CN105934748A - 用于储存系统中的损耗均衡的偏置 - Google Patents

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Abstract

这里所述的各种实现方式包括被用于使得能够在储存系统中进行损耗均衡的偏置的系统、方法和/或装置。在一个方面中，所述方法包括(1)对于在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量，(2)确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量，(3)对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，以及(4)根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量进行对于所述储存介质的垃圾收集。

Description

用于储存系统中的损耗均衡的偏置
技术领域
公开的实施例一般地涉及存储器系统，并且具体地涉及用于在储存系统中的储存介质的损耗均衡的偏置。
背景技术
包括闪速存储器的半导体存储器装置通常利用存储器单元来将数据储存为电的值，诸如电荷或电压。闪速存储器单元例如包括具有被用于储存表示数据值的电荷的浮置栅极的单个晶体管。闪速存储器是可以电擦除并且重新编程的非易失性数据储存装置。更一般地，非易失性存储器(例如，闪速存储器，以及使用任何多种技术实现的其它类型的非易失性存储器)与易失性存储器相反，在即使未通电时仍保留储存的信息，而易失性存储器需要电力来维持储存的信息。
历史上，损耗均衡已经被定义为被用于跨存储器装置的各单元尽可能地均匀地分布编程-擦除周期的技术。例如，对于闪速存储器装置，如果存储器的特定块被重复地编程和擦除而没有不写入到任何其它块，则存储器的一个块将在所有其它块之前被耗尽，过早地结束了存储器装置的寿命。理想地，损耗均衡将使每一块能被用至其最大的寿命。但是，即使通过统一的工作负荷，仅是跨存储器装置的所有单元尽可能地均匀地分布编程-擦除周期可能无法最大化存储器装置的寿命。由于存储器装置的不同的单元可能具有不同的损耗特征，所以重要的是使用考虑不同的损耗特征的损耗均衡方案。
发明内容
在所附权利要求的范围内的系统、方法和装置的各种实现方式的每一个具有几个方面，其没有哪个单个方面单独地对这里所述的属性负责。在不限制所附权利要求的范围上，在考虑了本公开之后，并且特别是考虑了名称为“具体实施方式”的章节之后，将理解各种实现方式的方面如何被用于使得能够进行储存系统中的损耗均衡的偏置。在一个方面中，根据多个擦除单元的垃圾收集控制度量进行垃圾收集，每个垃圾收集控制度量根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的各个擦除单元的年龄度量而偏置。
附图说明
为了可以更加详细地理解本公开，可以通过参考各种实现方式的特性进行更加具体的描述，一些实施例在附图中说明。但是，附图仅示出了本公开的更加相关的特性并且从而不被认为是限制性的，因为说明书可能认可其他有效的特性。
图1是示出根据一些实施例的数据储存系统的实现方式的框图。
图2A是示出根据一些实施例的管理模块的实现方式的框图。
图2B是示出根据一些实施例的包括在图2A中的特征向量表的实现方式的框图。
图2C是示出根据一些实施例的包括在图2B中的特征向量的实现方式的框图。
图3是根据一些实施例的多个擦除单元的框图。
图4A-4D示出了根据一些实施例的用于储存介质的损耗均衡的方法的流程图表示。
根据惯例，在附图中示出的各种特性可能未按比例绘制。相应地，为了清晰，各种特性的大小可以任意地扩大或减小。此外，一些附图可能没有绘制给定系统、方法或装置的所有组件。最后，贯穿说明书和附图，相似的参考标号可以被用于表示相似的特性。
具体实施方式
这里所述的各种实现方式包括被用于使得能够对于储存系统中的储存介质的损耗均衡进行偏置的系统、方法和/或装置。一些实现方式包括根据多个擦除单元的垃圾收集控制度量来进行垃圾收集的系统、方法和/或装置，每个垃圾收集控制度量根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的各个擦除单元的年龄度量而偏置。
更具体地，一些实现方式包括用于在储存系统中的储存介质的损耗均衡的方法。在一些实现方式中，方法包括(1)为在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量，(2)确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量，(3)对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，以及(4)根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，进行对于所述储存介质的垃圾收集。
在一些实施例中，所述垃圾收集控制度量是有效页计数，并且偏置对于所述各个擦除单元的各个有效页计数，包括(1)确定所述各个有效页计数，其中所述各个有效页计数是在所述各个擦除单元中的有效页的计数，(2)根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，计算对于所述各个擦除单元的偏置值，(3)根据第一决定，该第一决定包括所述各个擦除单元的年龄度量大于所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的决定，将所述偏置值添加到对于所述各个擦除单元的各个有效页计数，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数，以及(4)根据第二决定，该第二决定包括所述各个擦除单元的年龄度量小于所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的决定，将所述偏置值从对于所述各个擦除单元的各个有效页计数减去，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数。
在一些实施例中，计算对于各个擦除单元的偏置值包括(1)计算所述各个擦除单元的年龄度量和所述多个擦除单元的代表性的年龄度量之间的差值，(2)计算第一值，所述第一值通过将所述计算的差值的绝对值乘以有效页的预定的数量而确定，其中所述第一值被限制到预定的最大值，以及(3)设置所述偏置值等于所述第一值。
在一些实施例中，进行对于所述储存介质的垃圾收集包括选择具有最低的调节的有效页计数的擦除单元用于垃圾收集。
在一些实施例中，进行对于所述储存介质的垃圾收集包括：在对具有第二调节的有效页计数的第二擦除单元进行垃圾收集之前，对具有第一调节的有效页计数的第一擦除单元进行垃圾收集，其中所述第一调节的有效页计数小于所述第二调节的有效页计数。
在一些实施例中，偏置对于各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量包括(1)确定所述各个垃圾收集控制度量，(2)根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量计算对于所述各个擦除单元的偏置值，包括将所述偏置值的范围限制到预定的范围，以及(3)用所述计算的偏置值数学上地调节对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量。
