[发明专利]用于快闪存储器的区块管理方法、快闪储存系统及控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于快闪存储器的区块管理方法，特别是涉及一种将快闪存储器的一部份作为快取(cache)的区块管理方法以及使用此方法的储存系统与控制器。 

背景技术

数字相机、手机相机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对储存媒体的需求也急速增加。由于快闪存储器(Flash Memory)具有数据非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合便携式应用，最适合使用于这类可携式由电池供电的产品上。固态硬盘就是一种以NAND快闪存储器作为储存媒体的储存装置。 

一般来说，快闪储存系统的快闪存储器会划分为多个物理区块(physcalblock)并且这些物理区块会分组为数据区(data area)与备用区(spare area)。归类为数据区的物理区块中会储存由写入指令所写入的有效数据，而备用区中的物理区块是用以在执行写入指令时替换数据区中的物理区块。具体来说，当快闪储存系统接受到主机的写入指令而欲对数据区的物理区块进行写入时，快闪储存系统会从备用区中提取一物理区块并且将在数据区中欲写入的物理区块中的有效旧数据与欲写入的新数据写入至从备用区中提取的物理区块并且将已写入新数据的物理区块关联为数据区，并且将原本数据区的物理区块进行擦除并关联为备用区。为了能够让主机能够顺利地存取以轮替方式储存数据的物理区块，快闪储存系统会提供逻辑区块给主机。也就是说，快闪储存系统会建立逻辑-物理区块对映表，并且在此表中记录与更新逻辑区块与数据区的物理区块之间的对映关系来反映物理区块的轮替，所以主机仅需要针对所提供逻辑区块进行写入而快闪储存系统会依据逻辑-物理区块对映表对所对映的物理区块进行读取或写入数据。 

然而，在快闪存储器工艺上的进步而使得每一物理区块的设计容量会 越来越大的同时，亦造成上述搬移有效旧数据的时间会相对的增加而降低系统的效能。特别是，在当快闪储存系统用作为安装计算机操作系统的储存媒体时，操作系统会经常性的存取特定数据(例如，文档配置表(FileAllocation Table，FAT)，频繁存取此类小文档的数据会使得执行搬移有效旧数据的时间更长且加速物理区块的磨损。因此，提升此类数据存取的效率与减少快闪存储器的物理区块的磨损是相当重要的。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种区块管理方法，其能够提升数据写入的效率并且避免物理区块的磨损以延长快闪存储器储存系统的寿命。 

此外，本发明提供一种控制器，其使用上述区块管理方法来管理快闪存储器，其能够提升数据写入的效率并且避免物理区块的磨损以延长快闪存储器储存系统的寿命。 

再者，本发明提供一种储存系统，其使用上述区块管理方法来管理快闪存储器，其能够提升数据写入的效率并且避免物理区块的磨损以延长快闪存储器储存系统的寿命。 

本发明提出一种区块管理方法，其适于管理快闪储存系统的快闪存储器，此区块管理方法包括将快闪存储器划分为快取区与储存区，并且将快取区划分为多个快取子区，其中该储存区分别具有多个物理区块且每一快取子区具有至少一个物理区块。此区块管理方法也包括配置多个逻辑区块，其中逻辑区块是对映储存区的物理区块。此方法还包括设定逻辑区块与所划分的快取子区的配置关系，其中每一逻辑区块对应快取子区的其中之一，其中当主机写入数据至逻辑区块时会先将数据暂存至逻辑区块对应的快取子区中。 

在本发明的一实施例中，上述区块管理方法还包括当至少其中一个快取子区已存满数据时将暂存在此已存满数据的快取子区中的数据写入至储存区中。 

在本发明的一实施例中，上述区块管理方法还包括当欲写入的逻辑区块对应的快取子区无空间可储存该数据时将数据暂存于其他快取子区中。 

在本发明的一实施例中，上述将逻辑区块对应快取子区的步骤包括依据当主机写入数据至逻辑区块时所有快取子区的目前使用率来分配逻辑区 块对应的快取子区。 

在本发明的一实施例中，上述区块管理方法还包括在逻辑-物理区块对映表中记录一快取标记以表示哪些逻辑区块的数据是暂存于快取子区中，以及建立一数据地址表以记录储存此逻辑区块的页面地址的数据的物理页面地址。 

在本发明的一实施例中，上述将快取区划分为快取子区的步骤包括将快取区划分为N个快取子区，且上述配置逻辑区块以供主机存取的步骤包括配置M个逻辑区块，其中N与M为正整数，以及上述将逻辑区块对应快取子区的步骤包括将第K逻辑区块对应第P快取子区，其中K为小于(M+1)的正整数并且P等于K除以N的余数。