主機輔助的存儲塊的壓縮的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及數(shù)據(jù)存儲，并具體地涉及使用主機系統(tǒng)資源的存儲器控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]多種類型的存儲器設備諸如閃存存儲器使用模擬存儲器單元的陣列來存儲數(shù)據(jù)。每個模擬存儲器單元均存儲一定量的模擬值，也稱為存儲值，諸如電荷或電壓。該模擬值表示存儲在單元中的信息。例如，在閃存存儲器中，每個模擬存儲器單元保持一定量的電荷。可能的模擬值的范圍通常被劃分成多個區(qū)間，每個區(qū)間對應于一個或多個數(shù)據(jù)位值。通過寫入與所期望的一個或多個位對應的標稱模擬值來將數(shù)據(jù)寫入模擬存儲器單元。
[0003]通常稱為單級單元(SLC)設備的一些存儲器設備在每個存儲器單元中存儲單個信息位，即，可以對每個存儲器單元進行編程以呈現(xiàn)兩種可能的編程級。通常稱為多級單元(MLC)設備的較高密度設備每存儲器單元存儲兩位或更多位，即，可以對其進行編程以呈現(xiàn)不止兩種可能的編程級。
[0004]例如，在2003年4月的IEEE論文集第91卷第4期第489-502頁，由Bez等人在“Introduct1n to Flash Memory”中描述了閃存存儲器設備，該文獻以引用方式并入本文。例如，在美國紐約州紐約市召開的1996年IEEE國際電子設備會議(IEDM)的論文集第169-172 頁，由 Eitan 等人在“Multilevel Flash Cells and their Trade-Offs”中描述了多級閃存單元和設備，該文獻以引用方式并入本文。該論文比較了幾種多級閃存單元，例如共接地、DINOR、AND、NOR 和 NAND 單元。
[0005]1999年9月21-24日在日本東京召開的1999年國際固態(tài)設備與材料(SSDM)研討會，其論文集第 522-524 頁，由 Eitan 等人在 “Can NROM, a 2-bit, Trapping Storage NVMCell, Give a Real Challenge to Floating Gate Cells ?”中描述了稱為氮化物只讀存儲器(NROM)的另一種類型的模擬存儲器單元，該文獻以引用方式并入本文。2002年2月3-7日在美國加利福尼亞州舊金山市召開的2002年IEEE國際固態(tài)電路會議(ISSCC2002)，其論文集第 100-101 頁，由 Maayan 等人在 “A 512Mb NROM Flash Data Storage Memory with8MB/s Data Rate”中也描述了 NROM單元，該文獻以引用方式并入本文。模擬存儲器單元的其他示例性類型是浮柵(FG)單元、鐵電RAM(FRAM)單元、磁性RAM(MRAM)單元、電荷擷取閃存(CTF)和相變狀1(?狀1，也稱為相變存儲器^^11)單元。例如，2004年5月16-19日，在塞爾維亞和黑山的尼斯召開的第24屆關(guān)于微電子學的國際會議(MIEL)，其論文集第I卷第 377-384 頁，由 Kim 和 Koh 在 “Future Memory Technology including Emerging NewMemories”中描述了 FRAM、MRAM和PRAM單元，該文獻以引用方式并入本文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文描述的本發(fā)明的實施例提供了一種用于在系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)存儲的方法，該系統(tǒng)包括主機和存儲器控制器，該存儲器控制器與主機分離并且將用于主機的數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器中。該方法包括將來自非易失性存儲器的一個或多個源塊從存儲器控制器傳送至主機以用于壓縮。通過將有效數(shù)據(jù)從源塊復制到一個或多個目標塊中而在主機中壓縮源塊。將目標塊從主機傳送至存儲器控制器，并且由存儲器控制器將目標塊存儲在非易失性存儲器中。
[0007]在一些實施例中，傳送源塊包括將源塊存儲在主機的隨機存取存儲器(RAM)中，并且壓縮源塊包括使用主機的處理器來生成目標塊并將該目標塊存儲在RAM中。在實施例中，復制有效數(shù)據(jù)包括執(zhí)行從源塊的讀取操作的第一序列以及然后執(zhí)行到目標塊的寫入操作的第二序列。
[0008]在所公開的實施例中，存儲目標塊包括更新邏輯到物理地址映射以指示目標塊在非易失性存儲器中的相應物理存儲位置。在另一個實施例中，傳送源塊包括向主機發(fā)送用于識別有效數(shù)據(jù)的指示，并且壓縮源塊包括基于該指示從源塊讀取有效數(shù)據(jù)。在另選的實施例中，傳送源塊包括僅將來自源塊的有效數(shù)據(jù)發(fā)送至主機。
[0009]在另一個實施例中，傳送源塊和目標塊包括通過第一物理接口發(fā)送源塊和目標塊，該第一物理接口與用于在存儲器控制器和主機之間交換存儲器訪問命令的第二物理接口是分離的。在另一個實施例中，傳送源塊和目標塊包括在不由主機執(zhí)行與源塊和目標塊的傳送有關(guān)的任何操作的情況下，由存儲器控制器發(fā)送源塊并獲取目標塊。
