[发明专利]用于动态确定以执行读取回收操作的存储器装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于根据存储器的一个或多个条件来确定对存储器的读取操作的阈值数量的技术。如果存储器的读取操作的数量满足读取操作的阈值数量，则可以执行读取回收操作以保存存储在其中的数据。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月11日提交的申请号为62/1373,891、代理所档案号为098645-1020600-SK037-P、名称为“基于操作条件的动态SPRD”的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全部被共同地转让并且通过引用而明确地并入本文以用于所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于动态确定以执行读取回收操作的存储器装置及该存储器装置的操作方法。

背景技术

固态存储器被普遍地用于包括例如消费者电子装置(例如，蜂窝电话、照相机、计算机等)的各种电子系统和企业计算系统(例如，硬盘驱动器、随机存取存储器(RAM)等)中。由于延迟、吞吐量、抗冲击性、封装和其它考虑因素，固态存储器比机械存储器存储技术或其它存储器存储技术更受欢迎。存储在固态存储器装置中的数据可能随时间劣化。为了避免所存储的数据的劣化，可以执行读取回收(reclaim)操作。读取回收操作可以将数据从存储器中的一个位置复制到另一位置，以便保留数据。然而，每个读取回收操作可能影响存储器使用寿命和/或使用系统资源。因此，在固态存储器领域需要改进。

发明内容

本文公开了一种动态地评估何时将执行读取回收操作的技术。诸如闪速存储器的存储器可以被配置成根据存储器的存储器单元的充电状态在其中存储数据。充电状态可以被读取为分别对应于每个存储器单元的电压电平。随时间的推移和/或对于操作条件，存储在存储器单元中的数据可能随时间劣化。如果存储在存储器单元中的数据充分劣化，则存储在其中的数据可能由于数据变得不可恢复而受到损坏。此外，在某些存储器构造中，对一个存储器单元执行存储器操作(例如，读取写入)可能影响其它存储器单元。为了减缓存储器劣化，存储器控制器可以被配置成对存储器的存储器单元(例如，存储器单元的块或页面)周期性地执行读取回收操作。

存储在某些存储器单元内的数据可以基于存储器单元的操作条件而劣化降级。例如，对存储器单元执行的每个读取操作可以劣化存储器单元中的每一个的各个电荷。当对存储器单元执行读取操作时，读取操作引起的劣化可能累积。因此，确定何时对存储器单元执行读取回收操作的一种技术是用于确定读取操作的阈值数量，当满足该阈值数量时，其触发执行读取回收操作。然而，各种方法可以被用于确定用于执行读取回收操作的读取操作的阈值数量。例如，读取操作的阈值数量可以被选择以解决存储器单元的最坏情况(例如，寿命终止条件)，并且可以包括错误容限以确保在足够数量的读取操作下执行读取回收操作，从而防止存储器在其寿命终止之前被劣化。

每次存储器单元被写入时，存储器单元的寿命也可能劣化。此外，由于先进的存储器制造技术(例如，减小平版印刷特征尺寸、存储器单元的三维堆叠等)，由于读取操作或写入操作导致的存储器单元的劣化可能令人恼怒。因此，每个读取回收操作可以通过从存储器单元读取和/或写入存储器单元来使存储器单元的操作寿命减少。此外，每个读取回收操作可能消耗存储器控制器资源。例如，存储器控制器的处理器、缓冲器、总线带宽的周期或控制器的其它资源可以被消耗以执行每个读取回收操作。因此，确定何时执行读取回收操作可以平衡一些(有时相对的)结果。例如，确保存储器不会由于过多的存储器读取操作而损坏可以与由于执行过多的读取回收操作而影响存储器寿命平衡。

本发明公开了用于动态地确定何时执行读取回收操作的技术。通过动态地确定何时执行读取回收操作，可以避免多余的读取回收操作，从而通过减少不必要的读取操作或写入操作并且减轻存储器控制器在存储器单元之间的不必要的移动数据的负担来提高存储器的寿命。防止存储器控制器执行不必要的读取回收操作可以提高存储器控制器的性能和/或降低存储器控制器的功耗。通过使用公开的技术，必要数量的读取回收操作可以被动态地确定并且以适当的间隔执行，从而减缓存储器单元数据损坏。