MLC部分 之中的至少一個的操作，修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的操作。
[0009] 通過查看下面的附圖、詳細(xì)說明以及權(quán)利要求，其他特性和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。 另外，公開了其他實(shí)施例，每個實(shí)施例都可以單獨(dú)使用或者結(jié)合在一起使用?，F(xiàn)在將參考附 圖說明實(shí)施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1例示與具有包含多個裸片（die)的多區(qū)塊（bank)的非易性存儲器的存儲器 系統(tǒng)相連接的主機(jī)。
[0011] 圖2是在圖1的多裸片非易失性存儲器中使用的示例性閃速存儲器系統(tǒng)的示例性 框圖。
[0012] 圖3是適于作為圖1所示的非易失性存儲器區(qū)塊之一的示例性的一個閃速存儲器 區(qū)塊。
[0013] 圖4是可以在圖3的存儲器區(qū)塊中使用的存儲器單元陣列的代表性的電路圖。
[0014] 圖5例示圖3的存儲器區(qū)塊的示例性的物理存儲器結(jié)構(gòu)。
[0015] 圖6示出圖5的物理存儲器的一部分的展開圖。
[0016] 圖7例示包括SLC部分和MLC部分的物理存儲器架構(gòu)的示例。
[0017] 圖8示意性地例示在2層數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中的SLC部分和MLC部分之間的數(shù)據(jù)路徑。
[0018] 圖9更詳細(xì)地例示在圖8中示出的SLC層。
[0019] 圖10例示用于管理跨越SLC部分和MLC部分的塊和頁的系統(tǒng)架構(gòu)。
[0020] 圖11例示SLC-MLC損耗平衡的流程圖。
[0021] 圖12例示SLC-MLC損耗平衡的另一流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 在圖1-10中示出適于在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方面中使用的閃速存儲器。圖1的主機(jī)系 統(tǒng)100將數(shù)據(jù)存儲到存儲器設(shè)備102中，并從存儲器102中取回數(shù)據(jù)。存儲器設(shè)備可以是 嵌入在主機(jī)中的閃速存儲器，諸如安裝在個人計算機(jī)中的固態(tài)盤（SSD)。替代地，存儲器設(shè) 備102可以是以通過如圖1所示的機(jī)電（mechanical and electrical)連接器的配對部分 104和106可移除地連接到主機(jī)上的卡的形式。被配置為用作內(nèi)部或嵌入式SSD驅(qū)動器的 閃速存儲器看上去可能與圖1的示意圖相似，主要差異是主機(jī)內(nèi)部的存儲器設(shè)備102的位 置。SSD驅(qū)動器可以是以作為旋轉(zhuǎn)式磁盤驅(qū)的即用式（drop-in)替換的離散模塊的形式。
[0023] 在考慮存儲器設(shè)備102的情況下，可以將圖1的主機(jī)系統(tǒng)100視為具有兩個主要 部分，其由電路和軟件的結(jié)合組成。它們是應(yīng)用部分108以及與存儲器設(shè)備102連接的驅(qū) 動部分110。例如，在PC中，應(yīng)用部分110可以包括運(yùn)行文字處理、圖形、控制或者其他普通 的應(yīng)用軟件的處理器112以及用于管理在主機(jī)系統(tǒng)100上的數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)114。在攝像 機(jī)、蜂窩式電話或者主要致力于實(shí)施單一的一組功能的其他主機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用部分108包 含操作攝像機(jī)拍攝并存儲畫面、操作蜂窩式電話撥打并接收通話等的軟件。
[0024] 圖1的存儲器設(shè)備102可包括諸如閃速存儲器116這樣的非易性存儲器以及連 接主機(jī)系統(tǒng)100并控制存儲器116的系統(tǒng)控制器118,其中，存儲器設(shè)備102連接主機(jī)系統(tǒng) 100以便來回傳遞數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制器118可以包含微控制器、處理器或者用于實(shí)現(xiàn)在本文 中說明的功能和邏輯（諸如在圖11-12中說明的邏輯）的任何其他類型的設(shè)備。系統(tǒng)控制 器118可以通過諸如專用集成電路（ASIC)這樣的單一集成電路芯片、可編程的邏輯陣列、 邏輯數(shù)字電路或者其他的現(xiàn)今已知或今后開發(fā)的邏輯處理能力來實(shí)現(xiàn)。
[0025] 在數(shù)據(jù)編程和讀取期間，系統(tǒng)控制器118可以轉(zhuǎn)換主機(jī)系統(tǒng)100使用的數(shù)據(jù)的邏 輯地址與閃速存儲器的物理地址。閃速存儲器116可以包括任意數(shù)量的存儲器裸片120,作 為例不，在圖1中僅不出兩個存儲器裸片。在功能上，系統(tǒng)控制器118可以包括連接王機(jī)系 統(tǒng)100的前端122、用于協(xié)調(diào)存儲器116的操作以便進(jìn)行諸如垃圾收集這樣的內(nèi)部存儲器管 理操作的控制器固件124,以及在系統(tǒng)控制器118與閃速存儲器116之間提供通信接口的一 個或多個閃速接口模塊（FIM) 126。
[0026] 可以將系統(tǒng)控制器118的處理器206配置為能夠經(jīng)由存儲器接口 204單獨(dú)地與各 個存儲器區(qū)塊120中的每一個進(jìn)行通信的多線程處理器，其中，存儲器接口 204具有針對閃 速存儲器116中的各個區(qū)塊120中的每一個的I/O端口。系統(tǒng)控制器118可以包括內(nèi)部時 鐘218。處理器206經(jīng)由內(nèi)部數(shù)據(jù)總線202與糾錯碼（ECC)模塊214、RAM緩沖器212、主機(jī) 接口 216以及引導(dǎo)碼（root code)ROM 210進(jìn)行通信。
