CN110362423B - 优化恢复性能的数据存储装置、操作方法以及存储系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种数据存储装置，该数据存储装置可以包括：存储单元，该存储单元包括存储装置，存储装置包括被划分成多个块的存储区域；以及控制器，根据主机装置的请求控制对存储装置的数据输入/输出操作，收集与多个块中的、参与在供应电力时执行的后台操作的块有关的信息，存储收集的信息作为提示信息，并且当在突然断电之后重新供应电力时，基于提示信息继续在突然断电之前开始的后台操作。

Description

优化恢复性能的数据存储装置、操作方法以及存储系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月9日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2018-0041106的韩国申请的优先权，其通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明的各个实施例总体涉及一种半导体集成装置。特别地，实施例涉及一种优化恢复性能的数据存储装置和操作方法，以及包括该数据存储装置的存储系统。
背景技术
由于闪速存储器具有高容量、非易失性特性、低价格、小功耗并提供高数据处理速度，所以对闪速存储器的需求不断增加。
使用闪速存储器的存储介质可以包括替代硬盘的固态硬盘(SSD)型存储介质、用作嵌入式存储器的嵌入型存储介质以及移动型存储介质。基于闪速存储器的存储介质可以被应用于诸如以下的各种电子装置：车辆导航系统、黑盒以及主要执行多媒体数据处理的各种通用电子装置。
这种数据存储装置需要突然断电恢复(SPOR)功能：即使在写入数据或读取数据时电力被切断，也可防止数据丢失或者数据驱动或数据分区损坏。
例如，当在突然断电之后重新供应电力以重新激活系统时，系统需要返回至突然断电之前的状态，并且突然断电之前的数据需要被保留而不发生丢失。
发明内容
在实施例中，一种数据存储装置可以包括：存储装置，其包括被划分成多个块的存储区域；以及控制器，其被配置成根据主机装置的请求控制对存储装置的数据输入/输出操作，收集与多个块中的、参与(involve in)在供应电力时执行的后台操作的块有关的信息，存储收集的信息作为提示信息，并且当在突然断电之后重新供应电力时，基于提示信息继续(resume)在突然断电之前开始的后台操作。
在实施例中，提供一种数据存储装置的操作方法，该数据存储装置包括：存储单元，其包括被划分成多个块的存储区域；以及控制器，用于控制存储单元的数据交换。该操作方法可以包括以下步骤：收集与多个块中的、参与在供应电力时执行的后台操作的块有关的信息，并且存储收集的信息作为提示信息；在突然断电之后再次接收电力；并且基于提示信息，继续在突然断电之前开始的后台操作。
在实施例中，一种存储系统可以包括主机装置以及数据存储装置，该数据存储装置包括：存储装置，其具有被划分成多个块的存储区域；以及控制器，其被配置成根据主机装置的请求控制对存储装置的数据输入/输出操作。其中控制器收集与多个块中的、参与在供应电力时执行的后台操作的块有关的信息，存储收集的信息作为提示信息，并且当在突然断电之后重新供应电力时，基于提示信息继续在突然断电之前开始的后台操作。
在实施例中，一种存储器系统可以包括：存储器装置，其包括存储块；以及控制器，其被配置成控制存储器装置对存储块执行后台操作，同时存储后台操作信息，并且当后台操作由于突然断电而中断时，根据后台操作信息，来控制存储器装置继续被中断的对存储块的后台操作。其中后台操作信息包括与被中断后台操作的目标块有关的信息，并且后台操作是垃圾收集操作和有效页面计数操作中的一个。
附图说明
图1是示出根据实施例的数据存储装置的示图。
图2是示出根据实施例的控制器的示图。
图3是描述存储在根据实施例的存储器装置中的数据的示图。
图4是描述根据实施例的数据存储装置的操作方法的流程图。