在一些实施例中，对于每个擦除单元的所述年龄度量根据对应于每个擦除单元的估测的剩余寿命的度量而确定。
在一些实施例中，擦除单元是单个擦除块。
在一些实施例中，擦除单元是超级块，其中所述超级块包括多个擦除块。
在一些实施例中，储存介质包括一个或多个闪速存储器装置。
在一些实施例中，为在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定所述年龄度量包括，为在所述储存介质中的多个储存单元的每个储存单元确定对于各个储存单元的年龄度量，其中每个储存单元包括多个所述擦除单元。
在另一方面中，上述任何方法由可操作为进行对于储存介质的损耗均衡的装置进行，所述装置包括(1)储存介质接口，用于将所述装置耦接到所述储存介质，以及(2)一个或多个模块，包括存储器管理模块，该存储器管理模块包括一个或多个处理器和存储器，该存储器储存被配置成由所述一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个模块耦接到所述储存介质接口并且被配置成进行上述任何方法。
在另一方面中，上述任何方法由可操作为进行对于储存介质的损耗均衡的装置进行。在一些实施例中，所述装置包括(1)储存介质接口，用于将所述装置耦接到所述储存介质，(2)用于为在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量的构件，(3)用于确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的构件，(4)用于对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量的构件，以及(5)用于根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量进行对于所述储存介质的垃圾收集的构件。
在另一方面中，上述任何方法由储存系统进行，该储存系统包括(1)储存介质(例如，包括一个或多个非易失性储存装置，诸如闪速存储器装置)(2)一个或多个处理器，以及(3)存储器，储存一个或多个程序，当由所述一个或多个处理器执行时使得所述储存系统进行或控制上述任何方法的执行。
在另一方面中，非瞬时性计算机可读储存介质储存一个或多个程序，该一个或多个程序被配置成由耦接到储存介质的装置执行，所述一个或多个程序包括用于使得该装置和/或储存介质进行上述任何方法的指令。
在这里描述许多细节以便于提供对在附图中示出的示例实现方式的透彻理解。但是，可以不需要许多特定细节而实施一些实施例，并且权利要求的范围仅由在权利要求中特别记述的那些特性和方面限制。此外，没有以详尽的细节描述已知的方法、组件和电路，以便不会不必要地混淆这里所述的实现方式的更加相关的方面。
图1是根据一些实施例的数据储存系统100的实现方式的示意图。尽管示出了一些示例特性，但是为了简洁而没有示出各种其它特性以便不混淆这里所述的示例实现方式的更加相关的方面。为此，作为非限制性示例，数据储存系统100包括存储器控制器120和储存介质130，并且被结合计算机系统110使用。在一些实现方式中，储存介质130是单个闪速存储器装置，而在其它实现方式中，储存介质130包括多个闪速存储器装置。在一些实现方式中，储存介质130是NAND型闪速存储器或NOR型闪速存储器。此外，在一些实现方式中，存储器控制器120是固态驱动(SSD)控制器。但是，根据多种实现方式的方面可以包括其它类型的储存介质。
计算机系统110通过数据连接101耦接到存储器控制器120。但是，在一些实现方式中，计算机系统110包括存储器控制器120作为组件和/或子系统。计算机系统110可以是任何合适的计算机装置，诸如计算机、膝上型计算机、平板装置、上网本、上网亭、个人数字助理、移动电话、智能电话、游戏装置、计算机服务器或任何其它计算装置。计算机系统110有时被称为主机或主机系统。在一些实现方式中，计算机系统110包括一个或多个处理器、一个或多个类型的存储器、显示器和/或其它用户接口组件，诸如键盘、触摸屏显示器、鼠标、触控板、数码相机和/或任何数量的补充装置以添加功能。
储存介质130通过连接103耦接到存储器控制器120。连接103有时被称为数据连接，但是通常除了数据以外还传送命令，并且除了将被储存在储存介质130中的数据值和从储存介质130读取的数据值以外可选地还传送元数据、错误校正信息和/或其它信息。但是，在一些实现方式中，存储器控制器120和储存介质130被包含在与其组件相同的装置中。此外，在一些实现方式中，存储器控制器120和储存介质130被嵌入在主机装置中，该主机装置诸如移动装置、平板、其它计算机或计算机控制的装置，并且这里所述的方法由嵌入式存储器控制器进行。储存介质130可以包括任何数量的(即，一个或多个)存储器装置，该存储器装置非限制性地包括诸如闪速存储器的非易失性半导体存储器装置。例如，闪速存储器装置可以被配置成用于适用于诸如云计算的应用的企业储存、或用于缓存储存在(或将被储存在)诸如硬盘驱动的辅助储存中的数据。此外和/或可替换地，闪速存储器还可以被配置成相对小规模的应用，诸如个人闪速驱动或用于个人、膝上型和平板计算机的硬盘替换。
储存介质130被分割为多个可寻址的并且可单独选择的块，诸如可选择的部分131。在一些实现方式中，可单独选择的块是闪速存储器装置中的最小尺寸的可擦除单元。换句话说，每个块包含可以被同时擦除的最小数量的存储器单元。每个块通常进一步被分割为多个页和/或字线，其中每个页或字线通常是块中最小的可单独访问的(可读)部分的实例。然而，在一些实现方式中(例如，使用一些种类的闪速存储器)，数据组的最小的可单独访问的单元是扇区，该扇区是页的子单元。就是说，块包括多个页，每个页包含多个扇区，并且每个扇区是用于从闪速存储器装置读取数据的数据的最小单元。
例如，一个块包括任何数量的页，例如，64页、128页、256页或另外的合适数量的页。块通常被分组为多个区。每个块区可以在某些程度上被独立地管理，这提高了用于并行操作的并行度并且简化了储存介质130的管理。
在一些实现方式中，存储器控制器120包括管理模块121、主机接口129、储存介质接口(I/O)128和(一个或多个)额外的模块125。存储器控制器120可以包括各种额外的特性，为了简洁而没有示出以便于不混淆这里公开的示例实现方式的更加主要的特征，并且特性的不同的布置是可能的。主机接口129通过数据连接101将接口提供到计算机系统110。类似地，储存介质I/O 128通过连接103将接口提供到储存介质130。在一些实现方式中，储存介质I/O 128包括读取和写入电路，包括能够将读取信号提供到储存介质130的电路(例如，用于NAND型闪速存储器的读取阈值电压)。
在一些实现方式中，管理模块121包括一个或多个处理单元(CPU，有时还被称为处理器)122，该一个或多个处理单元被配置成执行一个或多个程序(例如，在管理模块121中)中的指令。在一些实现方式中，一个或多个CPU 122由存储器控制器120的功能中的、并且在一些情况中由超出存储器控制器120的功能的一个或多个组件共享。管理模块121耦接到主机接口129、(一个或多个)额外的模块125和储存介质I/O 128以便于协调这些组件的操作。
(一个或多个)额外的模块125耦接到储存介质I/O 128、主机接口129和管理模块121。作为示例，(一个或多个)额外的模块125可以包括错误控制模块以限制在写入到存储器或者从存储器读取的期间被无意引入到数据中的不可校正的错误的数量。在一些实施例中，(一个或多个)额外的模块125由管理模块121的一个或多个CPU 122在软件中执行，并且在其它实施例中，全部或部分使用专用电路(例如，进行编码和解码功能)来实现(一个或多个)额外的模块125。