[0027] 閃速存儲器116中的每個裸片120可以包含被組織成多個平面的存儲器單元陣 列。為了簡便，圖3示出了這樣的平面310和312中的一個，但是代替地，可以使用更多數(shù) 量的平面，諸如4個或8個平面。替代地，可以不將存儲器區(qū)塊的存儲器單元陣列劃分成平 面。然而，在如此劃分時，每個平面具有其自己的可以相互獨(dú)立操作的列控制電路314和 316。電路314和316從系統(tǒng)總線302的地址部分306接收它們各自的存儲器單元陣列的 地址，并且對它們進(jìn)行解碼，從而對各個位線318和320中的特定的一個或多個進(jìn)行尋址。 響應(yīng)于通過地址總線19接收的地址，通過行控制電路324對字線322進(jìn)行尋址。如同p阱 電壓控制電路330和332 -樣，源電壓控制電路326和328也與各自的平面相連接。如果 區(qū)塊300是以具有存儲器單元的單一陣列的存儲器芯片的形式，并且如果在系統(tǒng)中存在兩 個或更多的這樣的芯片，則通過與系統(tǒng)總線302的數(shù)據(jù)部分304相連接的各自的數(shù)據(jù)輸入 /輸出電路334和336將數(shù)據(jù)傳送進(jìn)和傳送出平面310和312。電路334和336通過經(jīng)由 各自的列控制電路314和316連接到平面的線338和340來提供將數(shù)據(jù)編程到它們各自平 面的存儲器單元中以及從它們各自平面的存儲器單元讀取數(shù)據(jù)。
[0028] 盡管系統(tǒng)控制器118中的處理器206控制每個區(qū)塊120中的存儲器芯片的操作以 對數(shù)據(jù)進(jìn)行編程、讀取數(shù)據(jù)、擦除以及處理常規(guī)事務(wù)，每個存儲器芯片還包含執(zhí)行來自控制 器118以實(shí)施這樣的功能的某種控制電路。接口電路342連接到系統(tǒng)總線302的控制和狀 態(tài)部分308。來自控制器118的命令被提供給狀態(tài)機(jī)344,然后狀態(tài)機(jī)344提供對其他電路 的特定控制以便執(zhí)行這些命令。如圖3所示，控制線346-354連接狀態(tài)機(jī)344與這些其他 電路。通過線356將來自狀態(tài)機(jī)344的狀態(tài)信號傳達(dá)給接收342以便通過總線部分308傳 送給控制器118。
[0029] 下面說明存儲器單元陣列310和312的NAND架構(gòu)，盡管仍可以代替地使用諸如 N0R等其他架構(gòu)。圖4的電路圖例示了示例性的NAND陣列，其為圖3的存儲器區(qū)塊的存 儲器單元陣列310的一部分。提供了大量的全局位線，為了解釋的簡單，在圖4中僅示出 4個這樣的線402-408。在這些位線之一與參考電位之間連接有多個串聯(lián)的存儲器單元串 410-424。使用存儲器單元串414作為代表，在串的兩個末端處，多個電荷存儲存儲器單元 426-432串聯(lián)地與選擇晶體管434和436相連接。當(dāng)致使串的選擇晶體管導(dǎo)電時，該串連接 在其位線與參考電位之間。然后，同時對該串內(nèi)的一個存儲器單元進(jìn)行編程或讀取。
[0030] 圖4的字線438-444單獨(dú)地延伸跨越在存儲器單元的多個串中的每一個之中的一 個存儲器單元的電荷存儲元件，并且柵極446和450控制在串的每個末端處的選擇晶體管 的狀態(tài)。使共享公共的字和控制柵極線438-450的存儲器單元串形成一起被擦除的存儲器 單元的塊452。該塊的單元包含可以同時被物理地擦除的單元的最小數(shù)量。同時對沿著字 線438-444之一的那些存儲器單元的一行進(jìn)行編程。典型地，以指定的次序?qū)AND陣列 的行進(jìn)行編程，在該情況下，從沿著最接近于接地或另外的公共電位的串的末端的字線444 的行開始。接下來，對沿著字線442的存儲器單元的行進(jìn)行編程，以此類推，貫穿塊452。最 后對沿著字線438的行進(jìn)行編程。
[0031] 第二塊454是類似的，其存儲器單元的串連接到與第一塊452中的串相同的全局 位線，但是具有一組不同的字和控制柵極線。字和控制柵級線由行控制電路324驅(qū)動到它 們適合的操作電壓。如果在系統(tǒng)中有多于一個的平面，諸如圖3的平面1和2,則一個存儲 器架構(gòu)使用在它們之間延伸的公共字線。替代地，可以有共享公共字線的多于兩個的平面。 在其他存儲器架構(gòu)中，獨(dú)立地驅(qū)動各個平面的字線。
[0032] 可以操作存儲器單元存儲兩個水平的電荷，使得在每個單元中都存儲單一位的數(shù) 據(jù)。典型地，這被稱為二進(jìn)制或單級單元（SLC)存儲器。替代地，可以操作存儲器單元以在 每個電荷存儲元件或區(qū)域中存儲電荷的多于兩個的可檢測的電平，從而在每一個之中存儲 多于一位的數(shù)據(jù)。后者的配置被稱為多級單元（MLC)存儲器。兩種類型的存儲器單元都可 以被用在存儲器中，例如，二進(jìn)制閃速存儲器可以用于緩存數(shù)據(jù)，而MLC存儲器可以用于長 期存儲。存儲器的電荷存儲元件是最常用的導(dǎo)電浮置柵極（floating gate)，但是替代地可 以是不導(dǎo)電的電介質(zhì)電荷俘獲材料。
[0033] 圖5概念性地例示了多平面布置，其示出存儲器單元的四個平面502-508。這些平 面502-508可以是在單一裸片上、在兩個裸片（在每個裸片上有兩個平面）上或者在四個 分開的裸片上。當(dāng)然，在系統(tǒng)的每個裸片中可以存在其他數(shù)量的平面，諸如1、2、8、16或者 更多。用矩形將平面單獨(dú)地劃分成在圖5中示出的存儲器單元的塊，諸如塊510、512、514 和516,位于各自的平面502-508中。在每個平面中可能有數(shù)十或數(shù)百的塊。
[0034] 如上所述，存儲器單元的塊是擦除的單位，S卩，可一起物理擦除的存儲器單元的最 小數(shù)量。然而，對于增加的并行性，以更大的元塊（metablock)單位對塊進(jìn)行操作。在邏輯 上將每個平面中的一個塊鏈接在一起以形成元塊。示出了四個塊510-516以形成一個元塊 518。典型地，元塊內(nèi)的所有單元被一起擦除。如在塊522-528組成的第二元塊520中所示， 不需要將用于形成元塊的塊限制到它們各自平面內(nèi)的相同的相對位置處。盡管通常優(yōu)選地 延伸元塊跨越所有的平面，但是為了高系統(tǒng)性能，仍可以通過動態(tài)地形成不同平面中的一 個、兩個或三個塊之中的任一或全部的元塊的能力來操作存儲器設(shè)備。這使得在一次編程 操作中，元塊的大小可以更加接近地匹配可用于存儲的數(shù)據(jù)量。
