存储器装置及其操作方法、存储器系统及其操作方法与流程

专利检索2025-05-19  32


本公开涉及半导体,尤其涉及一种存储器装置及其操作方法、存储器系统及其操作方法。


背景技术:

1、存储器装置是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。作为一种典型的非易失性半导体存储器,nand(not-and,与非型)闪存器由于具有较高的存储密度、可控的生产成本、合适的编擦速度及保持特性,已经成为存储市场中的主流产品。

2、随着对存储器装置要求的不断提高,如何延长存储器装置的使用寿命成为本领域现阶段亟需解决的技术问题之一。


技术实现思路

1、根据本公开实施例的第一方面,提供了一种存储器系统,所述存储器系统包括存储器装置以及与所述存储器装置耦接的存储器控制器;所述存储器装置包括多个虚拟存储块,多个所述虚拟存储块被划分为系统区以及用户区,所述系统区包括第一预留区,所述用户区包括第二预留区;

2、所述存储器控制器被配置为:

3、获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值;

4、根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

5、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

6、获取在第一时段内的第一比值以及第二比值,所述第一比值为所述系统区的虚拟存储块总共擦除次数的值与系统区的虚拟存储块总共能够被擦除次数上限的值的比值,所述第二比值为所述用户区的虚拟存储块总共擦除次数的值与用户区的虚拟存储块总共能够被擦除次数上限的值的比值;或者,获取在第一时段内所述系统区虚拟存储块的平均擦除次数的值以及所述用户区虚拟存储块的平均擦除次数的值;

7、根据所述第一比值或者所述系统区的平均擦除次数的值,确定所述系统区的磨损值;根据所述第二比值或者所述用户区的平均擦除次数的值,确定所述用户区的磨损值。

8、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

9、当所述系统区的磨损值与所述用户区的磨损值差值的绝对值大于预设值时,对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

10、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

11、当所述系统区的磨损值与所述用户区的磨损值差值的绝对值小于预设值时,不对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

12、上述方案中,当所述磨损值为虚拟存储块总共擦除次数的值与总共能够被擦除次数上限的值的比值时,所述预设值的范围为1%-10%。

13、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

14、当所述系统区的磨损值大于所述用户区的磨损值时;将所述第二预留区的部分虚拟存储块分配给所述第一预留区;

15、当所述系统区的磨损值小于所述用户区的磨损值时;将所述第一预留区的部分虚拟存储块分配给所述第二预留区。

16、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

17、在对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配之前,根据所述系统区的磨损值与所述用户区的磨损值差值的绝对值的大小,确定需要被分配的虚拟存储块的数量。

18、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

19、在确定需要被分配的虚拟存储块的数量之后,确定所述系统区和所述用户区中磨损值较小一者的预留区中存在空闲的虚拟存储块,且空闲的虚拟存储块的数量大于等于需要被分配的虚拟存储块的数量。

20、上述方案中,所述第一预留区以及所述第二预留区用于以下至少之一:

21、坏块管理、垃圾回收、磨损平衡。

22、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

23、当所述存储器系统处理空闲状态时,获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值。

24、上述方案中,所述存储器控制器被配置为:

25、获取在第一时刻所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值,并获取第二时刻所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值;

26、获取所述系统区在所述第二时刻的磨损值与所述系统区在所述第一时刻的磨损值的差值的绝对值为第一差值,并获取所述用户区在所述第二时刻的磨损值与所述用户区在所述第一时刻的磨损值的差值的绝对值为第二差值;

27、根据所述第一差值以及所述第二差值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

28、上述方案中,所述系统区中虚拟存储块的每个存储单元以第一比特数进行读写操作,所述用户区中虚拟存储块的每个存储单元以第二比特数进行读写操作,所述第一比特数小于所述第二比特数。

29、上述方案中,所述存储器系统包括存储卡或固态硬盘。

30、根据本公开实施例的第二方面,提供了另一种存储器系统,所述存储器系统包括存储器装置,所述存储器装置包括多个虚拟存储块,多个所述虚拟存储块被划分为系统区以及用户区,所述系统区包括第一预留区,所述用户区包括第二预留区;

