[发明专利]基于保留漂移历史的非易失性存储器读取阈值最优化

说明书

本申请涉及基于保留漂移历史的非易失性存储器读取阈值最优化。SSD控制器动态调整NVM中的读取阈值以减少由于装置阈值电压分布偏移而导致的错误，因此改善了诸如SSD的存储子系统的性能、可靠性和/或成本。保留漂移时钟使用在一个或多个NVM芯片上的一个或多个参考页面(或ECC单元或块)作为随着时间/温度参考的读取阈值，并且使用这些值的函数作为(随着时间/温度)的漂移的测量。在一些初始时间，一个或多个参考页面被程序化且为一个或多个参考页面中的每一个测量初始读取阈值。在一些实施方式中，读取阈值在以下一个或多个中被平均：同一芯片上的所有参考页面；以及I/O装置中相同的一个或多个芯片中的所有参考页面。

本申请为发明名称为“基于保留漂移历史的非易失性存储器读取阈值最优化”的原中国发明专利申请的分案申请。原中国发明专利申请的申请号为CN201410046744.7；并且原中国发明专利申请的申请日为2014年2月10日。

相关申请的交叉引用

本申请的权益要求体现在所附的应用数据表、请求或传送中(如果有的话，根据需要而定)。在即时应用的类型允许的范围内，本申请为了所有的目的通过引用将以下申请结合于此，完成本发明时所有共同拥有的即时应用：

于2012年5月4日提交的第一指定发明者为Earl T COHEN以及题为“固态硬盘控制器中的0-1平衡管理”的美国非临时申请(案号：SF-11-02和序列号：13/464,433)；以及

于2013年2月10日提交的第一指定发明者为Earl T COHEN以及题为“基于保留漂移历史的非易失性存储器读取阈值最优化”的美国临时专利申请(案号：SF-11-19和序列号：61/762,955)。

技术领域

本发明涉及非易失性存储技术方面的进步，以提供改进的性能、效率以及使用效用。

背景技术

除非明确地确定为公开或众所周知，否则本文所提到的包括用于上下文、定义或比较目的的技术和原理不应当被解释为承认这些技术和原理是先前公知的或作为另外的现有技术的一部分。本文引用的包括专利、专利申请和出版物的所有参考文献(如果有)，通过引用将其全部内容结合于此以用于所有目的，而不管具体是否结合。

现将描述固态磁盘(SSD)控制器所使用的闪存的各个方面以部分地建立技术背景和部分建立在规格的平衡中使用的术语的先行词。SSD控制器从非易失性存储器(NVM)可读取数据的最小尺寸是“读取单元”，也就是由包括错误校正(如低密度奇偶校验(LDPC)码)保护的“读取单元”。在某些情况下，读取单元被称为“码字”。在一些实施方式中，每个读取单元包含约4K到约32K的用户数据位和错误校正开销。根据SSD控制器的命令，将这些位从NVM存储单元(例如，经由NVM存储单元的一个或多个部分的阵列存取)读取，可以保持每单元一个或多个位，而该读取将取决于如下所述的技术。在一些实施方式中，出于安全原因，SSD控制器在将数据写入NVM之前将该数据加密。在一些实施方式中，鉴于相对于长字符串的相同编程单元的电路设计的限制，SSD控制器在将数据写入NVM之前将数据加扰。

单独地考虑，每个单元都有对应于用于该单元的设备阈值电压的特定的存储(编程)电荷。虽然理想地NVM中的所有单元将具有相同的设备阈值电压以进行逻辑位值存储，而在实际中出于各种原因，设备的阈值电压沿着设备的阈值电压轴的形状上类似于高斯分布的概率分布(例如，“设备的阈值电压分布”)在整个单元中不同。

因此，考虑到大量单元(例如，读取单元)的聚集，因为每个单元存在状态(每单元每存储位有两种状态)，所以存在尽可能多的设备阈值电压分布(例如，高斯概率曲线)。即，对于每存储单元N位，存在2**N种状态和相同数量的设备阈值电压分布。一般情况下，NVM中的读取电路需要(2**N)-1个不同的读取阈值(通过V_READ(N-1)读取电压参考V_READ1)来在2**N种状态之间区分读取阈值。