[0035] 反過來，如圖6所示，為了操作的目的，將單獨(dú)的塊劃分成存儲器單元的頁。例如， 塊510-516中的每一個的存儲器單兀的每一個都被劃分成8個頁P(yáng)0-P7。替代地，在每個塊 內(nèi)可能有32、64或更多的存儲單元的頁。頁是在塊內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)編程和讀取的單位，包含同 時編程或讀取的數(shù)據(jù)的最小量。在圖3的NAND架構(gòu)中，在塊內(nèi)沿著字線由存儲器單元形成 頁。然而，為了增加存儲器設(shè)備操作并行性，可以將在兩個或更多塊內(nèi)的這樣的頁在邏輯上 鏈接到元頁（metapage)中。在圖6中例示了元頁602,其由四個塊510-516的每一個中的 一個物理頁形成。例如，元頁602包括在四個塊的每一個中的頁P(yáng)2,但是在每個塊內(nèi)，元頁 的頁不必具有相同的相對位置。在裸片內(nèi)，元頁是編程的最大單位。
[0036] 圖7例示了物理存儲器架構(gòu)的示例。在美國臨時申請第61/487, 234號中論述了 該物理存儲器架構(gòu)，通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。將存儲器單元的陣列（例如參見圖3 中的310、312)分區(qū)成第一部分710和第二部分720。第二部分720具有被配置為每個單元 都存儲多位數(shù)據(jù)的高密度存儲的存儲器單元。第一部分710具有被配置為每個單元都存儲 數(shù)量比第二部分的位的數(shù)量更少的位的低密度的存儲器單元。例如，在第一部分710中的 存儲器單元被配置為SLC存儲器，從而每一個都存儲1位數(shù)據(jù)。作為一個示例，在第二部分 720中的存儲器單元被配置為MLC存儲器，從而每一個都存儲2位數(shù)據(jù)。還將每個單元存儲 1位數(shù)據(jù)的第一部分稱為D1，將每個單元存儲2位數(shù)據(jù)的第二部分稱為D2。典型地，與第二 部分相比，第一部分710以更高的速度、寬得多的誤差容限以及更多的耐久性進(jìn)行操作。替 代地，在第二部分720中的存儲單元被配置為MLC存儲器，從而每一個都存儲多于2位（諸 如3位）。在于2009年12月18日提交的美國申請US 12/642,584(作為美國公布申請US 2011-0153912 A1公布）中公開了被分區(qū)成諸如Dl(l位）和D3 (3位）部分這樣的兩個部 分的存儲器，通過引用將其全部公開內(nèi)容并入本文。
[0037] 如參考圖8更詳細(xì)地論述的那樣，SLC部分和MLC部分可以用于各種操作。SLC部 分和MLC部分的使用可能使各自的部分老化?？梢詫㈥P(guān)于一個部分的老化的特征描述為各 個部分的時間年齡、損耗、可靠性等。一個指標(biāo)（indicator)是編程/擦除（P/E)周期。典 型地，擦除SLC部分或MLC部分中的塊，然后通過將數(shù)據(jù)寫入到該塊的單元中對其進(jìn)行編 程。塊每經(jīng)歷一次P/E周期，就可以對計數(shù)器進(jìn)行遞增。因此，計數(shù)器的數(shù)量可以提供塊的 老化的一個指標(biāo)。如上所述，SLC部分和MLC部分中的每一個都可以包括多個塊?？梢员O(jiān) 視SLC部分和MLC部分中的每個塊的P/E周期。替代地，可以監(jiān)視SLC部分中的單個塊以 及MLC部分中的單個塊的P/E周期。由于損耗均衡，可以假設(shè)單個塊的P/E周期可能是在 各個部分中的其他塊的P/E周期。損耗均衡安排數(shù)據(jù)，使得在SLC部分和/或MLC部分中 的擦除和重寫跨越塊并均勻地分布。由此，典型地，在各個部分中的塊具有相同（或相似） 數(shù)量的P/E周期。
[0038] 替代地，可以監(jiān)視塊的每個邏輯組的P/E周期（如上所述，諸如元塊的P/E周期）。 作為另一替代，可以對SLC部分和MLC部分中的某些或全部塊的P/E周期進(jìn)行平均。例如， 可以將在各個部分中的每個塊的P/E周期的平均用于產(chǎn)生各個部分的老化指標(biāo)。
[0039] 其他的老化指標(biāo)包括：剩下的全部的塊的數(shù)量（諸如在SLC部分中未故障的塊的 數(shù)量或者在MLC部分中未故障的塊的數(shù)量）；剩下的備用的數(shù)量/故障的塊的數(shù)量（諸如 在SLC部分中故障的塊的數(shù)量或者在MLC部分中故障的塊的數(shù)量）；基于ECC的位錯誤率 (BER);編程/擦除時間；CVD，狀態(tài)轉(zhuǎn)移電平。所述的老化指標(biāo)僅用于例示的目的?？梢詷?gòu) 思出其他指標(biāo)。
[0040] 圖8示意性的例示了在2層數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中的SLC部分和MLC部分之間的數(shù)據(jù)路 徑。第一層是關(guān)于進(jìn)入的數(shù)據(jù)的主要的輸入緩沖器，并且操作與MLC部分相比是更快/更 高耐久性/更高成本的存儲器NAND存儲器的SLC部分。第二層是主要的數(shù)據(jù)存檔存儲，并 且操作作為更慢/更低耐久性/更低成本的存儲器的MLC部分。
[0041] 在圖8中標(biāo)記的這種系統(tǒng)中的示例性操作如下：
[0042] 1.主機(jī)數(shù)據(jù)或控制數(shù)據(jù)寫入SLC部分。
[0043] 2.數(shù)據(jù)復(fù)制到SLC部分內(nèi)，從而部分地回收廢棄的SLC塊，又稱為"壓縮"。
[0044] 3.主機(jī)數(shù)據(jù)直接寫到MLC部分，通常用于長的連續(xù)寫入。
[0045] 4.數(shù)據(jù)從SLC移動至MLC部分，又稱為"折疊（folding) "。
[0046] 5.數(shù)據(jù)復(fù)制到MLC部分內(nèi)以便MLC塊回收，又稱為"MLC壓縮（compaction) "。
[0047] 操作影響SLC部分和MLC部分的使用，反過來影響各個部分的老化。如在下面更 詳細(xì)地論述的那樣，這些操作中的每一個都可以通過一個或多個的參數(shù)來控制。因此，修改 一個或多個參數(shù)可以修改操作，反過來可以修改SLC部分和/或MLC部分的老化過程的老 化或進(jìn)度，從而修改SLC部分與MLC部分之間的損耗平衡。所列出的操作僅用于示例目的。 不同的存儲器系統(tǒng)可以具有不同的操作（諸如所列操作中的某些或全部和/或不同的操 作）。另外，構(gòu)想出其他操作。
[0048] 圖9更詳細(xì)地例示在圖8中示出的SLC層。SLC層的典型結(jié)構(gòu)使用多個塊，通常是 一個寫入/更新塊數(shù)據(jù)和在塊回收期間關(guān)于所復(fù)制的數(shù)據(jù)的一個重定位（relocate) /壓縮 塊（或者，可以將它們結(jié)合）。如上所述，一個或多個參數(shù)可以指示在SLC部分和/或MLC 部分中的各種操作。一個這樣的操作包括重定位/壓縮，其可以通過如下規(guī)則控制：