在写入操作期间，主机接口129从计算机系统110接收将储存在储存介质130中的数据。保持在主机接口129中的数据可被用于编码器(例如，在(一个或多个)额外的模块125中)，该编码器编码数据以产生一个或多个码字。一个或多个码字可被用于储存介质I/O 128，该储存介质I/O 128以取决于所使用的储存介质的类型的方式将一个或多个码字转移到储存介质130。
当计算机系统(主机)110将一个或多个主机读取命令在控制线111上发送到从储存介质130请求数据的存储器控制器120时，起始读取操作。存储器控制器120将一个或多个读取访问命令经由储存介质I/O 128发送到储存介质130，以根据由一个或多个主机读取命令指明的存储器位置(地址)获得原始读取数据。储存介质I/O 128将原始读取数据(例如，包括一个或多个码字)提供到解码器(例如，在(一个或多个)额外的模块125中)。如果解码成功，则解码的数据被提供到主机接口129，其中解码的数据可被用于计算机系统110。在一些实现方式中，如果解码不成功，则存储器控制器120可以求助于多个补救措施或者提供不可解决的错误条件的指示。
闪速存储器装置利用存储器单元以将数据储存为电的值，诸如电荷或电压。每个闪速存储器单元通常包括具有浮置栅极的单个晶体管，该浮置栅极被用于储存修改晶体管的阈值电压(即，导通晶体管所需要的电压)的电荷。电荷的大小以及该电荷创建的相应的阈值电压被用于表示一个或多个数据值。在一些实现方式中，在读取操作期间，读取阈值电压被施加到晶体管的控制栅极并且产生的感测的电流或电压被映射到数据值。
在闪速存储器单元的上下文中，术语“单元电压”和“存储器单元电压”，意味着存储器单元的阈值电压，其是需要施加到存储器单元的晶体管的栅极以便于晶体管导通电流的最小电压。类似地，施加到闪速存储器单元的读取阈值电压(有时也被称为读取信号和读取电压)是施加到闪速存储器单元的栅极以确定存储器单元在该栅极电压处是否导通电流的栅极电压。在一些实现方式中，当闪速存储器单元的晶体管在指示单元电压小于读取阈值电压的给定读取阈值电压处导通电流时，对于该读取操作的原始数据值为“1”并且否则原始数据值为“0”。
如上所解释的，储存介质(例如，储存介质130)被分为多个可寻址的并且可单独地选择的块，并且每个块可选地(但是通常)被进一步分为多个页和/或字线和/或扇区。虽然逐块地进行储存介质的擦除，但是在许多实施例中，储存介质的读取和编程对块的更小的子单元(例如，逐页、逐个字线或逐个扇区)进行。在一些实施例中，块的更小的子单元包含多个存储器单元(例如，单级单元或多级单元)。在一些实施例中，编程对整个页进行。
作为示例，如果数据被以页为单位写入到储存介质，但是储存介质以块为单位被擦除，则储存介质中的页可能包含无效的(例如，过时的)数据，但是那些页不能被覆盖，直到包含那些页的整个块被擦除。为了写入到具有无效的数据的页，在该块中具有有效的数据的页被读取并且重新写入到新的块并且旧的块被擦除(或者放到队列上等待擦除)。该过程被称为垃圾收集。在垃圾收集之后，新的块包含具有有效的数据的页以及可被用于写入新的数据的释放的页，并且被擦除的旧的块也可被用于写入新的数据。由于闪速存储器仅可以被编程和擦除有限的次数，所以被用于选取下一个(或多个)块以重新写入和擦除的算法的效率对基于闪速的储存系统的寿命和可靠性具有显著的影响。
写入放大是被写入到储存介质(例如，储存介质130)的物理数据的实际的量是由主机(例如，计算机系统110，有时被称为主机)意欲写入的数据的逻辑量的倍数的现象。如上所讨论的，当储存介质在其可被重新写入之前必须被擦除时，进行这些操作的垃圾收集过程导致一次或多次重新写入数据。该乘法效应增加了在储存介质的寿命之上所需要的写入的次数，这缩短了其可以被可靠地操作的时间。计算储存系统的写入放大的公式由等式(1)给出：
一般来说，为了最佳的性能和最佳的写入放大，垃圾收集对具有最少数量的有效的页的擦除块进行。但是，由于不同的擦除块具有不同的损耗特征，重要的是，基于各个擦除块还剩余多少寿命来使用擦除块，而不是仅基于到目前对各个擦除块进行的编程-擦除周期的数量。如下所述，在一些实现方式中，基于擦除块的特征(例如，年龄度量)进行的垃圾收集有助于改善损耗均衡，从而延长存储器装置的寿命。
图2A是示出根据一些实施例的示例性管理模块121的框图。管理模块121通常包括：一个或多个处理单元(CPU)122，用于执行储存在存储器206中的模块、程序和/或指令并且从而进行处理操作；存储器206；以及一个或多个通信总线208，用于互连这些组件。通信总线208，可选地包括互连系统组件并控制系统组件之间的通信的电路(有时被称为芯片组)。管理模块121由通信总线208耦接到主机接口129、(一个或多个)额外的模块125和储存介质I/O 128。存储器206包括高速随机存取存储器，诸如DRAM、SRAM、DDR RAM，或者其它随机存取固态存储器装置，并且可以包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘储存装置、光盘储存装置，闪速存储器装置、或者其它非易失性固态储存装置。存储器206可选地包括位于远离(一个或多个)CPU 122的一个或多个储存装置。存储器206或者可替换地存储器206中的(一个或多个)非易失性存储器装置包括非瞬时性计算机可读储存介质。在一些实施例中，存储器206或存储器206的计算机可读储存介质储存以下程序、模块和数据结构或其子集：
·数据读取模块216，被用于从储存介质中的一个或多个块读取数据；
·数据写入模块218，被用于将数据写入到储存介质中的一个或多个块；
·数据擦除模块220，被用于从储存介质中的一个或多个块擦除数据；
·转换表222，被用于将逻辑地址映射到物理地址；
·垃圾收集模块224，被用于储存介质中的一个或多个块的垃圾收集；
·损耗均衡模块234，被用于储存介质的损耗均衡；以及
·特征向量表240，包括特征向量的集合(例如，特征向量242，图2B)，每个特征向量储存用于储存介质的各个部分(例如，储存介质130的闪速存储器装置、裸芯、块区、块、字线、字线区或页部分，图1)的特征数据。
在一些实施例中，垃圾收集模块224可选地包括以下模块或子模块，或其子集：
·垃圾收集读取模块226，被用于在垃圾收集操作期间从储存介质中的一个或多个块读取数据；
·垃圾收集写入模块228，被用于在垃圾收集操作期间将数据写入到储存介质中的一个或多个块；
·垃圾收集擦除模块230，被用于在垃圾收集操作期间从储存介质中的一个或多个块擦除数据；以及
·选择模块232，被用于选择在储存介质中的一个或多个块(例如，擦除单元)以用于垃圾收集。
在一些实施例中，损耗均衡模块234可选地包括以下模块或子模块，或其子集：
·年龄模块236，被用于确定对于储存介质中的一个或多个擦除单元(例如，一个或多个块)的年龄度量；以及
·偏置模块238，被用于偏置垃圾收集控制度量(例如，有效页计数)。
上述识别的元件的每一个可以储存在之前提到的存储器装置的一个或多个中，并且对应于用于进行上述功能的指令集。上述识别的模块或程序(即，指令集)不需要实现为单独的软件程序、规程或模块，并且从而在各种实施例中这些模块的各种子集可以组合或者另外地重新布置。在一些实施例中，存储器206可以储存以上识别的模块和数据结构的子集。此外，存储器206可以储存以上未描述的额外的模块和数据结构。在一些实施例中，储存在存储器206中的程序、模块和数据结构或者存储器206的计算机可读储存介质提供用于实现参考图4A-4D在下面所述的任何方法的指令。
