[发明专利]储存单元管理方法、存储器控制器与存储器储存装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储器储存装置的储存单元管理方法，特别是涉及一种识别冷数据以管理储存单元的方法及使用此方法的存储器控制器与存储器储存装置。

背景技术

可重写式非易失性存储器（rewritable non-volatile memory）具有数据非易失性、省电、体积小与无机械结构等特性，故被广泛地应用于各种电子装置。一般来说，可重写式非易失性存储器具有多个存储器区块，且每一存储器区块包括多个页面。其中，存储器区块为数据抹除的最小单位，而页面则是数据写入的最小单位。虽然可重写式非易失性存储器具有上述优点，然而每一存储器区块的抹除次数是有限的。例如，存储器区块在抹除一万次后就会磨损，当存储器区块磨损导致储存容量的部分容量损失或性能明显退化时，会造成使用者所储存的数据遗失或无法储存数据等不利影响。

存储器区块的磨损取决于每一存储器区块中被编程（program）或抹除的次数。也就是，若一存储器区块仅被编程（或者写入）一次，尔后未被再次编程时，此存储器区块的磨损将相对地低。反之，若一存储器区块被重复地编程与抹除时，则此存储器区块的磨损就会相对地高。例如，当存取存储器区块的主机重复地使用相同逻辑区块地址来写入数据时，则可重写式非易失性存储器内的相同物理位置的存储器区块会被重复地写入与抹除。

当某些存储器区块被磨损而其他存储器区块相对地未磨损时，受磨损存储器区块的存在会降低可重写式非易失性存储器的性能。除了受磨损存储器区块本身性能的退化之外，可重写式非易失性存储器整体的性能亦会降低。也就是，当可重写式非易失性存储器发生超过一阈值数的受磨损存储器区块时，即使仍有其他存储器区块未磨损，此可重写式非易失性存储器仍会被判定为无法再使用。当实质上未磨损存储器区块被视为无法使用时，将会造成资源实际上的浪费。

为了增加可重写式非易失性存储器的寿命，会尽可能平均地使用其中的存储器区块。一般来说，可重写式非易失性存储器的存储器区块会区分为数据区与闲置区，传统平均磨损（wear-leveling）的方法是在可重写式非易失性存储器每执行一段固定的时间后，便将数据区中的存储器区块与闲置区中的存储器区块交换，以期让在数据区中抹除次数较少的存储器区块可被交换至闲置区以供编程（或写入）使用。

在将数据区中抹除次数较少的存储器区块交换至闲置区时，通常会从闲置区中选择具有较高抹除次数的存储器区块交换至数据区，但倘若此存储器区块储存的数据属于频繁更新的数据，则此存储器区块很可能在数据更新时再次被关联至闲置区。然而，在下一次需执行平均磨损时，已再被关联至闲置区的这个存储器区块因其具有抹除次数高于其他存储器区块，而再次被交换至数据区的机会将远比其他存储器区块高出许多。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种存储器储存装置，其存储器控制器与储存单元管理方法，其能避免物理单元的抹除次数不平均，以延长存储器储存装置的使用寿命。

本发明提出一种储存单元管理方法，用以管理可重写式非易失性存储器模块中的多个物理单元。此方法包括配置数个逻辑单元以映射部分的物理单元。判断可重写式非易失性存储器模块中是否存在冷数据（cold data）。若判定可重写式非易失性存储器模块中不存在冷数据，则对所有物理单元执行第一平均磨损程序，若判定可重写式非易失性存储器模块中存在冷数据，则对所有物理单元执行第二平均磨损程序。

在本发明的一范例实施例中，其中上述物理单元至少分组为数据区与闲置区，在判断可重写式非易失性存储器模块中是否存在冷数据的步骤包括在数据区与闲置区之间执行物理单元交换时，记录第一存储器抹除次数，其中第一存储器抹除次数为属于闲置区的一特定物理单元被交换至数据区时，可重写式非易失性存储器模块的目前存储器抹除次数。随着可重写式非易失性存储器模块的使用更新可重写式非易失性存储器模块的存储器抹除次数。当特定物理单元被再次关联至闲置区时，取得可重写式非易失性存储器模块在此时的存储器抹除次数以作为第二存储器抹除次数。将第一与第二存储器抹除次数之间的差值与预定值进行比较。若差值小于或等于预定值，则判定可重写式非易失性存储器模块中不存在冷数据。若差值大于预定值，则判定可重写式非易失性存储器模块中存在冷数据。

在本发明的一范例实施例中，其中预定值为物理单元的总数。