31、所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值差值的绝对值小于预设值。

32、上述方案中,所述磨损值包括虚拟存储块总共擦除次数的值与虚拟存储块总共能够被擦除次数上限的值的比值;或者,虚拟存储块的平均擦除次数的值。

33、上述方案中,当所述磨损值为虚拟存储块总共擦除次数的值与总共能够被擦除次数上限的值的比值时,所述预设值的范围为1%-10%。

34、上述方案中,所述第一预留区以及所述第二预留区用于以下至少之一:

35、坏块管理、垃圾回收、磨损平衡。

36、根据本公开实施例的第三方面,提供了一种存储器装置,所述存储器装置包括存储器阵列以及与所述存储器阵列耦接的外围电路;所述存储器装置包括多个虚拟存储块,多个所述虚拟存储块被划分为系统区以及用户区,所述系统区包括第一预留区,所述用户区包括第二预留区;

37、所述外围电路被配置为:

38、获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值;

39、根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

40、根据本公开实施例的第四方面,提供了一种存储器系统的操作方法,所述方法包括:

41、获取在第一时段内系统区的磨损值以及用户区的磨损值;

42、根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

43、上述方案中,所述获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值,包括:

44、获取在第一时段内的第一比值以及第二比值,所述第一比值为所述系统区的虚拟存储块总共擦除次数的值与系统区的虚拟存储块总共能够被擦除次数上限的值的比值,所述第二比值为所述用户区的虚拟存储块总共擦除次数的值与用户区的虚拟存储块总共能够被擦除次数上限的值的比值;或者,获取在第一时段内所述系统区虚拟存储块的平均擦除次数的值以及所述用户区虚拟存储块的平均擦除次数的值;

45、根据所述第一比值或者所述系统区的平均擦除次数的值,确定所述系统区的磨损值;根据所述第二比值或者所述用户区的平均擦除次数的值,确定所述用户区的磨损值。

46、上述方案中,所述根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配,包括:

47、当所述系统区的磨损值与所述用户区的磨损值差值的绝对值大于预设值时,对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

48、上述方案中,所述根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配,包括:

49、当所述系统区的磨损值与所述用户区的磨损值差值的绝对值小于预设值时,不对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

50、上述方案中,当所述磨损值为虚拟存储块总共擦除次数的值与总共能够被擦除次数上限的值的比值时,所述预设值的范围为1%-10%。

51、上述方案中,所述方法还包括:

52、当所述系统区的磨损值大于所述用户区的磨损值时;将所述第二预留区的部分虚拟存储块分配给所述第一预留区;

53、当所述系统区的磨损值小于所述用户区的磨损值时;将所述第一预留区的部分虚拟存储块分配给所述第二预留区。

54、上述方案中,所述方法还包括:

55、在对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配之前,根据所述系统区的磨损值与所述用户区的磨损值差值的绝对值的大小,确定需要被分配的虚拟存储块的数量。

56、上述方案中,所述方法还包括:

57、在确定需要被分配的虚拟存储块的数量之后,确定所述系统区和所述用户区中磨损值较小一者的预留区中存在空闲的虚拟存储块,且空闲的虚拟存储块的数量大于等于需要被分配的虚拟存储块的数量。

58、上述方案中,所述第一预留区以及所述第二预留区用于以下至少之一:

59、坏块管理、垃圾回收、磨损平衡。

60、上述方案中,所述获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值,包括:

61、当所述存储器系统处理空闲状态时,获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值。

62、上述方案中,所述获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值,包括:

63、获取在第一时刻所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值,并获取第二时刻所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值;

64、获取所述系统区在所述第二时刻的磨损值与所述系统区在所述第一时刻的磨损值的差值的绝对值为第一差值,并获取所述用户区在所述第二时刻的磨损值与所述用户区在所述第一时刻的磨损值的差值的绝对值为第二差值;

65、所述根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配,包括:

66、根据所述第一差值以及所述第二差值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

67、上述方案中,所述系统区中虚拟存储块的每个存储单元以第一比特数进行读写操作,所述用户区中虚拟存储块的每个存储单元以第二比特数进行读写操作,所述第一比特数小于所述第二比特数。

68、根据本公开实施例的第五方面,提供了一种存储器装置的操作方法,所述方法包括:

69、获取在第一时段内系统区的磨损值以及用户区的磨损值;