[0049] 1.根據(jù)對塊進(jìn)行編程的次序?qū)⑺鼈冩溄拥芥湵碇小?br> [0050] 2.選擇最近最少編程的塊作為SLC移動/折疊塊，可以將數(shù)據(jù)從該塊移動/折疊 到MLC寫入塊。
[0051] 3.選擇具有最低體積的有效數(shù)據(jù)的塊作為SLC回收塊，有效數(shù)據(jù)從該塊被重定位 至連接到鏈表的頭部的SLC重定位塊。
[0052] 4.在數(shù)據(jù)移動/折疊或塊回收操作完成時，將SLC移動塊或SLC重定位塊添加到 SLC空白塊列表上。
[0053] 除此之外，如果有更多類型的存儲器，諸如RAM、或者第三類型的非易失性存儲器， 則兩層結(jié)構(gòu)實(shí)際上可以是多于兩層。另外，在每個"存儲器"層中，可以存在具有不同的數(shù) 據(jù)操作（handling)的多個子系統(tǒng)，其也被稱為"層"。
[0054] 基于NAND存儲器的系統(tǒng)通常具有下面的存儲層次。SLC部分具有SLC ±夬，從而實(shí) 現(xiàn)二進(jìn)制緩存和二進(jìn)制更新塊。二進(jìn)制緩存用于某些或全部數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以1或8(4KB)扇 區(qū)的精細(xì)粒度存儲在二進(jìn)制緩存中。典型地，二進(jìn)制緩存用于緩存頁中的小且隨機(jī)的分段。 然后，可以將其驅(qū)逐至二進(jìn)制更新塊。
[0055] 二進(jìn)制更新塊以邏輯組為單位映射數(shù)據(jù)的大部分。每個邏輯組具有與SLC塊相對 應(yīng)的大小。從而，一個二進(jìn)制塊可以存儲至多一個邏輯組，在該邏輯組中，頁是以邏輯地址 的連續(xù)次序的形式。在基于簇（cluster)的系統(tǒng)中不存在這個層，因?yàn)樵谀切┫到y(tǒng)中，所有 二進(jìn)制塊都被用作二進(jìn)制緩存。
[0056] MLC部分具有MLC塊，用于以比SLC塊更高的密度存儲數(shù)據(jù)。典型地，逐個MLC塊 地存儲數(shù)據(jù)。因此，例如，在具有D1 (在SLC中1個數(shù)據(jù)位）和D3部分（在MLC中3個數(shù) 據(jù)位）的存儲器中，將3個SLC塊折疊（重定位）至1個MLC塊。
[0057] 可以基于一個或多個標(biāo)準(zhǔn)（諸如，基于最近最少寫入）將數(shù)據(jù)從二進(jìn)制緩存驅(qū)逐 至SLC更新塊以及MLC塊。在所有系統(tǒng)中的問題是數(shù)據(jù)（由于當(dāng)在二進(jìn)制緩存中時更新的 數(shù)據(jù)的異常）首先將前往SLC塊，使得SLC塊非常像FIFO緩沖器一樣地進(jìn)行工作。然后，所 有的數(shù)據(jù)前往MLC塊。在SLC以及MLC部分中，由于填充（以便形成完整的尋址單位），或 者由于壓縮塊并回收廢棄空間，可能多次復(fù)制數(shù)據(jù)。壓力因子（也被稱為寫入放大（Write Amplification))很高，并被施加到SLC以及MLC塊分區(qū)。在SLC中的數(shù)據(jù)也被分配在MLC 中（雙重分配），由于雙倍預(yù)算（double budgeting)，增加了在系統(tǒng)中所需的塊的數(shù)量。
[0058] 圖10例示了用于管理跨越不同的存儲器分區(qū)（諸如跨越二進(jìn)制塊1002和MLC塊 1004)的塊和頁的系統(tǒng)架構(gòu)。由作為在系統(tǒng)控制器118中的控制器固件124(參見圖1)而 常駐的管理系統(tǒng)來管理在存儲器陣列中的塊和頁。主機(jī)數(shù)據(jù)量和/或主機(jī)數(shù)據(jù)類型可以確 定將主機(jī)數(shù)據(jù)存儲在SLC部分還是MLC部分，或者將主機(jī)數(shù)據(jù)存儲在SLC部分內(nèi)的何處。具 體地，數(shù)據(jù)量可以確定將主機(jī)數(shù)據(jù)存儲在二進(jìn)制緩存中（對于少量的主機(jī)數(shù)據(jù)），還是存儲 在二進(jìn)制塊中的更新塊中（對于中等量的主機(jī)數(shù)據(jù)），還是存儲在MLC中（對于大量的連續(xù) 主機(jī)數(shù)據(jù)）。另外，如下所述，數(shù)據(jù)類型（諸如文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)）可以確定將主機(jī)數(shù)據(jù)存儲在 二進(jìn)制塊內(nèi)的何處。
[0059] 可以將二進(jìn)制塊1002劃分成兩個層。第一層用于最初存儲來自主機(jī)的數(shù)據(jù)，并且 在將每個邏輯組重定位到SLC的第二層中之前，逐個邏輯組地準(zhǔn)備元頁。第一層包括兩個 結(jié)構(gòu)：常駐二進(jìn)制區(qū)和二進(jìn)制緩存。系統(tǒng)控制器118可以將少于預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)（諸如比 元頁小的小分段）發(fā)送給二進(jìn)制緩存1006。由此，二進(jìn)制緩存1006是主要用于具有精細(xì) 尋址單位（扇區(qū)）的短分段的存儲，其中，可以將數(shù)據(jù)移動/驅(qū)逐至SLC或MLC塊。將定期 地壓縮二進(jìn)制緩存1006以清除舊數(shù)據(jù)。當(dāng)二進(jìn)制緩存1006裝滿時，將選擇一邏輯組用于 驅(qū)逐1010。如下所述，二進(jìn)制緩存驅(qū)逐的內(nèi)部常規(guī)功能將該邏輯組復(fù)制到更新塊1012,并 且對其進(jìn)行調(diào)度以便折疊到MLC更新塊1016。保留常駐二進(jìn)制區(qū)1018用于具有短的更新 的頻繁更新區(qū)域或者需要頻繁更新或更快的寫入性能的其他邏輯區(qū)域，典型地，用于NTFS、 FAT數(shù)據(jù)或者其他文件系統(tǒng)表數(shù)據(jù)。
[0060] 第二層逐個邏輯組地將數(shù)據(jù)存儲在SLC更新/存儲塊的池中。向該池寫入來自于 主機(jī)寫入或者由于垃圾收集而引起的重寫。如果主機(jī)數(shù)據(jù)主要是短分段的，則可以在將其 從第一層驅(qū)逐至第二層之前，首先將其緩存在第一層中。如果主機(jī)數(shù)據(jù)是少量分段的（中 型大小），其中，可能具有完整的邏輯組，則可以直接將其寫入到第二層。
[0061] 基本上，第二層提供經(jīng)分段的且中型大小的主機(jī)寫入所在的快速SLC存儲區(qū)域。 由此，第二層在該快速SLC存儲區(qū)域中維持用戶數(shù)據(jù)的工作集。這樣，由于SLC更新/存儲 塊的池正被填充，用戶可以體驗(yàn)高性能寫入。當(dāng)該池充滿時，系統(tǒng)控制器118可以將某些額 外的邏輯組移動至MLC塊1004,從而騰出空間。
