[发明专利]非易失性存储器的存储器回收方法

说明书

本申请涉及一种非易失性存储器的存储器回收方法。包括：a)提供一种固态硬盘，固态硬盘连接至主机，固态硬盘包括多个三阶储存单元区块及多个单阶储存单元区块；b)读取三阶储存单元区块中3M个三阶储存单元页；c)搬移三阶储存单元区块中的有效数据至至少一个空白三阶储存单元区块；d)发送1页的主机程序命令至主机；e)重复步骤b)到步骤d)直到8个三阶储存单元区块中的有效数据搬移完毕；f)读取单阶储存单元区块中1个单阶储存单元页；g)搬移单阶储存单元区块中的有效数据至至少一个空白三阶储存单元区块；h)发送α页的主机程序命令到主机；及i)重复步骤f)到h)直到单阶储存单元区块中的有效数据搬移完毕。

技术领域

本申请涉及非易失性存储器技术领域，特别是涉及一种非易失性存储器的存储器回收方法。

背景技术

对于传统由大量非易失性存储单元组成的固态硬盘而言，针对没使用的非易失性存储单元进行存储器回收是很重要的，并可改善固态硬盘的运作。以一个三阶储存单元(Triple-Level Cell，TLC)固态硬盘为例，所述三阶储存单元固态硬盘可以由几个颗粒(die)组成，每个颗粒中有数个平面(plane)。一个平面中包含了数千个区块(block)而每一区块有几百页(page)。一页可储存4KB到8KB的数据，也正是一台主机进行存取的基本单元。主机通常通过逻辑区块地址而对固态硬盘(Logical Block Address，LBA)进行存取。当主机的操作系统发送命令将页的数据写入特定的逻辑区块地址时，它实际上被编程(program)到相应的物理页中。由于固态硬盘的工作机制，如果需要将数据更新或存储到相同的逻辑区块地址时，新的数据将不会被编程到相同的物理页中。相反地，未使用或已删除的页将用来进行编程。原始物理页中的数据变成无效，等待擦除以供进一步使用。逻辑区块地址和有效物理页之间的当前映像是非常重要的。如果映射有问题，则存储的数据将丢失。

固态硬盘控制器响应于从主机访问逻辑区块地址的请求，来处理对物理页中的数据的存取。如果固态硬盘是新的，由于存在大量未使用的物理页，因此写入速度很快。经过一段时间使用后，写入的速度变慢，这是因为需要擦除某些区块以为写入命令提供未编程的物理页。在擦除使用过的区块之前，会出现这样的问题：如何处理区块中的有效数据。解决此问题的一种实用方法是收集有用数据并在擦除之前将它们移动到保留区块，这就是所谓的存储器回收。擦除的区块可进一步被选来当作保留区块，这通常通过耗损平均技术来完成，可确保不会过度使用区块以减少其寿命。然而，随着固态硬盘的被使用过的容量接近其最大值，存储器回收就变得很难。没有更多的物理区块可用于存储器回收，且考虑到耗损平均，数据还需要经常移动，写入速度会遇到瓶颈。幸运的是，固态硬盘制造商经常为这种情况提供预留空间(Over Provisioning，OP)。预留空间是主机通过逻辑区块地址看不到的额外物理存储容量，但可以由固态硬盘控制器使用。通常来说，16个单元中的一个可以是预留空间单元。

另一方面，固态硬盘的主流是使用三阶储存单元。相较于单阶储存单元(SingleLevel Cells，SLC)，三阶储存单元具有低成本的显着优点，同时具有较低的访问速度和较少的擦除次数。为了加快三阶储存单元固态硬盘的访问速度，三阶储存单元中可以混存一定数量的单阶储存单元，三阶储存单元中可以混存一定数量的单阶储存单元的特征可以很好地增强三阶储存单元固态硬盘的性能。然而，它使存储器回收因为三阶储存单元和单阶储存单元的性质以及预留空间的应用而变得复杂。因此，需要一种创新的存储器回收方法，特别是当固态硬盘几乎是存满了有效数据时，还是可行的一种存储器回收方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种非易失性存储器的存储器回收方法。