CN111078129A - 存储器系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种存储器系统。该存储器系统可包括：存储介质，包括多个存储块，多个存储块中的每一个具有多个存储器单元；以及控制器，被配置为从存储介质读取与读取请求对应的目标逻辑地址的目标数据，其中控制器包括：单元计数管理器，被配置为管理单元计数列表中的目标逻辑地址的单元计数，并且基于单元计数判定是否对存储有目标数据的目标存储器单元执行单元迁移操作；以及块计数管理器，被配置为管理块计数列表中的包括目标存储器单元的目标存储块的块计数，并且基于块计数来判定是否对目标存储块执行块迁移操作。

Description

存储器系统及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月18日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2018-0124655的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开的各种实施例总体涉及一种存储器系统。特别地，实施例涉及一种包括非易失性存储器装置的存储器系统。
背景技术
存储器系统可被配置成响应于主机装置的写入请求而存储从主机装置提供的数据。而且，存储器系统可被配置成响应于主机装置的读取请求将所存储的数据提供至主机装置。主机装置可包括作为能够处理数据的电子装置的计算机、数码相机、移动电话等。存储器系统可被嵌入在主机装置中或被单独制造并且连接至主机装置。
发明内容
各种实施例涉及一种能够通过抑制不必要的块迁移操作来减少资源(resource)和功耗的存储器系统及其操作方法。
在实施例中，一种存储器系统可以包括：存储介质，包括多个存储块，多个存储块中的每一个具有多个存储器单元；以及控制器，被配置成从存储介质读取与读取请求对应的目标逻辑地址的目标数据，其中控制器包括：单元计数管理器，被配置成管理单元计数列表中的目标逻辑地址的单元计数，并且基于单元计数判定是否对存储有目标数据的目标存储器单元执行单元迁移操作；以及块计数管理器，被配置成管理块计数列表中的包括目标存储器单元的目标存储块的块计数，并且基于块计数来判定是否对目标存储块执行块迁移操作。
在实施例中，提供一种存储器系统的操作方法，该存储器系统包括存储介质，该存储介质包括多个存储块，多个存储块中的每一个具有多个存储器单元；以及控制器，被配置成控制存储介质。该操作方法可以包括：确定单元计数列表中与读取请求对应的目标逻辑地址的单元计数；基于单元计数，对存储有目标逻辑地址的目标数据的目标存储器单元执行单元迁移操作；确定块计数列表中的包括目标存储器单元的目标存储块的块计数；并且基于块计数对目标存储块执行块迁移操作。
附图说明
图1是示出根据实施例的存储器系统的框图。
图2示出了根据实施例的单元计数列表。
图3A和图3B示出根据实施例的当接收到读取请求时用于管理单元计数列表的方法。
图4示出根据实施例的单元迁移组件执行单元迁移操作的方法。
图5示出根据实施例的用于管理块计数列表的方法。
图6示出根据实施例的块迁移组件执行块迁移操作的方法。
图7是示出根据实施例的存储器系统的操作方法的流程图。
图8是示出根据实施例的包括固态硬盘(SSD)的数据处理系统的示图。
图9是示出根据实施例的包括存储器系统的数据处理系统的示图。
图10是示出根据实施例的包括存储器系统的数据处理系统的示图。
图11是示出根据实施例的包括存储器系统的网络系统的示图。
图12是示出根据实施例的包括在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
将参照附图通过以下实施例来描述本公开的优点和特征以及用于实现这些优点和特征的方法。然而，本公开不限于本文描述的实施例，而是可以不同方式实施。提供本发明的实施例是为了详细描述本公开，使得本发明所属领域的技术人员可实践本发明。而且，在整个说明书中，对“实施例”等的参考不一定仅指一个实施例，并且对任何这样的短语的不同参考不一定指相同的实施例。
本实施例不限于附图中所示的特定形状，为了清楚起见，这些形状可能被放大。在本说明书中，使用特定术语。然而，这些术语用于描述本公开的主题，而不是限制本公开或权利要求的范围。
在本说明书中，诸如“和/或”的表述可指包含在该表述之前/之后列出的一种或多种组件。此外，诸如“连接/联接”的表述可指一个元件直接连接/联接至另一元件或者通过一个或多个中间元件间接连接/联接至另一元件。除非上下文另有说明，否则单数形式的术语可包括复数形式，反之亦然。此外，“包括”和“包括有”或“包含”和“包含有”的含义可指组件、步骤、操作和元件，但不排除一个或多个其它组件、步骤、操作和/或元件的存在或添加。