[0062] 圖11例示SLC-MLC損耗平衡的流程圖1100。在1102,系統(tǒng)控制器118可以存取 SLC部分和/或MLC部分的一個或多個老化指標(biāo)?？梢詫⒗匣笜?biāo)存儲在閃速存儲器設(shè)備 中的一個或多個場所，諸如存儲在與系統(tǒng)控制器118相關(guān)聯(lián)的非易失性存儲器（例如參見 RAM緩沖器212)中。如上所述，可以使用各種老化指標(biāo)，其中包括：P/E周期；剩下的全部的 塊的數(shù)量；剩下的備用的數(shù)量/故障的塊的數(shù)量；基于ECC的位錯誤率（BER);編程/擦除 時間；CVD，狀態(tài)轉(zhuǎn)移電平。
[0063] 在1104,系統(tǒng)控制器118基于一個或多個老化指標(biāo)確定是否要修改SLC部分和/ 或MLC部分的操作?？梢詫⒅笜?biāo)與SLC損耗對MLC損耗的優(yōu)選或優(yōu)化的關(guān)系的數(shù)據(jù)構(gòu)造相 比較，并且根據(jù)比較確定是否修改SLC部分和/或MLC部分的操作。
[0064] 數(shù)據(jù)構(gòu)造可以包含表格、曲線圖等。一般來說，數(shù)據(jù)構(gòu)造可以指示在存儲器設(shè)備的 操作的任何階段的SLC部分與MLC部分的優(yōu)選損耗平衡。例如，該數(shù)據(jù)構(gòu)造可以預(yù)測損耗 的最優(yōu)平衡曲線，使得SLC塊和MLC塊獲得預(yù)定狀態(tài)（諸如在存儲器設(shè)備的壽命結(jié)束時的 P/E周期的最大數(shù)量）。由此，存儲器設(shè)備可以獲得提高的耐久性級別。同樣地，可以將該 數(shù)據(jù)構(gòu)造存儲在閃速存儲器設(shè)備中的一個或多個場所，諸如存儲在與系統(tǒng)控制器118相關(guān) 聯(lián)的非易失性存儲器（例如參見RAM緩沖器212)中。
[0065] 在一個實(shí)施例中，數(shù)據(jù)構(gòu)造可以包括使得"損耗平衡"（在下面更詳細(xì)地論述）試 圖使SLC部分的損耗與MLC部分相平衡的數(shù)據(jù)。例如，指示SLC部分與MLC部分之間的優(yōu) 選損耗比的數(shù)據(jù)構(gòu)造可以是預(yù)定的常量值。作為另一示例，如果數(shù)據(jù)構(gòu)造是SLC損耗在一 個軸上而MLC損耗在另一個軸上的曲線圖，則該數(shù)據(jù)構(gòu)造可以包含直線，從而在存儲器設(shè) 備的操作的所有期間內(nèi)嘗試去平衡SLC部分與MLC部分的損耗。在替代的實(shí)施例中，數(shù)據(jù) 構(gòu)造可以包括不平衡的SLC部分和MLC部分的損耗。例如，數(shù)據(jù)構(gòu)造可以包含曲線或分段 線性函數(shù)，從而可以包含更多的最優(yōu)損耗驅(qū)動。曲線可以說明以一大池的塊開始并且以一 小池的塊結(jié)束的存儲器設(shè)備。具體地，MLC備用塊的數(shù)量典型地隨著設(shè)備老化而變小，從而 增加了 MLC部分壓力。從而，最優(yōu)曲線可以包含在存儲器設(shè)備的壽命的開始時使SLC部分 過度受壓（這也可以提供更好的性能），而不只是要求針對MLC的比率來平衡當(dāng)前SLC的損 耗。由此，在存儲器設(shè)備的早期操作期間，MLC部分以更低的壓力操作，并且具有操作的額 外容限（margin)。隨著存儲器設(shè)備進(jìn)行至其壽命結(jié)束（E0L)，當(dāng)MLC部分寫入放大增加時， SLC部分以及MLC部分的損耗都將收斂至E0L點(diǎn)附近。
[0066] 如上所述，系統(tǒng)控制器118比較指標(biāo)與數(shù)據(jù)構(gòu)造。指標(biāo)與數(shù)據(jù)構(gòu)造的比較可以是 若干形式之一。作為一個示例，在比較之前，可以使指標(biāo)結(jié)合，諸如創(chuàng)建SLC老化指標(biāo)對MLC 指標(biāo)的比率。然后，可以比較所創(chuàng)建的比率與數(shù)據(jù)構(gòu)造。具體地，當(dāng)數(shù)據(jù)構(gòu)造是預(yù)定比率時， 可以比較SLC老化指標(biāo)對MLC老化指標(biāo)的比率與預(yù)定比率，從而確定SLC老化指標(biāo)對MLC 老化指標(biāo)的比率從預(yù)定比率偏離的量。替代地，可以將一個指標(biāo)輸入到數(shù)據(jù)構(gòu)造中，然后可 以輸出其他指標(biāo)的優(yōu)選值。例如，可以將SLC老化指標(biāo)輸入到數(shù)據(jù)構(gòu)造中，然后可以輸出優(yōu) 選MLC老化指標(biāo)。優(yōu)選老化指標(biāo)表示針對輸入到數(shù)據(jù)構(gòu)造的SLC老化指標(biāo)的MLC部分的理 想化的老化。然后，可以比較優(yōu)選MLC老化指標(biāo)與實(shí)際MLC老化指標(biāo)，從而確定兩者之間的 差異。比較數(shù)據(jù)構(gòu)造與老化指標(biāo)的示例僅用作例示目的?？梢詷?gòu)想出其他比較。
[0067] 如上所述，系統(tǒng)控制器118可以根據(jù)比較來確定要修改SLC部分和/或MLC部分 的操作。系統(tǒng)控制器118可以修改由存儲器實(shí)施的只影響SLC部分的操作（從而修改SLC 部分的損耗），可以修改由存儲器實(shí)施的只影響MLC部分的操作（從而修改MLC部分的損 耗），或者可以由存儲器實(shí)施的影響SLC部分以及MLC部分的操作（從而修改SLC部分以及 MLC部分這兩者的損耗）。對操作進(jìn)行的修改同樣可以影響一個或兩個部分的性能。
[0068] 具體地，對操作進(jìn)行的修改可以負(fù)面地影響存儲器設(shè)備的性能。例如，如下面更詳 細(xì)地論述的那樣，系統(tǒng)控制器可以決定更早地從SLC部分向MLC部分折疊數(shù)據(jù)，從而降低在 SLC部分中的壓縮的量（并且降低SLC部分的損耗）；然而，該修改可能降低系統(tǒng)性能。
[0069] 例如，系統(tǒng)控制器118可以基于所確定的優(yōu)選SLC-MLC損耗平衡與實(shí)際SLC-MLC 損耗平衡之間的差異來確定是否對操作進(jìn)行修改。在通過比較SLC老化指標(biāo)對MLC老化指 標(biāo)的比率與預(yù)定比率來確定SLC老化指標(biāo)對MLC老化指標(biāo)的比率從預(yù)定比率偏離的量的上 述示例中，可以比較偏離的量與預(yù)定閾值。如果偏離的量大于預(yù)定閾值，則如下面更詳細(xì)地 說明的那樣，系統(tǒng)控制器118可以修改SLC部分和/或MLC部分的操作。由此，該修改可以 改變SLC部分與MLC部分之間的損耗平衡，使得損耗平衡更接近于優(yōu)選損耗平衡。在通過 比較優(yōu)選MLC老化指標(biāo)與實(shí)施MLC老化指標(biāo)以確定這兩者之間的差異的上述示例中，可以 比較差異與預(yù)定量。如果差異大于預(yù)定量，則系統(tǒng)控制器118可以修改SLC部分和/或MLC 部分的操作。