图5是示出包括根据实施例的固态硬盘(SSD)的数据处理系统的示图。
图6是示出包括根据实施例的存储器系统的数据处理系统的示图。
图7是示出包括根据实施例的存储器系统的数据处理系统的示图。
图8是示出包括根据实施例的存储器系统的网络系统的示图。
图9是示出包括在根据实施例的存储器系统中的非易失性存储器装置的框图。
具体实施方式
以下参照附图更详细地描述本发明的各个实施例。然而，我们注意到，本发明可以以不同的形式和变型来实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供描述的实施例以使本公开将是彻底和完整的，并且将向本发明所属领域的技术人员充分传达本发明。在整个公开中，相同的附图标记在遍及本发明的各个附图和实施例中表示相同的部件。注意到的是，在整个说明书中，对“实施例”等的参考不一定仅针对一个实施例，并且对“实施例”等的不同参考不一定是针对相同的实施例。
将进一步理解的是，当元件被称为“连接至”或“联接至”另一元件时，其可以直接在其它元件上、直接连接至或联接至其它元件，也可以存在一个或多个中间元件。另外，还将理解的是，当元件被称为在两个元件“之间”时，其可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在一个或多个中间元件。
本文使用的术语是仅是为了描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。
如本文所使用的，除非上下文另有清楚说明，否则单数形式可以包括复数形式，并且反之亦然。
将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“包含有”、“包括”、“包括有”时，这些术语指定所陈述元件的存在并且不排除一个或多个其它元件的存储或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意和所有组合。
在下文中，参照附图在下面描述根据本公开的实施例的一种优化恢复性能的数据存储装置及其操作方法、以及包括该数据存储装置的存储系统。
图1是示出根据实施例的数据存储装置的配置示图。
参照图1，根据本实施例的数据存储装置10可以包括控制器110和存储装置120。
控制器110可以响应于主机装置的请求控制存储装置120。例如，控制器110可以根据主机装置的编程(写入)请求而将数据编程到存储装置120。此外，控制器110可以响应于主机装置的读取请求而将存储在存储装置120中的数据提供至主机装置。
存储装置120可以根据控制器110的控制写入数据或输出被写入的数据。存储装置120可以包括易失性存储器或非易失性存储器。作为示例而非限制，根据实施例的存储装置120可以用选自诸如以下的各种非易失性存储器装置的存储器装置来实施：EEPROM(电可擦除可编程ROM)、NAND闪速存储器、Nor闪速存储器、PRAM(相变RAM)、ReRAM(电阻式RAM)、FRAM(铁电RAM)以及STT-MRAM(自旋力矩转移磁阻RAM)。存储装置120可以包括多个管芯、多个芯片或多个封装。此外，存储装置120可以包括各自被配置成存储一位数据的单层单元或各自被配置成存储多位数据的多层单元。
存储装置120可以具有由以下组成的分层结构：包括多个存储器单元的页面、包括一个或多个页面的块、包括一个或多个存储块(块)的平面、以及包括一个或多个平面的管芯。例如，可以以页面为单位执行读取和写入(编程)操作，并且可以以块为单位执行擦除操作。为了提高数据输入/输出速度，可以根据数据存储装置10等的目的来决定数据的读取单位或写入单位。
虽然在图1中未示出，但是可以在控制器110的内部或外部设置缓冲存储器。当数据存储装置10结合主机装置来执行写入或读取数据的操作时，缓冲存储器可以用作临时存储数据的空间。