尽管图2A示出了管理模块121，但是图2A相比于这里所述的实施例的结构性示意更倾向于作为可能出现在管理模块中的各种特性的功能性描述。实践中，并且如由本领域普通技术人员识别的，单独示出的条目可以被组合并且一些条目可以被分开。
图2B是示出根据一些实施例的特征向量表240的实现方式的框图。特征向量表240包括特征向量242的集合，该特征向量242的每一个储存与储存介质的各个部分(例如，储存介质130的区别装置、裸芯、块区、块、字线、字线区或页部分，图1)相关联的特征数据。在一些实施例中，统计地得到储存在特征向量242中的特征数据。例如，而不限制，在储存介质(例如，储存介质130，图1)包括多个擦除单元(例如，一个或多个擦除块)的一些实施例中，特征向量表240包括用于每个擦除单元的至少一个特征向量。在另一示例中，在一些实施例中，特征向量表240包括用于储存介质(例如，储存介质130，图1)中的每个擦除单元的一组区别特征向量242，并且用于每个擦除单元的该组的区别特征向量242包括用于擦除单元中的每个块的至少一个区别特征向量。在又一示例中，在储存介质(例如，储存介质130，图1)包括多个储存单元并且每个储存单元包括多个擦除单元的一些实施例中，特征向量表240包括对于每个储存单元的至少一个特征向量。参考图2C在下面描述特征向量242的更具体的示例实施例。
图2C是示出根据一些实施例的对于各个擦除单元的特征向量244(例如，对应于图2B中示出的特征向量242的一个)的实现方式的框图。在一些实施例中，对于各个擦除单元的储存在特征向量244中的特征数据包括储存介质特征参数值，该参数值诸如指示各个擦除单元的年龄(例如，对应于各个擦除单元的估测的剩余寿命的度量)的年龄度量字段246、以及可选地偏置值字段248，该偏置值字段248指示通过其调节对于各个擦除单元的垃圾收集控制度量的偏置值。在一些实施例中，一个或多个储存介质特征参数值提供以下至少一个的指示：与储存介质的各个部分(例如，储存介质130的独特闪速存储器装置、裸芯、块区、块、字线、字线区或页部分，图1)相关联的物理特征、与储存介质的各个部分相关联的操作模式、与储存介质的各个部分相关联的使用历史、与储存介质的各个部分相关联的条件特征、与储存介质的各个部分相关联的读取类型以及与储存介质的各个部分相关联的(一个或多个)位置。
图3是根据一些实施例的多个擦除单元的框图。由于不同的擦除单元具有不同的特征(例如，一些擦除单元比其他擦除单元可以经受更多的编程-擦除周期)，因此，重要的是，相应地使用不同的擦除单元(例如，施加较多的编程-擦除周期到“较强的”擦除单元，并且施加较少的编程-擦除周期到“较弱的”擦除单元)。在一些实施例中，为了基于每个擦除单元的估测的剩余寿命而不是仅基于对每个擦除单元进行的编程-擦除周期的次数，来对擦除单元损耗均衡，垃圾收集对“较强的”或“较新的”擦除单元比平均更快地进行，并且垃圾收集对“较弱的”或“较旧的”擦除单元比平均更慢地进行。在一些实现方式中，被用于排序垃圾收集的垃圾收集控制度量是有效页计数。如上所述，为了最佳的性能和最佳的写入放大，垃圾收集一般对具有最少数量的有效的页的擦除单元进行。通过基于与对于储存介质中的多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的对于各个擦除单元的年龄度量来偏置对于擦除单元的有效页计数，垃圾收集可以被相应地排序。
在接下来描述的实施例中对于每个擦除单元的所述年龄度量与擦除单元的估测的剩余寿命反向相关。因此，较弱的或较旧的擦除单元是比储存介质中的平均的擦除单元具有更少的估测的剩余寿命的擦除单元，并且这些较弱的或较旧的擦除单元比具有更多的估测的剩余寿命的擦除单元具有更大的(即，更高的)年龄度量。类似地，较强的或较新的擦除单元是比储存介质中的平均的擦除单元具有更多的估测的剩余寿命的擦除单元，并且这些较强的或较新的擦除单元比具有更少的估测的剩余寿命的擦除单元具有更低的年龄度量。
在图3的示例中，示出了储存介质(例如，储存介质130，图1)中的多个擦除单元的四个擦除单元：擦除单元A 302(年龄7)、擦除单元B 304(年龄11)、擦除单元C 306(年龄5)和擦除单元D 308(年龄7)。在该示例中，储存介质中的擦除单元的代表性的年龄是7。在该示例中，储存介质中的擦除单元的平均的年龄是7，并且储存介质中的擦除单元的中间年龄是7。在一些实施例中，储存介质中的擦除单元的平均的年龄不同于储存介质中的擦除单元的中间年龄。由于擦除单元B 304比平均更旧(例如，比代表性的年龄7更旧)，因此偏置(例如，储存在偏置值字段248中，图2C)被添加到对于擦除单元B 304的有效页计数，因此看起来擦除单元B 304具有更多的有效的页，从而延迟了垃圾收集。由于擦除单元C 306比平均更新(例如，比代表性的年龄7更新)，因此从对于擦除单元C 306的有效页计数减去偏置(例如，储存在偏置值字段248中，图2C)，因此看起来擦除单元C306具有更少的有效的页，从而加快垃圾收集。在一些实现方式中，擦除单元不同于储存介质中的擦除单元的代表性的年龄的每个页，添加或减去有效的页的预定的数量，直至由固件施加的最大偏置限制。最大偏置限制确保对于损耗均衡的偏置不将写入放大增加到超过已经被确定为可接受的。
例如，如果有效的页的预定的数量是256页，并且擦除单元B 304(年龄11)比代表性的年龄7旧4个年龄单元，则添加到对于擦除单元B 304的有效页计数的偏置是1,024页(即，256页*4年龄单元)。作为另一示例，如果有效的页的预定的数量是256页，并且擦除单元C 306(年龄5)比代表性的年龄7新2个年龄单元，则从对于擦除单元C 306的有效页计数减去的偏置是512页(即，256页*2年龄单元)。作为又一示例，由于擦除单元A 302(年龄7)以及擦除单元D 308(年龄7)与在储存介质中的擦除单元的代表性的年龄是相同的年龄，因此对于擦除单元A 302以及擦除单元D 308的有效页计数不为了垃圾收集的目的而被偏置。在一些实现方式中，如果最大偏置限制假如是有效的页的预定的数量的6倍，即使擦除单元比代表性的年龄更旧或更新7个或更多的年龄单元，从有效页计数添加或减去的偏置也被限到有效的页的预定的数量的6倍。例如，假如擦除单元E(未示出)是年龄14，其比代表性的年龄7旧7个年龄单元，并且有效的页的预定的数量是256，则将添加到对于擦除单元E的有效页计数的偏置将是1,792页。但是，如果偏置值被限于1,536页的预定的最大值，则仅1,536页将被添加到对于擦除单元E的有效页计数。
尽管有效页计数被用作示例以用于图3的描述，但是在其它实施例中，其它垃圾收集控制度量被用于排序垃圾收集，并且相应地计算偏置值并且调节垃圾收集控制度量。例如，在一些实现方式中，被用于排序垃圾收集的垃圾收集控制度量是无效页计数(例如，无效的或污染的或“可释放的”页的计数)，并且偏置值被从对于“较旧的”擦除单元的无效页计数减去，并且被添加到对于“较新的”擦除单元的无效页计数。
图4A-4D示出了根据一些实施例的用于储存系统中的储存介质的损耗均衡的方法400的流程图表示。如上关于图1所述，由于储存介质的擦除逐块地进行，但是在许多实施例中，储存介质的编程对块的更小的子单元进行(例如，逐页)，具有无效的数据的页不能被覆盖，直到包含那些页的整个块被擦除。储存系统(例如，数据储存系统100，图1)使用垃圾收集来回收存储器(例如，储存介质130，图1)不再包含有效的数据的部分，其包括方法400的执行。
至少在一些实现方式中，方法400由储存系统(例如，数据储存系统100，图1)或储存系统的一个或多个组件(例如，存储器控制器120和/或储存介质130，图1)进行。在一些实施例中，方法400由储存在非瞬时性计算机可读储存介质中的指令管理，并且该指令由装置的一个或多个处理器执行，诸如图1和2A中示出的管理模块121的一个或多个处理单元(CPU)122。