[0070] 如果系統(tǒng)控制器118確定要修改SLC部分和/或MLC部分的操作，則系統(tǒng)控制器 118可以修改一個或多個參數(shù)。系統(tǒng)控制器118可以以若干方式之一確定要修改一個或多 個參數(shù)中的哪些。在一個實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器118具有要修改的一個預(yù)定參數(shù)（或一組 預(yù)定參數(shù)）。例如，控制器固件124可以存儲（多個）參數(shù)以進(jìn)行修改。在替代實(shí)施例中， 如參考圖12詳細(xì)論述的那樣，系統(tǒng)控制器可以動態(tài)地確定要修改哪個（哪些）參數(shù)。參數(shù) 的值可以被存儲在閃速存儲器設(shè)備中的一個或多個場所處，諸如與系統(tǒng)控制器118相關(guān)聯(lián) 的非易失性存儲器（例如，參見RAM緩沖器212)中。類似地，修改的參數(shù)的值可以存儲在 與系統(tǒng)控制器118相關(guān)聯(lián)的非易失性存儲器中。然后，修改的參數(shù)的值可以用于控制SLC 部分和/或MLC部分中的將來的操作。
[0071] 在1106,系統(tǒng)控制器118可以修改影響SLC部分和/或MLC部分的上述操作的 (多個）參數(shù)。之后，系統(tǒng)控制器118可以返回到1102,從而進(jìn)行迭代。另外，在修改參數(shù)之 后，系統(tǒng)控制器118可以存取控制SLC部分和MLC部分的操作的參數(shù)，并且基于所述參數(shù)來 控制所述部分的操作。作為一個示例，如參考圖3在上面所述的那樣，系統(tǒng)控制器118可以 發(fā)出控制在（多個）存儲器裸片上的各種操作的命令，以便實(shí)現(xiàn)SLC部分和MLC部分的操 作。作為一個示例，系統(tǒng)控制器118可以修改用于實(shí)施操作的閾值或規(guī)則，諸如為了實(shí)施操 作而增加或減小閾值或者改變規(guī)則。閾值或規(guī)則中的改變的效果，系統(tǒng)控制器可以向（多 個）存儲器裸片120發(fā)出影響在（多個）存儲器裸片上的SLC部分和MLC部分的操作的不 同的命令。
[0072] 修改閾值的一個示例是確定向何處寫入主機(jī)數(shù)據(jù)的閾值，諸如寫入常駐二進(jìn)制區(qū) 1018、二進(jìn)制緩存1006、二進(jìn)制塊中的更新塊以及MLC塊中的更新塊1016中的閾值。具體 地，如圖10所示，系統(tǒng)控制器118可以修改定義"短的寫入"、"中的寫入"或者"長的連續(xù)寫 入"的閾值。由此，系統(tǒng)控制器118可以修改管理將長的連續(xù)寫入直接寫入到MLC部分的開 關(guān)的開放式（open-ended)寫入和連續(xù)旁路/直接MLC寫入的閾值。
[0073] 另一示例是基于MLC部分相對于SLC部分的損耗來修改冷（cold)數(shù)據(jù)驅(qū)逐閾值。 如果SLC部分損耗的比所期待的更多，則可以修改冷數(shù)據(jù)驅(qū)逐閾值，使得將更多的冷數(shù)據(jù) 更塊地驅(qū)逐至MLC部分，從而降低在SLC部分的損耗，并且增加在MLC部分的損耗。如果 MLC部分損耗的比所期待的更多，則可以修改冷數(shù)據(jù)驅(qū)逐閾值，使得增加在SLC部分中維持 的冷數(shù)據(jù)的量，從而增加對SLC部分的損耗，并且降低對MLC部分的損耗。
[0074] 又一個示例是修改二進(jìn)制工作集充滿閾值，該閾值為系統(tǒng)控制器118處理的塊的 數(shù)量。塊的數(shù)量是可調(diào)整的，從而影響各自部分的操作。類似地，參見圖10,可以調(diào)整用于 觸發(fā)折疊操作的閾值，從而影響SLC部分和MLC部分的使用。
[0075] 關(guān)于系統(tǒng)控制器118的要修改的其他示例包括：管理熱/冷數(shù)據(jù)排序和/或熱/ 冷數(shù)據(jù)與壓縮流之間的數(shù)據(jù)流的閾值和/或規(guī)則；用于管理熱/冷數(shù)據(jù)排序和/或去往/ 來自常駐二進(jìn)制區(qū)1018的數(shù)據(jù)流的閾值和/或規(guī)則；二進(jìn)制緩存寫入閾值，分配二進(jìn)制緩 存與更新塊之間的數(shù)據(jù)流；BC大小對UB/BWS池大小；二進(jìn)制緩存驅(qū)逐至MLC或SLC ;以及 搶占空閑時間的垃圾收集操作深度。要修改的示例僅用于例示的目的。將構(gòu)想出修改SLC 部分和/或MLC部分的操作的其他方式。
[0076] 圖12例示了 SLC-MLC損耗平衡的另一流程圖1200。在1202,系統(tǒng)控制器118存 儲SLC部分的老化指標(biāo)以及MLC部分的老化指標(biāo)。在1204,系統(tǒng)控制器118使用SLC部分 和MLC部分的老化指標(biāo)以及SLC部分與MLC部分之間的理想的損耗平衡的數(shù)據(jù)構(gòu)造來確定 是否要修改SLC部分和/或MLC部分的操作。如上所述，可以比較指標(biāo)與SLC損耗對MLC 損耗的優(yōu)選或優(yōu)化關(guān)系的數(shù)據(jù)構(gòu)造，并且根據(jù)該比較來確定修改SLC部分和/或MLC部分 的操作。
[0077] 如果確定要修改SLC部分和/或MLC部分的操作，則在1206,系統(tǒng)控制器118選擇 一個或多個參數(shù)進(jìn)行修改。如上所述，具體的存儲器設(shè)備具有針對SLC部分和/或MLC部 分實(shí)施的操作?？梢酝ㄟ^參數(shù)來控制操作。系統(tǒng)控制器118可以選擇一個或多個參數(shù)進(jìn)行 改變。選擇一個或多個參數(shù)進(jìn)行修改可以是靜態(tài)的，諸如獨(dú)立于SLC部分和/或MLC部分 的老化指標(biāo)。例如，如上所述，在系統(tǒng)控制器118確定要對操作進(jìn)行修改之后，系統(tǒng)控制器 118可以存取要修改的被預(yù)先編程的一個或多個參數(shù)。替代地，選擇一個或多個參數(shù)進(jìn)行修 改可以是動態(tài)的。例如，可以基于SLC部分和/或MLC部分的老化指標(biāo)來選擇一個或多個 參數(shù)進(jìn)行修改。