控制器110可以包括重建管理电路119。当对数据存储装置10的电力供应被突然切断之后重新供应电力时，重建管理电路119可以通过恢复用于存储装置120的映射表的操作并且对有效页面的数量进行计数的操作来重建存储在存储装置120中的数据。
重建管理电路119可以收集后台操作信息，该后台操作信息表示在向数据存储装置10正常供应电力时参与数据存储装置10的后台操作的存储块。在实施例中，后台操作可以包括用于有效地处理有效页面和无效页面的垃圾收集(GC)操作、用于对每个块的有效页面的数量进行计数以选择用于GC操作的源块的有效页面计数操作、用于平均存储器单元的损耗水平的损耗均衡操作、以及读取回收操作。在实施例中，由重建管理电路119收集的后台操作信息可以至少包括与正在执行GC操作的块有关的信息和与正在对有效页面进行计数的块有关的信息。
在闪速存储器装置中，可以以页面为单位执行编程操作，但是可以以块为单位执行擦除操作。由于闪速存储器装置不支持重写操作，所以需要在写入操作之前以块为单位执行擦除操作。随着数据被连续地写入至闪速存储器装置，有效数据可以分散在整个闪速存储器装置。因此，需要执行GC操作以确保能够写入数据的存储空间，即空闲块。
可以通过以下进程来执行GC操作：选择牺牲块、将被选择牺牲块的有效页面移动到任意块(目标块)，并且擦除移动了有效页面的牺牲块。
在控制器110正在对存储装置120的有效页面进行计数时发生突然断电的情况下，与有效页面计数有关的信息可能丢失。对有效页面进行计数所需的时间可与存储装置120的容量成比例。此外，在有效页面计数操作期间发生突然断电之后重新供应电力的情况下，控制器110的重建管理电路119需要再次从最开始对存储装置120的所有块的有效页面的数量进行计数。
在本实施例中，重建管理电路119可以在正常供应电力时收集用于后台操作的后台操作信息作为提示信息。提示信息可以包括与正在执行GC操作的块有关的信息和与正在对有效页面进行计数的块有关的信息。在突然断电之后重新供应电力的情况下，控制器110可以基于收集的提示信息继续后台操作，从而最小化存储装置120的恢复时间。
也就是说，重建管理电路119可以在由于突然断电导致的后台操作中断时刻，存储与后台操作的进程有关的信息作为提示信息。然后，当重新供应电力时，重建管理电路119不需要从最开始重新启动激活存储装置120所需的后台操作，而是可以基于所存储的提示信息来继续中断的后台操作。
图2是示出根据本实施例的控制器的配置示图。
参照图2，根据本实施例的控制器110可以包括中央处理单元(CPU)111、主机接口(I/F)113、存储器I/F 115、工作存储器117、重建管理电路119、GC电路121以及有效页面计数器电路123。
CPU 111可以被配置成将各种控制信息传输至主机I/F 113、存储器I/F 115和工作存储器117，该控制信息为从存储装置120读取数据或将数据写入存储装置120所需要的。在实施例中，CPU 111可以根据为数据存储装置10的各种操作所设置的固件来操作。在实施例中，CPU 111可以具有闪存转换层(FLT)的功能，以执行用于管理存储装置120的地址映射或损耗均衡操作。根据实施例，CPU 111可以检测从存储装置120读取的数据的错误并且校正检测到的错误。
主机I/F 113可以提供用于从主机装置(主机处理器)接收命令和时钟信号的通信通道并且根据CPU 111的控制来控制数据输入/输出。具体地，主机I/F 113可以提供主机装置和数据存储装置10之间的物理连接。另外，主机I/F 113可以根据主机装置的总线格式来接口连接数据存储装置10。主机装置的总线格式可以包括诸如以下的标准I/F协议中的一种或多种：安全数字、USB(通用串行总线)、MMC(多媒体卡)、eMMC(嵌入式MMC)、PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)、PATA(并行高级技术附件)、SATA(串行高级技术附件)、SCSI(小型计算机系统接口)、SAS(串列SCSI)、PCI(外围组件互连)、PCI-E(高速PCI)和UFS(通用闪存)。
