[发明专利]存储器管理与写入方法、存储器控制器与存储器存储系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种存储器管理与写入方法，且特别是有关于一种用于管理可复写式非易失性存储器的存储器管理与写入方法以及使用此方法的存储器控制器与存储系统。

背景技术

数码相机、手机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对存储媒体的需求也急速增加。由于可复写式非易失性存储器(rewritable non-volatilememory)具有数据非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合可携式应用，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可复写式非易失性存储器作为存储媒体的存储装置。由于可复写式非易失性存储器体积小容量大，所以已广泛用于个人重要数据的存储。因此，近年可复写式非易失性存储器产业成为电子产业中相当热门的一环。

以快闪存储器模组作为存储媒体的存储装置为例，快闪存储器模组的存储器单元具有多个实体区块(physical block)，且每一实体区块具有多个实体页面(physical page)，其中在实体区块中写入数据时必须依据实体页面的顺序依序地写入数据。此外，已被写入的实体页面并需先被抹除后才能再次被写入。特别是，实体区块为抹除的最小单位，并且实体页面为程序化(亦称写入)的最小单元。因此，在快闪存储器模组的管理中，实体区块会被区分为数据区与备用区。数据区的实体区块是用以存储主机系统所存储的数据。而备用区的实体区块是用以轮替数据区中的实体区块。因此，在备用区中的实体区块为空或可使用的单元，即无记录数据或标记为已没用的无效数据。也就是说，数据区与备用区的实体区块是以轮替方式来存储主机系统所写入至存储装置的数据。例如，当主机系统欲将数据写入至存储装置时，存储装置的存储器管理电路会识别在数据区中欲被更新的实体区块，并且从备用区中提取实体区块以替换此欲被更新的实体区块来写入数据。具体来说，存储装置的存储器管理电路会将在此欲被更新的实体区块中的有效数据复制至所提取的实体区块中，将欲写入的数据写入至所提取的实体区块中，并且将已写入数据的实体区块关联至数据区。此外，欲被更新的实体区块会被执行抹除运作并且关联至备用区。

特别是，在快闪存储器模组具有多个存储器单元并且这些存储器单元以独立的数据输入/输出总线(Data Input/Output Bus)传输数据的例子中，存储器单元的实体区块会被分组为实体单元并且以实体单元为单位来进行管理。具体来说，实体单元分别是由每一存储器单元的一个对应实体区块所组成。例如，在快闪存储器模组具有第一存储器单元与第二存储器单元的例子中，第一存储器单元的一个对应实体区块与第二存储器单元的一个对应实体区块会固定地被分组为一个实体单元。并且，在将实体区块分组为上述数据区与备用区的运作和写入运作中，存储器管理电路是以实体单元为单位来进行，由此减少管理存储器模组所需的资源。此外，通过多个数据输入/输出总线同时写入数据至一个实体单元内的多个实体区块亦可有效地提升数据写入速度。

随着半导体制程的进步，实体区块中每一个实体页面的容量越来越大。然而，在将固态硬盘作为主机系统的主硬盘的应用中，主机系统所写入的连续数据的大小往往小于一个实体页面，因此在执行写入指令时存储器管理电路需花费较长的时间执行上述复制有效数据的运作，而影响存储装置的效能。

此外，实体区块的写入次数是有限的。然而，在上述以实体单元为单位的管理架构中，当主机系统仅在一个实体单元的其中一个实体区块中写入数据时，存储器管理单元仍需以实体单元为单位来进行数据的抹除。基此，实体区块的写入次数会因执行上述复制有效数据而快速地增加，以致于缩短存储装置的寿命。

发明内容

本发明提供一种存储器管理与写入方法，其能够缩短执行写入指令的时间并且延长存储器模组的寿命。

本发明提供一种存储器控制器，其能够缩短执行写入指令的时间并且延长存储器模组的寿命。

本发明提供一种存储器存储系统，其能够缩短执行写入指令的时间并且延长存储器模组的寿命。