[0078] 然后，在1208,系統(tǒng)控制器118確定如何修改所選擇的一個或多個參數(shù)。所選擇的 一個或多個參數(shù)中的每一個都與可能修改的范圍相關(guān)聯(lián)?？梢曰谝粋€或多個因素來確定 如何修改所選擇的參數(shù)，諸如基于當(dāng)前的SLC-MLC損耗平衡或當(dāng)前的SLC-MLC損耗平衡從 理想的SLC-MLC損耗平衡的偏離。在1210,系統(tǒng)控制器118使用所確定的對所選擇的參數(shù) 的修改來修改SLC部分和/或MLC部分的操作。
[0079] 相應(yīng)地，方法和系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件或者硬件和軟件的結(jié)合。方法和系統(tǒng)可 以實(shí)現(xiàn)為在至少一個電子設(shè)備中的集中化的方式（諸如在圖1中的閃速存儲器設(shè)備102中 例不的那樣）或者不同的兀件散布在若干互連的計算機(jī)系統(tǒng)的分布式的方式。適于執(zhí)行在 本文中所述的方法的任何類型的計算機(jī)系統(tǒng)或其他裝置都是適合的。一種典型的硬件和軟 件的結(jié)合可以是帶有當(dāng)被載入并執(zhí)行時控制計算機(jī)系統(tǒng)使其執(zhí)行在本文中所述的方法的 計算機(jī)程序的通用計算機(jī)系統(tǒng)?？梢詫⑦@樣的經(jīng)編程的計算機(jī)視為專用計算機(jī)。
[0080] 方法和系統(tǒng)還可以嵌入在計算機(jī)程序產(chǎn)品中，該計算機(jī)產(chǎn)品包括使得能夠進(jìn)行在 本文中所述的操作的實(shí)現(xiàn)的所有特性，并且在被載入到計算機(jī)系統(tǒng)中時能夠執(zhí)行這些操 作。當(dāng)前背景下的計算機(jī)程序意味著以任何語言、代碼或記號的任何表達(dá)方式的一組指令， 其旨在使具有信息處理能力的系統(tǒng)直接地或者在進(jìn)行以下處理之中的任何一項(xiàng)或全部之 后實(shí)施具體功能：a)轉(zhuǎn)換成另外的語言、代碼或記號；b)以不同的具體形式的再現(xiàn)。
[0081] 應(yīng)當(dāng)將以上公開的主題視為是說明性的，并且是非限制性的，所附的權(quán)利要求旨 在覆蓋所有的這種修改、改進(jìn)以及其它實(shí)施例，其都將落在本公開的真實(shí)精神和范圍內(nèi)。因 此，在法律所允許的最大程度上，將通過下面的權(quán)利要求以及其等價物的最寬泛的可允許 的解釋來確定本實(shí)施例的范圍，并且不應(yīng)于通過前述的詳細(xì)說明對其進(jìn)行限制或限定。盡 管說明了各種實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是很明顯的是在上述詳細(xì)說明的范圍內(nèi)能 夠有更多的實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)方式。相應(yīng)地，除了根據(jù)所附的權(quán)利要求及其等價物之外，將不限 制實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于管理閃速存儲設(shè)備中的單級單元（SLC)部分和多級單元（MLC)部分的使用 的方法，該方法包含： 在具有控制器和與所述控制器進(jìn)行通信的存儲器的所述閃速存儲設(shè)備中，其中該存儲 器包括所述SLC部分和所述MLC部分： 存取所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)； 基于所述老化指標(biāo)確定是否修改所述SLC部分和所述MLC部分之中的至少一個的操 作；以及 響應(yīng)于確定修改所述SLC部分和所述MLC部分之中的至少一個的操作，修改所述SLC 部分和所述MLC部分之中的所述至少一個的操作。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)包含所述SLC部分或 者M(jìn)LC部分的部分或全部的老化指標(biāo)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，存取所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)包含： 存取指示所述SLC部分的至少一部分的老化的SLC老化指標(biāo)；以及 存取指示所述MLC部分的至少一部分的老化的MLC老化指標(biāo)； 其中，基于所述SLC老化指標(biāo)以及MLC老化指標(biāo)這兩者確定是否修改所述SLC部分和 所述MLC部分之中的至少一個的操作。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述老化指標(biāo)包含以下之中的一個或者多個：針對 每個分區(qū)（邏輯的或者SLC/MLC)單獨(dú)的或者平均的P/E塊計數(shù)；剩下的全部的塊的數(shù)量； 剩下的備用的數(shù)量/故障的塊的數(shù)量；基于ECC的位錯誤率（BER);編程/擦除時間；CVD， 狀態(tài)轉(zhuǎn)移電平。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述老化指標(biāo)確定是否修改所述SLC部分和所 述MLC部分之中的至少一個的操作包含： 比較所述老化指標(biāo)與指示優(yōu)選的SLC損耗對MLC損耗的數(shù)據(jù)構(gòu)造；以及 基于所述比較確定修改所述操作。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述的指示優(yōu)選的SLC損耗對MLC損耗的數(shù)據(jù)構(gòu)造 包含指示損耗的數(shù)據(jù)，使得所述SLC部分與所述MLC部分在所述閃速存儲設(shè)備的壽命結(jié)束 時達(dá)到最大數(shù)量的P/E周期。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的 操作是基于參數(shù)的；并且 其中，修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的操作包含改變所述參數(shù) 的值。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述參數(shù)包含關(guān)于從所述SLC部分至所述MLC部分 的冷數(shù)據(jù)驅(qū)逐的閾值。