存储器I/F 115可以提供用于在控制器110和存储装置120之间传送/接收信号的通信通道。存储器I/F 115可以根据CPU的控制将数据写入到存储装置120，该数据被临时存储在缓冲存储器200中。另外，存储器I/F 115可以将从存储装置120读取的数据传输至缓冲存储器200以临时存储该数据。
工作存储器117可以存储控制器110的操作所需的编程代码，例如固件或软件。另外，工作存储器117可以存储编程代码使用的代码数据。
CPU 111可以在预定定时处来处理后台操作，例如，在向数据存储装置10正常供应电力以处理主机装置的请求时，或者在CPU 111执行其自身的进程时或者在CPU 111停留在空闲状态时。
在供应到数据存储装置10的电力被突然切断之后重新供应电力的情况下，重建管理电路119可以通过恢复存储装置120的映射表并且对有效页面的数量进行计数的操作来重建存储在存储装置120中的数据。
重建管理电路119可以收集后台操作信息作为提示信息，其中该后台操作信息表示在向数据存储装置10正常供应电力时参与数据存储装置10的后台操作的存储块。在实施例中，提示信息可以包括第一信息和第二信息中的一个或多个，其中该第一信息对应于与正在执行GC操作的块有关的信息，该第二信息对应于与正在对有效页面进行计数的块有关的信息。
在实施例中，由重建管理电路119收集的提示信息可以被存储在存储装置120的元数据区域。
图3是描述存储在根据实施例的存储器装置中的数据的示图。
参照图3，存储装置120可以被划分成元数据区域MDA和数据区域DA。
元数据区域MDA可以用于存储控制器110管理存储装置120所需的重要信息。数据区域DA可以用于存储用户数据。
元数据区域MDA可以包括元块，并且附加地包括根块、页面映射块和映射日志块。根块可以用于存储与元块有关的信息。页面映射块可以用于存储逻辑页面与物理页面之间的映射信息。映射日志块可以用于以日志形式来存储页面映射块的更新信息。
在实施例中，元块可以使用相应块的块标识符作为索引来存储包含块的属性、有效页面数量和页面偏移的信息。块的属性可以指示块的状态信息，例如关于块是开放块、关闭块还是空闲块的信息。
开放块可以是正在用于处理写入请求的存储块。关闭块可以是没有能够存储数据的空的空间的块或被设置为不存储数据的块。空闲块可以是能够写入数据的块。
有效页面数量可以指示包括在相应块中的有效页面的数量。
页面偏移可以指示相应块中的下次待被写入的页面的偏移信息。
在实施例中，元数据区域MDA可以进一步包括重建块。重建块可以存储由重建管理电路119收集的第一和第二提示信息。
如上所述，第一提示信息可以包括与参与在正常供应电力时执行的GC操作的块有关的信息。第二提示信息可以包括与参与在正常供应电力时执行的有效页面计数操作的块有关的信息。
当在突然断电之后重新供应电力时，重建管理电路119可以基于收集在元数据区域MDA中的提示信息，来继续由于突然断电而导致中断的后台操作。在实施例中，当重新供应电力时，重建管理电路119可以参考第一提示信息，例如与在突然断电时正在执行GC操作的块有关的信息，并且对相应块执行有效页面计数操作。
当对在突然断电之前正在执行GC操作的块的有效页面计数操作完成时，重建管理电路119可以参考第二提示信息，例如与在突然断电的时刻正在执行有效页面计数操作的块有关的信息，并且继续对相应块的有效页面计数操作。
当基于第一和第二提示信息完成对块的有效页面计数操作时，可以根据预定顺序对还未对有效页面数量进行计数的其它块执行有效页面计数操作。
GC电路121可以执行GC操作以确保能够写入数据的空闲块。在本实施例中，GC电路121可以通过以下进程来确保空闲块：选择牺牲块、将被选择牺牲块的有效页面移动到任意块(目标块)、并且擦除移动了有效页面的牺牲块。然而，本实施例不限于此。
有效页面计数电路123可以被配置成对块中的每一个中的有效页面数量进行计数。当选择待用于GC操作的源块时或者当执行块属性判定或损耗均衡时，可以参考每一个块的有效页面数量。
