[发明专利]存储器的分块管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体存储领域，特别是涉及一种存储器的分块管理方法。

背景技术

存储器内部包括存储体、各种逻辑部件以及控制电路等。存储体是数据存储的主要部分，其工作时首先将内部划分成很多存储单元（即存储块），每个存储块又包含若干个存储元件（或称存储基元或存储元），每个存储元件能寄存一位二进制代码“0”或“1”。存储器内部的分块机制对存储器的性能体现有很大的影响。根据各种存储器特点的不同采用不同的分块机制可以对存储器的使用寿命和磨损情况有较大的改善。

在当前的非易失性存储器市场中，FLASH一直占据统治地位。FLASH都是采用固定分块的管理策略，其具体实施方案为：将FLASH存储体分为容量固定大小一致的若干块，每个块又分为若干个物理页；FLASH的读和写都是以页为单位进行；但块是FLASH擦除操作的最小单位，对一个物理页进行重写之前，必须先对该页所在的块执行擦除操作。这样的机制会导致当某个有空闲页的块需要被更新时，虽然空闲页没有被更新，但是其写次数也会增加1，这样就浪费了一次写机会，使该空闲页不能被充分利用，增加了存储器的磨损程度。同时由于FLASH采用的是异地更新的方式，即在擦写过程中其并不在原数据块上进行更新，而是另找一个新的数据块重新写入，导致原数据块上的数据失效，数据块由有效变为无效。当无效数据块过多导致空闲空间不足时，就需要进行垃圾回收，即选出一些数据块，将其中的有效页面复制到其他位置，然后对这些数据块进行擦除操作，以回收这些数据块占用的空间，因此固定分块的管理策略需要更加有效的垃圾回收算法来支持。

虽然FLASH的固定分块策略实现比较简单，然而，基于电荷存储机制的FLASH存储器随工艺技术的拓展遇到了严重的技术瓶颈：由于FLASH存储器是利用浮栅中的电荷来存储数据的，因此在读写过程中的高能热电阻可能会引起存储器本身的损坏，大大影响器件的可靠性；同时，为避免器件之间的串扰，FLASH存储器需要对某一位数据进行擦除时，需要将整个数据块的数据擦除，这大大影响了存储器的速度，并且导致在65nm节点以下很难继续将器件缩小。DRAM存储器也面临着同样的问题。这些缺点大大限制了FLASH和DRAM在下一代非易失性存储器中的应用。下一代存储器需要满足以下条件：更快的读写速度、更大的存储容量以及更低的功耗。下一代非易失性存储器的候选技术分别为：铁电存储器（FRAM）、磁性存储器（MRAM）和相变存储器（PCRAM）。

而下一代非易失性存储器同样面临分块管理问题，因而，如何提出一种新的分块管理方法，既能适应不同非易失性存储器的使用要求，又能有效提高存储器的读写利用率，同时减少存储碎片的产生，实为本领域亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种存储器的分块管理方法，以实现存储器的磨损均衡，提高存储器中空闲页的利用率，减少存储碎片，进而提高芯片的使用寿命。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种存储器的分块管理方法，其至少包括步骤：

将存储器包含的各存储块均分为至少两个子存储块，并在每一子存储块中设置一记录空间；

基于每一子存储块的记录空间中的写次数来确定是否对子存储块进行拆分和/或对存储块进行合并；

对已确定拆分的子存储块进行拆分和/或对已确定合并的存储块进行合并。

优选地，基于一存储块的第一写次数不均衡性与拆分阈值的比较来确定是否对该存储块进行拆分；更为优选地，存储块的第一写次数不均衡基于该存储块包含的各子存储块的写次数中的最大者及最小者来确定。

优选地，基于存储块的第二写次数不均衡性与合并阈值的比较来确定是否对相邻存储块进行合并；更为优选地，存储块的第二写次数不均衡性基于该存储块与相邻存储块的写次数差异来确定，其中，存储块的写次数等于该存储块中的各子存储块的写次数中的最大者。

优选地，同一存储块中的各子存储块的存储容量相同。

优选地，存储器包括非易失性随机存储器等。

如上所述，本发明的存储器的分块管理方法，具有以下有益效果：可根据实际情况对存储块进行合并，又可对存储块进行拆分；实现灵活分块的管理，使空闲页被充分利用，防止空闲页的浪费，同时有效控制存储碎片的产生，提高芯片的使用寿命。

附图说明

图1显示为本发明的存储器的分块管理方法的一种优选流程图。

图2显示为本发明的存储器的分块管理方法的存储块拆分示意图。

图3显示为本发明的存储器的分块管理方法的另一种优选流程图。