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述參數(shù)包含用于確定是否將主機(jī)數(shù)據(jù)寫入到所 述MLC部分或者所述SLC部分中的一個或多個閾值。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個 的操作是基于多個參數(shù)的；并且 還包含確定所述多個參數(shù)之中的一個或者多個以便進(jìn)行修改；并且 其中，修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的操作包含修改所確定的 所述多個參數(shù)之中的一個或者多個。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)包含所述SLC部分 或者所述MLC部分的部分或者全部的老化指標(biāo)；并且 其中，基于所述SLC老化指標(biāo)以及所述MLC老化指標(biāo)確定所述多個參數(shù)之中的一個或 者多個以便進(jìn)行修改。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包含選擇一個或者多個值，用于所確定的所述多個 參數(shù)之中的一個或者多個；并且 其中，修改所確定的所述多個參數(shù)之中的一個或者多個包含使用所選擇的一個或者多 個值以修改所確定的所述多個參數(shù)之中的一個或者多個。
13. -種存儲設(shè)備，該設(shè)備包含： 包括單級單元（SLC)部分和多級單元（MLC)部分的存儲器；以及與所述存儲器進(jìn)行通 信的控制器，所述控制器被配置為： 存取所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)； 基于所述老化指標(biāo)確定是否修改所述SLC部分和所述MLC部分之中的至少一個的操 作；以及 響應(yīng)于確定修改所述SLC部分和所述MLC部分之中的至少一個的操作，修改所述SLC 部分和所述MLC部分之中的所述至少一個的操作。
14. 如權(quán)利要求13所述的存儲設(shè)備，其中，所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)包含所述SLC 部分或者M(jìn)LC部分的部分或全部的老化指標(biāo)。
15. 如權(quán)利要求13所述的存儲設(shè)備，其中，所述控制器被配置為通過以下方式存取所 述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)： 存取指示所述SLC部分的至少一部分的老化的SLC老化指標(biāo)；以及 存取指示所述MLC部分的至少一部分的老化的MLC老化指標(biāo)； 其中，所述控制器配置為基于所述SLC老化指標(biāo)以及MLC老化指標(biāo)這兩者確定是否修 改所述SLC部分和所述MLC部分之中的至少一個的操作。
16. 如權(quán)利要求13所述的存儲設(shè)備，其中，所述老化指標(biāo)包含以下之中的一個或者多 個：針對每個分區(qū)（邏輯的或者SLC/MLC)單獨(dú)的或者平均的P/E塊計數(shù)；剩下的全部的塊 的數(shù)量；剩下的備用的數(shù)量/故障的塊的數(shù)量；基于ECC的位錯誤率（BER);編程/擦除時 間；CVD，狀態(tài)轉(zhuǎn)移電平。
17. 如權(quán)利要求13所述的存儲設(shè)備，其中，所述控制器被配置為基于所述老化指標(biāo)通 過以下處理確定是否修改所述SLC部分和所述MLC部分之中的至少一個的操作： 比較所述老化指標(biāo)與指示優(yōu)選的SLC損耗對MLC損耗的數(shù)據(jù)構(gòu)造；以及 基于所述比較確定修改所述操作。
18. 如權(quán)利要求17所述的存儲設(shè)備，其中，所述的指示優(yōu)選的SLC損耗對MLC損耗的數(shù) 據(jù)構(gòu)造包含指示損耗的數(shù)據(jù)，使得所述SLC部分與所述MLC部分在所述閃速存儲設(shè)備的壽 命結(jié)束時達(dá)到最大數(shù)量的P/E周期。
19. 如權(quán)利要求13所述的存儲設(shè)備，其中，所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少 一個的操作是基于參數(shù)的；并且 其中，控制器配置為通過改變所述參數(shù)的值，來修改所述SLC部分或者所述MLC部分之 中的至少一個的操作。
20. 如權(quán)利要求19所述的存儲設(shè)備，其中，所述參數(shù)包含關(guān)于從所述SLC部分至所述 MLC部分的冷數(shù)據(jù)驅(qū)逐的閾值。
21. 如權(quán)利要求19所述的存儲設(shè)備，其中，所述參考包含用于確定是否將主機(jī)數(shù)據(jù)寫 入到所述MLC部分或者所述SLC部分中的一個或多個閾值。
22. 如權(quán)利要求13所述的存儲設(shè)備，其中，所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少 一個的操作是基于多個參數(shù)的；并且 其中，所述控制器還被配置為確定所述多個參數(shù)之中的一個或者多個以便進(jìn)行修改； 并且 其中，所述控制器還被配置為通過修改所確定的所述多個參數(shù)之中的一個或者多個來 修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一個的操作。
23. 如權(quán)利要求22所述的存儲設(shè)備，其中，所述閃速存儲設(shè)備的老化指標(biāo)包含所述SLC 部分或者所述MLC部分的部分或者全部的老化指標(biāo)；并且 其中，所述控制器被配置為基于所述SLC老化指標(biāo)以及所述MLC老化指標(biāo)確定所述多 個參數(shù)之中的一個或者多個以便進(jìn)行修改。
24. 如權(quán)利要求22所述的存儲設(shè)備，其中，所述控制器還被配置為選擇一個或者多個 值，用于所確定的所述多個參數(shù)之中的一個或者多個；并且 其中，所述控制器被配置為修改所確定的所述多個參數(shù)之中的一個或者多個包含使用 所選擇的一個或者多個值以修改所確定的所述多個參數(shù)之中的一個或者多個。
【文檔編號】G06F12/02GK104126178SQ201280070336
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】J.陳, S.A.格羅貝茨, S.斯普羅斯 申請人:桑迪士克科技股份有限公司