储存系统(例如，数据储存系统100，图1)为储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元(例如，储存介质130，图1)确定(402)年龄度量。在一些实现方式中，年龄模块(例如，年龄模块236，图2A)被用于为储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量，如参考图2A在上面所述的。
在一些实施例中，擦除单元是(404)单个擦除块。例如，对于闪速存储器装置，擦除单元是单个擦除块，闪速存储器装置中的最小尺寸可擦除单元。
在一些实施例中，擦除单元是(406)超级块，其中所述超级块包括多个擦除块。例如，在一些实现方式中，超级块包括16个擦除块。
在一些实施例中，储存介质包括(408)一个或多个非易失性储存装置，诸如闪速存储器装置。在一些实现方式中，非易失性储存介质(例如，储存介质130，图1)是单个闪速存储器装置，而在其它实现方式中，非易失性储存介质包括多个闪速存储器装置。在一些实现方式中，非易失性储存介质(例如，储存介质130，图1)是NAND型闪速存储器或NOR型闪速存储器。
在一些实施例中，对于每个擦除单元的所述年龄度量根据对应于每个擦除单元的估测的剩余寿命的度量被确定(410)。在一些实施例中，一些擦除单元可以比其它擦除单元经受更多的编程-擦除周期，并且对于每个擦除单元的所述年龄度量根据对应于每个擦除单元的估测的剩余寿命的度量而确定(与仅根据每个擦除单元完成的编程-擦除周期的数量相反)。例如，如果擦除单元可以比平均的擦除单元(例如，具有等于所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的年龄)经受更多的编程-擦除周期，则该擦除单元具有更多的估测的剩余寿命并且被认为是比平均的擦除单元“更新”。作为另一示例，如果擦除单元可以比平均的擦除单元经受更少的编程-擦除周期，则该擦除单元具有较少的估测的剩余寿命并且被认为是比平均的擦除单元“更旧”。在一些实施例中，年龄度量被周期性地确定(例如，对于擦除单元的每100个编程-擦除周期而确定对于擦除单元的更新的年龄度量)。
在一些实施例中，为在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定(402)年龄度量包括，为在所述储存介质中的多个储存单元的每个储存单元，确定(412)对于各个储存单元的年龄度量，其中每个储存单元包括多个所述擦除单元。在一些实施例中，对于擦除单元的年龄度量包括为相应的储存单元确定的年龄度量。在一些实现方式中，对于储存单元的年龄度量是对于储存单元中的任何擦除单元的最差的(例如，“最旧的”)年龄度量。在一些实现方式中，对于储存单元的年龄度量是储存单元中的擦除单元的平均的年龄度量。在一些实现方式中，对于储存单元的年龄度量是储存单元中的擦除单元的中间年龄度量。在一些实现方式中，年龄模块(例如，年龄模块236，图2A)被用于为在所述储存介质中的多个储存单元的每个储存单元确定对于各个储存单元的年龄度量，其中每个储存单元包括多个所述擦除单元，如参考图2A在上面所述的。
接着，储存系统确定(414)多个擦除单元的代表性的年龄度量。在一些实施例中，多个擦除单元的代表性的年龄度量是多个擦除单元的平均的年龄度量。在一些实施例中，多个擦除单元的代表性的年龄度量是多个擦除单元的中间年龄度量。例如，如果储存介质(例如，储存介质130，图1)包括分别具有年龄5、7、7和9的4个擦除单元，并且多个擦除单元的代表性的年龄度量是多个擦除单元的平均的年龄度量，则储存系统确定多个擦除单元的平均的年龄度量为7(即，(5+7+7+9)/4)。在一些实施例中，所述多个擦除单元的代表性的年龄度量被周期性地确定。例如，在一些实现方式中，储存系统累积N年龄度量测量，其中N是预定的数(例如，N等于2048)，并且然后一旦N年龄度量测量已经累积，就将累积的总量除以N。在一些实现方式中，年龄模块(例如，年龄模块236，图2A)被用于确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量，如参考图2A在上面所述的。
接着，对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，储存系统根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置(416)对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，如参考图2A在上面所述的。
在一些实施例中，垃圾收集控制度量是(418)有效页计数，并且偏置对于所述各个擦除单元的各个有效页计数包括，确定(420)各个有效页计数，其中所述各个有效页计数是在所述各个擦除单元中有效的页的计数。例如，如果擦除单元具有10,240页，其中的2,500是有效的并且其中的7,740是无效的，则有效页计数是2,500。在一些实现方式中，当在各个擦除单元上的数据被写入到另外的位置(例如，主机系统为该数据重新写入逻辑位置)时，各个有效页计数被更新，因为此时，各个擦除单元具有该数据的无效的(例如，过时的)版本。在一些实现方式中，有效页计数被松散地跟踪，而在其它实现方式中，有效页计数被精确地跟踪。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于确定各个有效页计数，其中所述各个有效页计数是在所述各个擦除单元中有效的页的计数，如参考图2A在上面所述的。
接着，偏置对于所述各个擦除单元的各个有效页计数包括，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量计算(422)对于各个擦除单元的偏置值。例如，如果第一擦除单元(例如，擦除单元B 304，图3)比多个擦除单元的代表性的年龄度量旧4个年龄单元，则对于第一擦除单元的偏置值将大于对于比代表性的年龄度量旧2个年龄单元的第二擦除单元的偏置值。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量计算对于各个擦除单元的偏置值，如参考图2A在上面所述的。
在一些实施例中，计算(422)对于各个擦除单元的偏置值包括，计算(424)各个擦除单元的年龄度量和多个擦除单元的代表性的年龄度量之间的差值。例如，如果各个擦除单元的年龄度量是年龄5，并且多个擦除单元的代表性的年龄度量是年龄7，则各个擦除单元的年龄度量和代表性的年龄度量之间的差值是2年龄单元。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于计算各个擦除单元的年龄度量和多个擦除单元的代表性的年龄度量之间的差值，如参考图2A在上面所述的。
接着，计算(422)对于所述各个擦除单元的偏置值包括，计算(426)第一值，该第一值通过将所述计算的差值的绝对值乘以有效的页的预定的数量而确定，其中所述第一值被限制到预定的最大值。例如，如果计算的差值是2年龄单元，并且有效的页的预定的数量是256页，则第一值是512页(即，2*256页)，假设预定的最大值大于512页。作为另一示例，如果预定的最大值是1,280页，并且计算的差值为8年龄单元，并且有效的页的预定的数量是256页，则第一值将已经是2,048页(即，8*256页)，但是由于预定的最大值是1,280页，所以第一值被限于1,280页。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于计算第一值，所述第一值通过将所述计算的差值的绝对值乘以有效的页的预定的数量而确定，其中第一值被限制到预定的最大值，如参考图2A在上面所述的。