图4是用于描述根据实施例的数据存储装置的操作方法的流程图。
控制器110的重建管理电路119可以收集与在对数据存储装置10正常供应电力时参与数据存储装置10的后台操作的块有关的后台操作信息，作为提示信息。在实施例中，重建管理电路119可以在步骤S101中收集第一信息并且在步骤S103中收集第二信息，其中该第一信息对应于与正在执行GC操作的块有关的信息并且该第二信息对应于与正在对有效页面进行计数的块有关的信息。
在实施例中，由重建管理电路119收集的提示信息可以被存储在存储装置120的元数据区域中。
然而，在操作数据存储装置10时，在步骤S105中，电源可能被突然切断。如果没有突然切断电源(在步骤S105中为“否”)，重建管理电路119可以在电力被供应至数据存储装置10时，基于数据存储装置10的后台操作继续收集提示信息(步骤S101和步骤S103)。
然后，当在突然断电(在步骤S105中为“是”)之后重新供应电力时，在步骤S107中，可以重新启动数据存储装置。
在实施例中，当重新供应电力时，重建管理电路119可以通过预设恢复进程重新激活存储装置120。例如，重建管理电路119可以通过恢复用于存储装置120的映射表的操作并且对有效页面的数量进行计数的操作，来重建存储在存储装置120中的数据。
为了对有效页面的数量进行计数，在步骤S109中，重建管理电路119可以参考存储在存储装置120的元数据区域中的第一提示信息，并且在步骤S111中，对在突然断电的时刻正在执行GC操作的块中的有效页面数量进行计数。
然后，在步骤S113中，可以继续由于突然断电而导致中断的GC操作。由于即使在重新供应电力之后的步骤S113中，正在执行GC操作时也可能发生突然断电，所以需要在步骤S101中收集与在步骤S113中正在执行GC操作的块有关的第一提示信息。
然后，在步骤S115中，重建管理电路119可以参考存储在存储装置120的元数据区域中的第二提示信息，并且在步骤S117中，继续对在突然断电的时刻对有效页面进行计数的块的有效页面计数操作。即使在这时，也可以收集第二提示信息(步骤S103)，以为随时可能发生的突然断电做好准备。
如此，当重新供应电力时，能够基于以下信息来快速地重建存储装置120：与在突然断电的时刻正在执行GC操作和有效页面计数操作的块有关的信息。
图5是示出根据实施例的包括固态硬盘(SSD)1200的数据处理系统1000的示图。参照图5，数据处理系统1000可以包括主机装置1100和SSD 1200。
SSD 1200可以包括控制器1210、多个非易失性存储器装置1220-0至1220-n、缓冲存储器装置1230、电源1240、信号连接器1101以及电源连接器1103。
控制器1210可以控制SSD 1200的全部操作。控制器1210可以包括主机接口、控制部件、用作工作存储器的随机存取存储器、错误校正码(ECC)部件以及存储器接口。在实施例中，控制器1210可以被配置为包括如图1至图3所示的重建管理电路119的控制器110。
主机装置1100可以通过信号连接器1101与SSD 1200交换信号。信号可以包括命令、地址、数据等。主机接口1211可以根据主机装置1100的协议来接口连接主机装置1100和SSD 1200。
控制器1210可以分析并且处理从主机装置1100接收的信号。控制器1210可以根据用于驱动SSD 1200的固件或软件来控制内部功能块的操作。
ECC部件可以检测从非易失性存储器装置1220-0至1220-n中的至少一个读取的数据的错误。如果检测到的错误在可校正范围内，则ECC部件可以校正检测到的错误。
缓冲存储器装置1230可以临时存储待被存储在非易失性存储器装置1220-0至1220-n中的至少一个中的数据。此外，缓冲存储器装置1230可以临时存储从非易失性存储器装置1220-0至1220-n中的至少一个中读取的数据。根据控制器1210的控制，被临时存储在缓冲存储器装置1230中的数据可以被传输至主机装置1100或非易失性存储器装置1220-0至1220-n中的至少一个。