[0010]在一些實施例中，傳送源塊和目標塊包括通過公共物理接口發(fā)送源塊和目標塊，該公共物理接口還用于在存儲器控制器和主機之間交換存儲器訪問命令。公共物理接口可符合NAND接口規(guī)范、微SDU SD)接口規(guī)范、嵌入式多媒體卡(eMMC)接口規(guī)范、通用閃存(UFS)接口規(guī)范、串行高級技術(shù)附件(SATA)接口規(guī)范、通用串行總線(USB)接口規(guī)范或外圍組件互連(PCI)接口。
[0011 ] 在實施例中，傳送源塊和目標塊包括:使用硬件信號，將對與存儲器控制器交換信息的請求從存儲器控制器發(fā)送至主機；以及響應于該請求，由主機發(fā)起至少一個源塊或至少一個目標塊的交換。在另一個實施例中，傳送源塊包括在從存儲器控制器發(fā)送至主機的響應中發(fā)送源塊，并且傳送目標塊包括在從主機發(fā)送至存儲器控制器的一個或多個主機命令中發(fā)送目標塊。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，另外提供了包括第一接口、第二接口和處理器的數(shù)據(jù)存儲裝置。第一接口被配置為與非易失性存儲器通信。第二接口被配置為與主機通信。處理器被配置為將來自非易失性存儲器的一個或多個源塊傳送至主機以用于壓縮、從主機接收通過將有效數(shù)據(jù)從源塊復制到目標塊中而在主機中生成的一個或多個目標塊、以及將目標塊存儲在非易失性存儲器中。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了包括非易失性存儲器、主機和存儲器控制器的數(shù)據(jù)存儲裝置。非易失性存儲器包括多個存儲塊。主機被配置為接收非易失性存儲器的一個或多個源塊以用于壓縮，并且通過將有效數(shù)據(jù)從源塊復制到一個或多個目標塊中來壓縮源塊。存儲器控制器被配置為選擇用于壓縮的源塊、將源塊傳送至主機、從主機接收目標塊并將目標塊存儲在非易失性存儲器中。
[0014]通過下面的【具體實施方式】以及結(jié)合附圖，將更全面地理解本發(fā)明，其中:
【附圖說明】
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的示意性地示出數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的框圖；
[0016]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的示意性地示出用于使用主機系統(tǒng)資源來將數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器中的方法的流程圖；
[0017]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的示意性地示出用于在主機處理器與存儲器控制器之間交換信息的方法的流程圖；并且
[0018]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的示意性地示出用于主機輔助的塊壓縮的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]
[0020]在一些數(shù)據(jù)存儲應用中，存儲器控制器連接至主機系統(tǒng)并且將用于主機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器中。例如，移動電話或媒體播放器可將數(shù)據(jù)存儲在微安全數(shù)字(μ SD)卡、嵌入式多媒體卡(eMMC)或通用閃存(UFS)設備中。個人計算機可將數(shù)據(jù)存儲在固態(tài)驅(qū)動器(SSD)中。在許多情況下，主機系統(tǒng)具有比存儲器控制器的內(nèi)部資源更多的硬件資源(例如，存儲器空間和計算能力)。
[0021]下文所描述的本發(fā)明的實施例提供了用于數(shù)據(jù)存儲的改進的方法和系統(tǒng)。在這些方法和系統(tǒng)中，存儲器控制器使用主機系統(tǒng)的資源以便改進存儲性能。
[0022]在一些實施例中，存儲器控制器將用于主機的數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器中，諸如閃存存儲器中。此外，存儲器控制器進行各種存儲器管理任務，包括非易失性存儲器的存儲塊的壓縮。壓縮過程還稱為“垃圾收集”。壓縮通常涉及選擇包括有效數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)兩者的一個或多個源塊，以及僅將有效數(shù)據(jù)以壓縮方式從源塊復制到一個或多個目標塊中。然后源塊可用于擦除和重新使用。
[0023]在一些所公開的實施例中，存儲器控制器選擇用于壓縮的源塊，并且稍后將經(jīng)壓縮的目標塊存儲在非易失性存儲器中，但實際壓縮過程(即，將有效數(shù)據(jù)從源塊復制到目標塊)由主機執(zhí)行。為了這個目的，存儲器控制器和主機在其之間傳送源塊和目標塊。
[0024]由于主機通常比存儲器控制器具有更大的存儲器空間以