70、根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

71、本公开实施例提供了一种存储器装置及其操作方法、存储器系统及其操作方法,所述存储器系统的操作方法包括:获取在第一时段内系统区的磨损值以及用户区的磨损值;根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。本公开实施例中,获取在第一时段内系统区的磨损值以及用户区的磨损值,并根据系统区的磨损值以及用户区的磨损值的对比结果,确定是否对系统区的第一预留区和用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配,也就是说,本公开实施例中系统区的第一预留区以及用户区的第二预留区的大小是根据系统区以及用户区的具体使用情况进行动态调整的,这样使得存储器系统中的系统区和用户区可以适应各种场景下的不同需求,使存储器系统中的系统区的磨损值和用户区的磨损值在各种应用场景下均能保持较小的差距,使得系统区以及用户区达到磨损均衡,从而可以提升存储器系统的随机写入性能,改善写放大,提升耐久度,提高总写入数据量,从而使得可以延长存储器系统的使用寿命。


技术特征:

1.一种存储器系统,其特征在于,所述存储器系统包括存储器装置以及与所述存储器装置耦接的存储器控制器;所述存储器装置包括多个虚拟存储块,多个所述虚拟存储块被划分为系统区以及用户区,所述系统区包括第一预留区,所述用户区包括第二预留区;

2.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

3.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

4.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

5.根据权利要求3或4所述的存储器系统,其特征在于,当所述磨损值为虚拟存储块总共擦除次数的值与总共能够被擦除次数上限的值的比值时,所述预设值的范围为1%-10%。

6.根据权利要求3所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

7.根据权利要求6所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

8.根据权利要求7所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

9.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述第一预留区以及所述第二预留区用于以下至少之一:

10.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

11.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器控制器被配置为:

12.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述系统区中虚拟存储块的每个存储单元以第一比特数进行读写操作,所述用户区中虚拟存储块的每个存储单元以第二比特数进行读写操作,所述第一比特数小于所述第二比特数。

13.根据权利要求1所述的存储器系统,其特征在于,所述存储器系统包括存储卡或固态硬盘。

14.一种存储器系统,其特征在于,所述存储器系统包括存储器装置,所述存储器装置包括多个虚拟存储块,多个所述虚拟存储块被划分为系统区以及用户区,所述系统区包括第一预留区,所述用户区包括第二预留区;

15.根据权利要求14所述的存储器系统,其特征在于,所述磨损值包括虚拟存储块总共擦除次数的值与虚拟存储块总共能够被擦除次数上限的值的比值;或者,虚拟存储块的平均擦除次数的值。

16.根据权利要求15所述的存储器系统,其特征在于,当所述磨损值为虚拟存储块总共擦除次数的值与总共能够被擦除次数上限的值的比值时,所述预设值的范围为1%-10%。

17.根据权利要求14所述的存储器系统,其特征在于,所述第一预留区以及所述第二预留区用于以下至少之一:

18.一种存储器装置,其特征在于,所述存储器装置包括存储器阵列以及与所述存储器阵列耦接的外围电路;所述存储器装置包括多个虚拟存储块,多个所述虚拟存储块被划分为系统区以及用户区,所述系统区包括第一预留区,所述用户区包括第二预留区;

19.一种存储器系统的操作方法,其特征在于,所述方法包括:

20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值,包括:

21.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配,包括:

22.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配,包括:

23.根据权利要求21或22所述的方法,其特征在于,当所述磨损值为虚拟存储块总共擦除次数的值与总共能够被擦除次数上限的值的比值时,所述预设值的范围为1%-10%。

24.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

27.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述第一预留区以及所述第二预留区用于以下至少之一:

28.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述获取在第一时段内所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值,包括:

29.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,

30.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述系统区中虚拟存储块的每个存储单元以第一比特数进行读写操作,所述用户区中虚拟存储块的每个存储单元以第二比特数进行读写操作,所述第一比特数小于所述第二比特数。

31.一种存储器装置的操作方法,其特征在于,所述方法包括:


技术总结
本公开实施例提供一种存储器系统及其操作方法、存储器装置及其操作方法,所述存储器系统的操作方法包括:获取在第一时段内系统区的磨损值以及用户区的磨损值;根据所述系统区的磨损值以及所述用户区的磨损值的对比结果,确定是否对所述系统区的第一预留区和所述用户区的第二预留区的虚拟存储块进行重新分配。

技术研发人员:刘京胜
受保护的技术使用者:长江存储科技有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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