非易失性存储器装置1220-0至1220-n可以用作SSD 1200的存储介质。非易失性存储器装置1220-0至1220-n可以分别通过多个通道CH1至CHn与控制器1210联接。一个或多个非易失性存储器装置可以联接到一个通道。联接到每一个通道的非易失性存储器装置可以联接到相同的信号总线和数据总线。
电源1240可以将通过电源连接器1103输入的电力PWR提供至SSD1200的内部。电源1240可以包括辅助电源。当发生突然断电时，辅助电源可以供应电力以使SSD 1200可以正常终止。辅助电源可以包括大容量电容器。
信号连接器1101可以根据主机装置1100和SSD 1200之间的接口方案而被配置成各种类型连接器中的任意一种。
电源连接器1103可以根据主机装置1100的电力供应方案而被配置成各种类型的连接器中的任意一种。
图6是示出数据处理系统3000的示图。参照图6，数据处理系统3000可以包括主机装置3100和存储器系统3200。
主机装置3100可以以诸如印刷电路板的板形式来配置。虽然未示出，但是主机装置3100可以包括用于执行主机装置的功能的内部功能块。
主机装置3100可以包括诸如插座、插槽或连接器的连接端子3110。存储器系统3200可以安装到连接端子3110。
存储器系统3200可以以诸如印刷电路板的板形式来配置。存储器系统3200可以被称为存储器模块或存储卡。存储器系统3200可以包括控制器3210、缓冲存储器装置3220、非易失性存储器装置3231和3232、电源管理集成电路(PMIC)3240以及连接端子3250。
控制器3210可以控制存储器系统3200的全部操作。控制器3210可以与包括如图1至图3所示的重建管理电路119的控制器110相同的方式来配置。
缓冲存储器装置3220可以临时存储待被存储在非易失性存储器装置3231和3232中的数据。此外，缓冲存储器装置3220可以临时存储从非易失性存储器装置3231和3232读取的数据。根据控制器3210的控制，被临时存储在缓冲存储器装置3220中的数据可以被传输至主机装置3100或非易失性存储器装置3231和3232。
非易失性存储器装置3231和3232可以用作存储器系统3200的存储介质。
PMIC 3240可以将通过连接端子3250输入的电力提供至存储器系统3200的内部。PMIC 3240可以根据控制器3210的控制管理存储器系统3200的电力。
连接端子3250可以联接到主机装置3100的连接端子3250。通过连接端子3250，可以在主机装置3100和存储器系统3200之间传输诸如命令、地址、数据等的信号以及电力。根据主机装置3100和存储器系统3200之间的接口方案，连接端子3250可以被配置成各种类型中的任意一种。连接端子3250可以设置在存储器系统3200的任意一侧。
图7是示出包括根据实施例的存储器系统4200的数据处理系统4000的示图。参照图7，数据处理系统4000可以包括主机装置4100和存储器系统4200。
主机装置4100可以以诸如印刷电路板的板形式来配置。虽然未示出，但是主机装置4100可以包括用于执行主机装置4100的功能的内部功能块。
存储器系统4200可以以表面安装型封装形式来配置。存储器系统4200可以通过焊球4250而安装到主机装置4100。存储器系统4200可以包括控制器4210、缓冲存储器装置4220以及非易失性存储器装置4230。
控制器4210可以控制存储器系统4200的全部操作。控制器4210可以以与包括如图1至图3所示的包括重建管理电路119的控制器110相同的方式来配置。
缓冲存储器装置4220可以临时存储待被存储在非易失性存储器装置4230中的数据。此外，缓冲存储器装置4220可以临时存储从非易失性存储器装置4230读取的数据。根据控制器4210的控制，被临时存储在缓冲存储器装置4220中的数据可以被传输至主机装置4100或非易失性存储器装置4230。
非易失性存储器装置4230可以用作存储器系统4200的存储介质。
