[发明专利]存取一快闪存储器的装置、方法及平均地使用该快闪存储器的区块的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种存取一快闪存储器(flash memory)及方法、及平均地使用该快闪存储器的区块的方法。

背景技术

近年来，诸如SD/MMC、CF、MS、XD卡等可携式存储器装置被广泛地用于诸多应用中。图1是绘示现有存储器装置的方块图。存储器装置10包含一存储器控制器11与一非挥发性快闪存储器12。存储器控制器11包含一界面逻辑110、一挥发性缓冲存储器112、一控制逻辑114以及一微处理器116，其中界面逻辑110用以与一主机(图未绘示)传输数据，挥发性缓冲存储器112则用以暂时储存正写入或正读取自非挥发性快闪存储器12的数据。这些电路单元110、112、114及116相互连接并受控于微处理器116。非挥发性快闪存储器12包含多个单元(标记为区块)以及只有于清除之后方能直接覆写的数据区块(标记为被写入区块)。换言的，只有空区块可被写入。

然而，快闪存储器12的各该区块只能被清除一定次数，此称为耐久次数(endurance times)。举例而言，一个区块只能被清除几万次，此后便无法再被进一步清除，使该区块不再可用。当快闪存储器12具有无法被清除的区块时，无论其是否存在任何其它可被清除的区块，都仅能被读取或者无法使用。一般而言，单级单元(single-level-cell)快闪存储器的区块可被清除十万次，而多级单元(multi-level-cell)快闪存储器的区块只能被清除一万次。

图2是绘示一用以将逻辑地址链接至实体地址的链接表20。链接表20可被储存于缓冲存储器112或控制逻辑114中。链接表20表示由主机所传送逻辑地址与快闪存储器12的各区块的实体地址之间的关系。链接表20包含对应于快闪存储器12中各该区块的清除次数。清除次数是表示区块已被清除或重新写入的次数。而对应于各该区块的清除次数是预设为0。

图3A～图3D是绘示现有平均抹写(wear-leveling)方法的示意图。于图3A中，假定快闪存储器12于区块0、区块1、区块2、区块3及区块4中具有数据，且一新数据有待写入或写入至快闪存储器12内以取代区块1的陈旧数据。首先清除区块1。使对应于区块1的清除次数递增1，并随后将新数据写入区块1中。而如图3B所示，储存于快闪存储器12的区块1中的数据发生变化，且区块1的清除次数变为“1”。如图3C中所示，应了解，当快闪存储器被长时间重新写入/存取之后，对应于频繁使用的区块的清除次数会比较大。例如，区块0的清除次数是500，区块1的清除次数是1000，区块2的清除次数是360，区块3的清除次数是410，区块4的清除次数是230等等。区块1的清除次数较大，是肇因于储存在区块1中的数据经常得到更新。清除次数较大亦意味着区块1中的数据是较热门数据。一旦新数据再次被写入于区块1中的逻辑地址(LA1)且区块1的清除次数已达到一默认值(例如1000)，便可通过搜最小清除次数而选择含有冷门数据的不常使用的区块4，以与区块1进行交换。首先，自区块4中读取不常使用的区块4中的冷门数据，并将其暂时储存于缓冲存储器112中，随后于区块1被清除后重新写入于区块4中。接着，于区块4亦被清除后，将新数据重新写入至区块4中。再接着，如图3D中所示，于查找表20中重新链接LA1、LA4、区块0及区块4间的关系。应注意，于交换之后，对应于区块1及区块4的清除次数亦递增1。借此，将对应于LA1的热门数据引导并写入至清除次数较小的区块4中，以防止区块1故障或失效。

然而，前段所述现有的平均抹写方法具有数种缺点。首先，所有区块的清除次数皆为绝对值，当运作平均抹写方法时将其记录于缓冲存储器12中需要使用许多位，且于将“空位(blank)”记录回存至快闪存储器12时，亦需要占用快闪存储器12的容量。第二，比较及搜寻清除次数较小的区块会极大地影响效能。第三，其代价是使清除次数最小的区块(即区块4)会被清除一次或多次。最重要的是，现有的平均抹写方法是一种粗糙的方法，无法充分利用每一区块。

因此，于存储器行业中需要一种用以管控快闪存储器的区块，使其的使用并更平均、充分、有效且低成本地利用区块的方式。

发明内容