接着，计算(422)对于所述各个擦除单元的偏置值包括设置(428)偏置值等于第一值。例如，如果第一值被计算为512页，则偏置值被设置为512页。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于设置偏置值等于第一值，如参考图2A在上面所述的。
在计算(422)对于所述各个擦除单元的偏置值之后，储存系统根据各个擦除单元的年龄度量对应于比具有所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的擦除单元更短的估测的剩余寿命的第一决定，将偏置值添加(430)到对于所述各个擦除单元的各个有效页计数，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数。如上所解释的，具有大于代表性的年龄度量的年龄度量的擦除单元，相比具有等于代表性的年龄度量的年龄度量的擦除单元，是较弱的或者具有较短的估测的剩余寿命。例如，如果各个擦除单元的年龄度量大于多个擦除单元的代表性的年龄度量(例如，所述各个擦除单元的年龄度量是年龄9并且代表性的年龄度量是年龄7)，并且各个擦除单元具有2,500页的有效页计数，并且偏置值被计算为512页，则储存系统将512页添加到2,500页以产生3,012页的调节的有效页计数。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于根据第一决定，该第一决定包括所述各个擦除单元的年龄度量大于所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的决定，将偏置值添加到对于所述各个擦除单元的各个有效页计数，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数，如参考图2A在上面所述的。
此外，在计算(422)对于各个擦除单元的偏置值之后，储存系统根据各个擦除单元的年龄度量对应于比具有多个擦除单元的代表性的年龄度量的擦除单元更长的估测的剩余寿命的第二决定，将偏置值从对于所述各个擦除单元的各个有效页计数减去(432)，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数。例如，如果各个擦除单元的年龄度量小于多个擦除单元的代表性的年龄度量(例如，所述各个擦除单元的年龄度量是年龄5并且代表性的年龄度量是年龄7)，并且各个擦除单元具有2,500页的有效页计数，并且偏置值被计算为512页，则储存系统从2,500页减去512页以产生1,988页的调节的有效页计数。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于根据第二决定，该第二决定包括所述各个擦除单元的年龄度量小于所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的决定，将偏置值从对于所述各个擦除单元的各个有效页计数减去，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数，如参考图2A在上面所述的。
在一些实施例中，偏置(416)对于各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量包括，确定(434)各个垃圾收集控制度量。可选地，各个垃圾收集控制度量是用于排序各个擦除单元中的垃圾收集的度量的计数。在一些实施例中，所述垃圾收集控制度量是有效页计数，并且确定所述各个垃圾收集控制度量包括确定所述各个有效页计数，其中各个有效页计数是在各个擦除单元中有效的页的计数。在其它实施例中，垃圾收集控制度量是无效页计数，并且确定所述各个垃圾收集控制度量包括确定各个无效页计数，其中各个无效页计数是各个擦除单元中的无效的(例如，污染的或“可释放的”)页的计数。在又一实施例中，垃圾收集控制度量是用于排序垃圾收集的一些其它度量的计数。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于确定各个垃圾收集控制度量，如参考图2A在上面所述的。
接着，偏置(416)对于各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量包括，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量计算(436)对于各个擦除单元的偏置值，包括将所述偏置值的范围限制到预定的范围。例如，如果第一擦除单元(例如，擦除单元B 304，图3)比所述多个擦除单元的代表性的年龄度量旧4个年龄单元，则对于第一擦除单元的偏置值将大于对于比代表性的年龄度量旧2个年龄单元的第二擦除单元的偏置值。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量计算对于各个擦除单元的偏置值，包括将所述偏置值的范围限制到预定的范围，如参考图2A在上面所述的。
接着，偏置(416)对于各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量包括，用计算的偏置值数学上地调节(438)对于各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量。例如，如果所述垃圾收集控制度量是有效页计数，则储存系统通过如在操作430和432中所述的添加或减去计算的偏置值来数学上地调节各个垃圾收集控制度量。作为另一示例，如果垃圾收集控制度量是无效页计数，则储存系统通过减去对于“较旧的”擦除单元的计算的偏置值以及通过添加对于“较新的”擦除单元的计算的偏置值，来数学上地调节各个垃圾收集控制度量。在一些实现方式中，偏置模块(例如，偏置模块238，图2A)被用于用所述计算的偏置值来数学上地调节对于各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，如参考图2A在上面所述的。
在对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，偏置(416)对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量之后，储存系统根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量进行(440)对于储存介质的垃圾收集。例如，在一些实施例中(例如，其中垃圾收集控制度量是有效页计数)，储存系统进行垃圾收集，给予具有最低的调节的垃圾收集控制度量的擦除单元优先级。作为另一示例，在一些实施例中(例如，其中垃圾收集控制度量是无效页计数)，储存系统进行垃圾收集，给予具有最高的调节的垃圾收集控制度量的擦除单元优先级。在一些实现方式中，垃圾收集模块(例如，垃圾收集模块224，图2A)被用于根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量为所述储存介质进行垃圾收集，如参考图2A在上面所述的。