图8是示出包括根据实施例的存储器系统5200的网络系统5000的示图。参照图8，网络系统5000可以包括通过网络5500联接的服务器系统5300和多个客户端系统5410至5430。
服务器系统5300可以响应于来自多个客户端系统5410至5430的请求来服务数据。例如，服务器系统5300可以存储从多个客户端5410至5430提供的数据。又例如，服务器系统5300可以将数据提供至多个客户端系统5410至5430。
服务器系统5300可以包括主机装置5100和存储器系统5200。存储器系统5200可以如图1所示的数据存储装置10、图5所示的SSD 1200、图6所示的存储器系统3200或图7所示的存储器系统4200来配置。
图9是示出包括在根据实施例的存储器系统中的非易失性存储器装置300的框图。参照图9，非易失性存储器装置300可以包括存储器单元阵列310、行解码器320、数据读取/写入块330、列解码器340、电压发生器350和控制逻辑360。
存储器单元阵列310可以包括布置在字线WL1至WLm与位线LB1至BLn彼此交叉的区域处的存储器单元MC。
行解码器320可以通过字线WL1至WLm联接到存储器单元阵列310。行解码器320可以根据控制逻辑360的控制进行操作。行解码器320可以对从外部装置(未示出)提供的地址进行解码。行解码器320可以基于解码结果来选择并驱动字线WL1至WLm。例如，行解码器320可以将从电压发生器350提供的字线电压提供至字线WL1至WLm。
数据读取/写入块330可以通过位线BL1至BLn与存储器单元阵列310联接。数据读取/写入块330可以包括分别与位线BL1至BLn相对应的读取/写入电路RW1至RWn。数据读取/写入块330可以根据控制逻辑360的控制进行操作。数据读取/写入块330可以根据操作模式而操作为写入驱动器或读出放大器。例如，在写入操作中，数据读取/写入块330可以操作为写入驱动器，其将从外部装置提供的数据存储在存储器单元阵列310中。又例如，在读取操作中，数据读取/写入块330可以操作为读出放大器，其从存储器单元阵列310读出数据。
列解码器340可以根据控制逻辑360的控制来进行操作。列解码器340可以对从外部装置提供的地址进行解码。列解码器340可以基于解码结果，将数据读取/写入块330的、分别与位线BL1至BLn相对应的读取/写入电路RW1至RWn与数据输入/输出线或数据输入/输出缓冲器联接。
电压发生器350可以生成待用于非易失性存储器装置300的内部操作的电压。由电压发生器350生成的电压可以被施加到存储器单元阵列310的存储器单元。例如，在编程操作中生成的编程电压可以被施加到将被执行编程操作的存储器单元的字线。又例如，在擦除操作中生成的擦除电压可以被施加到将被执行擦除操作的存储器单元的阱区域。再例如，在读取操作中生成的读取电压可以被施加到将被执行读取操作的存储器单元的字线。
控制逻辑360可以基于从外部装置提供的控制信号来控制非易失性存储器装置300的全部操作。例如，控制逻辑360可以控制非易失性存储器装置300的操作，诸如非易失性存储器装置300的读取操作、写入操作和擦除操作。
存储器单元阵列310可以包括三维存储器阵列，三维存储器阵列具有垂直于半导体衬底的平坦表面的方向。而且，三维存储器阵列可以包括一种包括NAND串的结构，其中在NAND串中，至少一个存储器单元位于另一存储器单元的垂直上部。
三维存储器阵列的结构不限于上述配置。而且，显而易见的是，存储器阵列结构可被选择性地应用于以高度集成的方式形成的、具有水平方向性和垂直方向性的存储器阵列结构。
虽然以上已经描述了各个实施例，但是本领域技术人员根据本公开将理解的是，本文描述的实施例反映了可以以许多方式进行修改或改变的示例性配置。因此，本文描述的数据存储装置及其操作方法，以及包括该数据存储装置的存储系统不限于描述的实施例。相反，本发明包含可以落入权利要求范围内的所有实施例、替代方案和变型。

Claims (13)

1.一种数据存储装置，包括：
