[发明专利]非易失性存储器装置及其损耗平均方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非易失性存储器，且特别涉及一种非易失性存储器装置及其损耗平均(wear leveling)方法。

背景技术

快闪存储器(flash memory)是一种可编程(programmable)的只读存储器(read only memory，ROM)，其允许被多次的抹除并更新所存储的数据。这种快闪存储器在现今的电子产品中的应用非常广泛，常见在存储卡及随身盘等作为数字电子产品间交换数据的媒介。

通常，快闪存储器被划分成多个数据块(block)，而每一个数据块中又被细分为许多容量相同的数据页(page)。在此，快闪存储器存在着一个限制，就是在当对快闪存储器进行数据的更新时，必须需针对要被更新的地址所在的数据块进行抹除的动作后，再把新的数据写入。然而，快闪存储器中的每一个数据块进行数据抹除是有一定的寿命(抹除次数)的限制。为了有效提升快闪存储器的使用寿命，现有技术提出一种所谓的损耗平均(wear leveling)的技术来使每个数据块的抹除次数能够较为平均。

请参照图1～图3，图1～图3现有的快闪存储器的损耗平均存取方法的示意图。在图1中，快闪存储器110依据其实体块地址(physical block address)PBA0～PBA767分成3个分区，实体块地址亦称为实体地址或者物理地址。其中，实体块地址PBA0～PBA255为第一分区DIV0，实体块地址PBA256～PBA511为第二分区DIV1，而实体块地址PBA512～PBA767为第三分区DIV2。然后，针对第一分区DIV0依据逻辑块地址LBA0～LBA255建立对应查找表120。由于第一分区DIV0包括256个数据块(每一个实体块地址表示对应一个数据块)。其中，对应查找表120存储的数据代表逻辑块地址(logical block address)及实体块地址的对应关系。在图1中，逻辑块地址LBA0与实体块地址PBA0相对应。

接着请参照图2，现有的损耗平均技术还包括建立空白阵列区130，空白阵列区130记录未被写入数据的数据块的实体块地址。在图2中，图中左侧的对应查找表120皆为空白(未被写入)，而图中左侧的空白阵列区130则记录出所有的实体块地址PBA0～PBAN皆为空白。然而在执行存取命令210后，由于逻辑块地址LBA0～LBA2要被写入，因此，快闪存储器依据空白阵列区130的记录提供实体块地址PBA0、PBA1、PBA2分别对应逻辑块地址LBA0、LBA1、LBA2以存储数据。也因此，图2右侧的对应查找表120对应逻辑块地址LBA0、LBA1、LBA2的存储栏位分别存入实体块地址PBA0、PBA1、PBA2。而图2右侧的空白阵列区130也移除了原先实体块地址PBA0、PBA1、PBA2的记录。

接着继续参照图3，此时执行存取命令310以针对逻辑块地址LBA1、LBA2进行数据的更新。依据空白阵列区130(如图3左侧)来提供实体块地址PBA3、PBA4来存入要更新至逻辑块地址LBA1、LBA2的数据。并且将实体块地址PBA0、PBA1清除，并加入空白阵列区130(如图3右侧所示)。

此种现有的损耗平均技术因为对应查找表120与快闪存储器的实体块地址必须一对一存在，而需要相当大的存储空间，而空白阵列区130也需要多的存储空间。换言之，此种现有的损耗平均技术是需要较高的成本的。

发明内容

本发明提供一种非易失性存储器装置及其损耗平均方法，可有效平均非易失性存储器中的各块的历史程序化次数，以延长非易失性存储器的使用寿命。

本发明提出一种非易失性存储器的损耗平均方法，首先，将非易失性存储器的多个实体块地址分割出一数据存储区及一空白阵列区。接着，比较空白阵列区中多个数据块的历史程序化次数。之后，将空白阵列区中历史程序化次数最大的数据块改配置在该数据存储区，以及将数据存储区中多个数据块之的一改配置在该空白阵列区。

在本发明的一实施例中，当数据存储区需要被写入一更新数据时，空白阵列区被用来存放更新数据。

本发明提出一种存储器装置，包括一非易失性存储器以及一控制器。控制器耦接非易失性存储器。控制器将非易失性存储器分割出一数据存储区及一空白阵列区。当控制器进行一损耗平均方法时，所述损耗平均方法包括：比较空白阵列区中多个数据块的历史程序化次数，以将空白阵列区中历史程序化次数最大的数据块改配置在该数据存储区，以及将数据存储区中多个数据块的一者改配置在该空白阵列区。