在一些实施例中，垃圾收集控制度量是(418)有效页计数并且根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量进行(440)对于储存介质的垃圾收集包括，选择(442)具有最低的调节的有效页计数的擦除单元以用于垃圾收集。如上所述，在其它实施例中，垃圾收集控制度量是无效页计数并且根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量进行对于所述储存介质的垃圾收集包括，选择具有最高的调节的无效页计数的擦除单元以用于垃圾收集。在一些实现方式中，选择模块(例如，选择模块232，图2A)被用于选择具有最低的调节的有效页计数的擦除单元以用于垃圾收集，如参考图2A在上面所述的。
在一些实施例中，垃圾收集控制度量是(418)有效页计数并且根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量进行(440)对于储存介质的垃圾收集包括，在对具有第二调节的有效页计数的第二擦除单元进行垃圾收集之前，对具有第一调节的有效页计数的第一擦除单元进行(444)垃圾收集，其中所述第一调节的有效页计数小于所述第二调节的有效页计数。例如，如果第一擦除单元具有280页的第一调节的有效页计数并且第二擦除单元具有500页的第二调节的有效页计数，则储存系统在对第二擦除单元(具有500页的第二调节的有效页计数)进行垃圾收集之前，对第一擦除单元(具有280的第一调节的有效页计数)进行垃圾收集。在一些实现方式中，垃圾收集模块(例如，垃圾收集模块224，图2A)被用于在对具有第二调节的有效页计数的第二擦除单元进行垃圾收集之前，对具有第一调节的有效页计数的第一擦除单元进行垃圾收集，其中所述第一调节的有效页计数小于所述第二调节的有效页计数，如参考图2A在上面所述的。
在一些实现方式中，关于上述任何方法，储存介质是单个闪速存储器装置，而在其它实现方式中，储存介质包括多个闪速存储器装置。
在一些实现方式中，上述任何方法由可操作为进行对于储存介质的损耗均衡的装置进行，所述装置包括(1)储存介质接口，用于将所述装置耦接到所述储存介质，以及(2)一个或多个模块，包括存储器管理模块，该存储器管理模块包括一个或多个处理器和存储器，该存储器储存被配置成由所述一个或多个处理执行的一个或多个程序，所述一个或多个模块耦接到所述储存介质接口并且被配置成进行或控制上述任何方法的执行。
应理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在这里可以被用于描述各种元件，但是这些元件不应由这些术语限制。这些术语仅被用于将一个元件与另一个区分。例如，第一接触可以被称为第二接触，并且类似地，第二接触可以被称为第一接触，这改变说明书的含义，只要“第一接触”的所有出现被一致地重新命名并且“第二接触”的所有出现被一致地重新命名。第一接触和第二接触两者都是接触，但是它们不是同一个接触。
这里使用的术语仅是为了描述特定的实施例，而不是为了限制权利要求。如在对实施例的描述和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意欲也包括复数形式，除非上下文另有清楚的指示。还可以理解的是，这里所使用的术语“和/或”是指并且包含一个或多个相关联的列出的项目的任意和所有可能组合。还可以理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
如这里所使用的，根据上下文，术语“如果”可以解释为意思是“当所述的先决条件为真时”或“在所述的先决条件为真时”或“响应于确定所述的先决条件为真”或“根据所述的先决条件为真的确定”或“响应于检测到所述的先决条件为真”。类似地，根据上下文，短语“如果确定[所述的先决条件为真]”或“如果[所述的先决条件为真]”或“当[所述的先决条件为真]时”可以解释为意思是“当确定所述的先决条件为真时”或“响应于确定所述的先决条件为真”或“根据所述的先决条件为真的确定”或“在检测到所述的先决条件为真时”或“响应于检测到所述的先决条件为真”。
为了解释的目的，已经参考了特定实现方式描述了前述说明。但是，以上示意性的讨论不意欲是穷举性的或者将权利要求限制到公开的精确形式。鉴于以上教导许多修改和变化是可能的。实现方式被选中并且描述以便于最好地解释操作的原理和实际应用，从而使能本领域其它技术人员。

Claims (24)

1.一种用于储存系统中的储存介质的损耗均衡的方法，所述方法包括：
对于所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量；
确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量；
对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量；以及
根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，进行对于所述储存介质的垃圾收集。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述垃圾收集控制度量是有效页计数，并且其中偏置对于所述各个擦除单元的各个有效页计数包括：
确定所述各个有效页计数，其中所述各个有效页计数是在所述各个擦除单元中有效的页的计数；
根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，计算对于所述各个擦除单元的偏置值；
根据所述各个擦除单元的年龄度量对应于比具有所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的擦除单元更短的估测的剩余寿命的第一决定，将所述偏置值添加到对于所述各个擦除单元的各个有效页计数，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数；以及
根据所述各个擦除单元的年龄度量对应于比具有所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的擦除单元更长的估测的剩余寿命的第二决定，从对于所述各个擦除单元的各个有效页计数减去所述偏置值，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数。
3.如权利要求2所述的方法，其中计算对于所述各个擦除单元的偏置值包括：
计算所述各个擦除单元的年龄度量和所述多个擦除单元的代表性的年龄度量之间的差值；
计算第一值，所述第一值通过将所计算的差值的绝对值乘以有效的页的预定的数量而确定，其中所述第一值被限制到预定的最大值；以及
设置所述偏置值等于所述第一值。
4.如权利要求2-3的任一个所述的方法，其中进行对于所述储存介质的垃圾收集包括：选择具有最低的调节的有效页计数的擦除单元用于垃圾收集。
5.如权利要求2-4的任一个所述的方法，其中进行对于所述储存介质的垃圾收集包括：在对具有第二调节的有效页计数的第二擦除单元进行垃圾收集之前，对具有第一调节的有效页计数的第一擦除单元进行垃圾收集，其中所述第一调节的有效页计数小于所述第二调节的有效页计数。
6.如权利要求1所述的方法，其中偏置对于所述各个擦除单元的所述各个垃圾收集控制度量包括：
确定所述各个垃圾收集控制度量；
根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，计算对于所述各个擦除单元的偏置值，包括将所述偏置值的范围限制到预定的范围；以及
用所计算的偏置值数学地调节对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量。