存储装置，包括被划分成多个块的存储区域；以及
控制器，根据主机装置的请求控制对所述存储装置的数据输入/输出操作，收集与所述多个块中的、参与在供应电力时执行的后台操作的块有关的信息，存储收集的信息作为提示信息，并且当在突然断电之后重新供应电力时，基于所述提示信息继续在所述突然断电之前开始的后台操作，
其中所述后台操作包括垃圾收集操作，即GC操作和对所述多个块中的每个块的有效页面计数操作、损耗均衡操作和读取回收操作。
2.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述提示信息包括与所述多个块中的、在所述突然断电时正在执行所述后台操作的块有关的信息。
3.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中当在所述突然断电之后重新供应电力时，所述控制器基于所述提示信息恢复用于所述存储装置的映射表并且对所述多个块中的每一个块的有效页面的数量进行计数。
4.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述提示信息被存储在所述存储装置的元数据区域中。
5.一种数据存储装置的操作方法，所述数据存储装置包括：存储装置，包括被划分成多个块的存储区域；以及控制器，用于控制所述存储装置的数据交换，所述操作方法包括：
收集与所述多个块中的、参与在供应电力时执行的后台操作的块有关的信息，并且存储收集的信息作为提示信息；
在突然断电之后再次接收电力；并且
基于所述提示信息，继续在所述突然断电之前开始的所述后台操作，
其中所述后台操作包括垃圾收集操作，即GC操作和针对所述多个块中的每个块的有效页面计数操作、损耗均衡操作和读取回收操作。
6.根据权利要求5所述的操作方法，其中所述提示信息包括与所述多个块中的、在所述突然断电时正在执行所述后台操作的块有关的信息以及与所述多个块中的、在所述突然断电时正在对有效页面进行计数的块有关的信息。
7.根据权利要求5所述的操作方法，进一步包括当在所述突然断电之后重新供应电力时，恢复用于所述存储装置的映射表。
8.根据权利要求5所述的操作方法，其中所述提示信息被存储在所述存储装置的元数据区域中。
9.一种存储系统，包括：
主机装置；以及
数据存储装置，包括：存储装置，具有被划分成多个块的存储区域；以及控制器，根据所述主机装置的请求控制对所述存储装置的数据输入/输出操作，
其中所述控制器收集与所述多个块中的、参与在供应电力时执行的后台操作的块有关的信息，存储收集的信息作为提示信息，并且当在突然断电之后重新供应电力时，基于所述提示信息继续在所述突然断电之前开始的所述后台操作，
其中所述后台操作包括垃圾收集操作，即GC操作和针对所述多个块中的每个块的有效页面计数操作、损耗均衡操作和读取回收操作。
10.根据权利要求9所述的存储系统，其中所述提示信息包括与所述多个块中的、在所述突然断电时正在执行所述后台操作的块有关的信息以及与所述多个块中的、在所述突然断电时正在对有效页面进行计数的块有关的信息。
11.根据权利要求9所述的存储系统，其中当在所述突然断电之后重新供应电力时，所述控制器恢复用于所述存储装置的映射表并且对有效页面的数量进行计数。
12.根据权利要求9所述的存储系统，其中所述提示信息被存储在所述存储装置的元数据区域中。
13.一种存储器系统，包括：
存储器装置，包括存储块；以及
控制器：
控制所述存储器装置对所述存储块执行后台操作，同时存储后台操作信息；并且
当所述后台操作由于突然断电而被中断时，根据所述后台操作信息，控制所述存储器装置继续被中断的对所述存储块的后台操作，
其中所述后台操作信息包括与被中断后台操作的目标块有关的信息，并且
其中所述后台操作包括垃圾收集操作，即GC操作、针对所述存储块中的每个存储块的有效页面计数操作、损耗均衡操作和读取回收操作。
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