[发明专利]数据存储方法、存储器控制器与存储器存储装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可复写式非易失性存储器模块的数据存储方法及使用此方法的存储器控制器与存储器存储装置。

背景技术

数字相机、手机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对存储介质的需求也急速增加。由于可复写式非易失性存储器(rewritable non-volatile memory)具有数据非挥发性、省电、体积小、无机械结构、读写速度快等特性，最适于便携式电子产品，例如笔记型计算机。固态硬盘就是一种以快闪存储器模块作为存储介质的存储装置。因此，近年快闪存储器产业成为电子产业中相当热门的一环。

快闪存储器模块具有多个物理区块(physical block)，且每一物理区块具有多个物理页面(physical page)，其中在物理区块(实体区块)中写入数据时必须依据物理页面(实体页面)的顺序依序地写入数据。此外，已被写入数据的物理页面必需先被抹除后才能再次用于写入数据。特别是，物理区块为抹除的最小单位，并且物理页面为编程(亦称写入)的最小单元。因此，一般来说，在快闪存储器模块的管理中，物理区块至少会被区分为数据区(data area)与闲置区(spare area)。

数据区的物理区块(亦称为数据物理区块)是用以存储主机系统所存储的数据。具体来说，快闪存储器装置的存储器管理电路会将主机系统所存取的逻辑地址映射至数据区的物理区块的物理页面。也就是说，在快闪存储器模块的管理中，数据区的物理区块是被视为已被使用的物理区块(例如，已存储主机系统所写入的数据)。例如，存储器管理电路会使用逻辑地址-物理地址映射表来记载逻辑地址与数据区的物理区块的物理页面之间的映射关系，以利存取。

闲置区的物理区块(亦称为闲置物理区块)是用以轮替数据区中的物理区块。具体来说，如上所述，已写入数据的物理区块必须被抹除后才可再次用于写入数据，而闲置区的物理区块的物理页面是被设计用于写入更新数据以替换原先映射逻辑地址的物理页面。基此，在闲置区中的物理区块为空或可使用的物理区块，即无记录数据或标记为已没用的无效数据。

具体来说，当主机系统欲更新一个逻辑地址上的数据时，快闪存储器装置的存储器管理电路从闲置区中提取一个空的物理区块会作为暂时物理区块，将更新数据写入至此暂时物理区块的一个物理页面，将此逻辑地址重新映射至此写入更新数据的物理页面，并且将原先映射此逻辑地址的物理页面标记为无效。当暂时物理区块被写满数据时，此作为此暂时物理区块的物理区块会被关联至数据区并且另一个空的空的物理区块会从闲置区中被提取作为暂时物理区块。特别是，当闲置区的物理区块快耗尽时，快闪存储器装置的存储器管理电路就必须从数据区中回收存储无效数据的物理区块。然而，由于主机系统是以逻辑地址来进行写入，并且主机系统写入数据至逻辑地址时经常不会依据逻辑地址的顺序来写入。因此，如何快速地从数据区中搬移有效数据以腾出可用的物理区块，是此领域技术人员所致力的目标。

发明内容

本发明提供一种数据存储方法、存储器控制器与存储器存储装置，其能够有效地提升数据写入运作的效能。

本发明一范例实施例提出一种数据存储方法，用于可复写式非易失性存储器模块，此可复写式非易失性存储器模块具有多个物理抹除单元(实体抹除单元)并且每一物理抹除单元具有多个物理编程单元。本数据存储方法包括：将至少部分的这些物理抹除单元逻辑地分组成数据区与闲置区；从闲置区的物理抹除单元中选择第一物理抹除单元作为第一数据搜集单元；并且从闲置区的物理抹除单元中选择第二物理抹除单元作为第二数据搜集单元。本数据存储方法还包括：从主机系统接收写入数据；将此写入数据写入至作为第一数据搜集单元的第一物理抹除单元的物理编程单元中。本数据存储方法还包括执行数据整理运作，其中此数据整理运作包括从数据区中选择第三物理抹除单元，将第三物理抹除单元中的有效数据搬移至作为冷第一数据搜集单元的第二物理抹除单元的物理(实体)编程(程序化)单元中，并且将该第三物理抹除单元关联至该闲置区。在此，第二数据搜集单元的物理编程单元被写入属于多个非连续逻辑地址的数据。

在本发明的一实施例中，上述的数据存储方法，还包括：当第一数据搜集单元被写满数据时，将作为第一数据搜集单元的第一物理抹除单元关联至数据区并且从闲置区的物理抹除单元中重新选择另一物理抹除单元作为第一数据搜集单元。

在本发明的一实施例中，上述的数据存储方法，还包括：当第二数据搜集单元被写满数据时，将作为第二数据搜集单元的第三物理抹除单元关联至数据区并且从闲置区的物理抹除单元中重新选择另一物理抹除单元作为第二数据搜集单元。