7.如权利要求1-6的任一个所述的方法，其中对于每个擦除单元的所述年龄度量根据对应于每个擦除单元的估测的剩余寿命的度量而确定。
8.如权利要求1-7的任一个所述的方法，其中所述擦除单元是单个擦除块。
9.如权利要求1-7的任一个所述的方法，其中所述擦除单元是超级块，其中所述超级块包括多个擦除块。
10.如权利要求1-9的任一个所述的方法，其中所述储存介质包括一个或多个闪速存储器装置。
11.如权利要求1-10的任一个所述的方法，其中对于在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定所述年龄度量包括：对于在所述储存介质中的多个储存单元的每个储存单元，确定对于各个储存单元的年龄度量，其中每个储存单元包括多个所述擦除单元。
12.一种可操作为进行对于储存介质的损耗均衡的装置，所述装置包括：
储存介质接口，用于将所述装置耦接到所述储存介质；以及
一个或多个模块，包括存储器管理模块，所述存储器管理模块包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器储存被配置成由所述一个或多个处理执行的一个或多个程序，所述一个或多个模块耦接到所述储存介质接口并且被配置成：
对于在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量；
确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量；
对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量；以及
根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，进行对于所述储存介质的垃圾收集。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述垃圾收集控制度量是有效页计数，并且其中所述一个或多个模块被配置成偏置对于所述各个擦除单元的所述各个有效页计数，包括：
确定所述各个有效页计数，其中所述各个有效页计数是在所述各个擦除单元中有效的页的计数；
根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，计算对于所述各个擦除单元的偏置值；
根据所述各个擦除单元的年龄度量对应于比具有所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的擦除单元更短的估测的剩余寿命的第一决定，将所述偏置值添加到对于所述各个擦除单元的各个有效页计数，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数；以及
根据所述各个擦除单元的年龄度量对应于比具有所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的擦除单元更长的估测的剩余寿命的第二决定，从对于所述各个擦除单元的各个有效页计数减去所述偏置值，以产生对于所述各个擦除单元的调节的有效页计数。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述一个或多个模块被配置成计算对于所述各个擦除单元的偏置值，包括：
计算所述各个擦除单元的年龄度量和所述多个擦除单元的代表性的年龄度量之间的差值；
计算第一值，所述第一值通过将所计算的差值的绝对值乘以有效的页的预定的数量而确定，其中所述第一值被限制到预定的最大值；以及
设置所述偏置值等于所述第一值。
15.如权利要求13-14的任一个所述的装置，其中所述一个或多个模块被配置成进行对于所述储存介质的垃圾收集，包括：选择具有最低的调节的有效页计数的擦除单元用于垃圾收集。
16.如权利要求13-15的任一个所述的装置，其中所述一个或多个模块被配置成进行对于所述储存介质的垃圾收集，包括：在对具有第二调节的有效页计数的第二擦除单元进行垃圾收集之前，对具有第一调节的有效页计数的第一擦除单元进行垃圾收集，其中所述第一调节的有效页计数小于所述第二调节的有效页计数。
17.如权利要求12所述的装置，其中所述一个或多个模块被配置成偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，包括：
确定所述各个垃圾收集控制度量；
根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，计算对于所述各个擦除单元的偏置值，包括将所述偏置值的范围限制到预定的范围；以及
用所计算的偏置值数学地调节对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量。
18.如权利要求12所述的装置，还被配置成根据权利要求7-11的任一项的方法操作。
19.一种可操作为进行对于储存介质的损耗均衡的装置，包括：
储存介质接口，用于将所述装置耦接到所述储存介质；
用于对于在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量的构件；
用于确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量的构件；
用于对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量的构件；以及
用于根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量进行对于所述储存介质的垃圾收集的构件。
20.如权利要求19所述的装置，还被配置成根据权利要求2-11的任一项的方法操作。
21.一种储存系统，包括：
储存介质；
一个或多个处理器；以及
存储器，储存一个或多个程序，当由所述一个或多个处理器执行时使得所述储存系统：
对于在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量；
确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量；
对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量；以及
根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，进行对于所述储存介质的垃圾收集。
22.如权利要求21所述的储存系统，还被配置成根据权利要求2-11的任一项的方法操作。
23.一种非瞬时性计算机可读储存介质，储存被配置成由耦接到储存介质的装置执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令以用于：
对于在所述储存介质中的多个擦除单元的每个擦除单元确定年龄度量；
确定所述多个擦除单元的代表性的年龄度量；
对于所述多个擦除单元的各个擦除单元的每一个，根据与所述多个擦除单元的代表性的年龄度量有关的所述各个擦除单元的年龄度量，偏置对于所述各个擦除单元的各个垃圾收集控制度量，以产生对于所述各个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量；以及
根据所述多个擦除单元的调节的垃圾收集控制度量，进行对于所述储存介质的垃圾收集。
24.如权利要求23所述的非瞬时性计算机可读储存介质，还被配置成根据权利要求2-11的任一项的方法操作。
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