现在将参照附图详细描述各种实施例。
图1是示出根据实施例的存储器系统10的框图。
存储器系统10可被配置为响应于主机装置的写入请求来存储从外部主机装置(未示出)提供的数据。而且，存储器系统10可被配置为响应于主机装置的读取请求来将存储在存储器系统10中的数据提供至主机装置。
存储器系统10可被配置为以下中的任何一个：个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡，标准闪存(CF)卡，智能媒体卡，记忆棒，各种多媒体卡(例如，MMC、eMMC、RS-MMC和微型-MMC)，各种安全数字卡(例如，SD、迷你-SD和微型-SD)，通用闪存(UFS)，固态硬盘(SSD)等。
存储器系统10可包括控制器100和存储介质200。
控制器100可控制存储器系统10的全部操作。控制器100可访问存储介质200以处理主机装置的请求。此外，根据主机装置的请求或尽管未从主机装置提供请求，控制器100可访问存储介质200以执行存储器系统10的内部管理操作或后台操作。
控制器100可包括单元计数管理器110、单元迁移组件120、块计数管理器130、块迁移组件140和缓冲存储器150。
单元计数管理器110可管理单元计数列表UNIT-LIST。单元计数列表UNIT-LIST可包括与来自主机装置的最近读取请求对应的逻辑地址的条目。最近读取请求可以是就在当前之前从主机装置接收的读取请求。单元计数列表UNIT-LIST的条目中的每一个可包括相应逻辑地址的单元计数。
可包括在单元计数列表UNIT-LIST中的条目的数量可能有限。换言之，单元计数列表UNIT-LIST可具有有限的大小。
当从主机装置接收到读取请求时，单元计数管理器110可管理单元计数列表UNIT-LIST中的与读取请求对应的目标逻辑地址的单元计数。具体地，单元计数管理器110可确定单元计数列表UNIT-LIST是否包括目标逻辑地址的条目。当单元计数列表UNIT-LIST包括目标逻辑地址的条目时，单元计数管理器110可在目标逻辑地址的条目处，增加目标逻辑地址的单元计数。
当单元计数列表UNIT-LIST不包括目标逻辑地址的条目时，单元计数管理器110可判定单元计数列表UNIT-LIST是否已满。当单元计数列表UNIT-LIST未满时，单元计数管理器110可将目标逻辑地址的条目插入至单元计数列表UNIT-LIST中，并且增加目标逻辑地址的单元计数。
当单元计数列表UNIT-LIST已满时，单元计数管理器110可从单元计数列表UNIT-LIST删除牺牲逻辑地址的条目，将目标逻辑地址的条目插入至单元计数列表中UNIT-LIST中，并且增加目标逻辑地址的单元计数。
在实施例中，单元计数管理器110可在单元计数列表UNIT-LIST中所包括的条目的逻辑地址之中选择与最早读取请求对应的逻辑地址作为牺牲逻辑地址。
单元计数管理器110可基于目标逻辑地址的单元计数来判定是否对目标存储器单元执行单元迁移操作。目标存储器单元可指存储介质200中的、存储有与目标逻辑地址对应的目标数据的存储器单元。
具体地，当目标逻辑地址的单元计数超过可被预先确定的单元阈值时，单元计数管理器110可判定对目标存储器单元执行单元迁移操作。另一方面，当目标逻辑地址的单元计数未超过单元阈值时，单元计数管理器110可判定不对目标存储器单元执行单元迁移操作。
在对目标存储器单元执行单元迁移操作之后，单元计数管理器110可从单元计数列表UNIT-LIST删除目标逻辑地址的条目。
单元计数列表UNIT-LIST可如图1所示被存储在单元计数管理器110中或者被存储在单元计数管理器110外部的单独存储器(未示出)中。
在实施例中，如果有必要或被期望，则可将单元计数列表UNIT-LIST备份在存储介质200或单独的非易失性存储器中。
在实施例中，单元计数列表UNIT-LIST可在易失性存储器中管理，并且当存储器系统10断电时丢失。在这种情况下，当存储器系统10再次通电时，单元计数列表UNIT-LIST可不包括条目。因此，在存储器系统10通电之后在单元计数列表UNIT-LIST已满之前，单元计数管理器110可将与读取请求对应的逻辑地址的条目添加到单元计数列表UNIT-LIST中。
单元迁移组件120可根据单元计数管理器110的判定来对目标存储器单元执行单元迁移操作。单元迁移组件120可通过仅将目标逻辑地址的目标数据从存储块，即目标存储块迁移到另一存储块中，来对目标存储器单元执行单元迁移操作。目标存储块可指存储介质200的存储块MB之中的包括目标存储器单元的存储块。
块计数管理器130可管理块计数列表MB-LIST。块计数列表MB-LIST可包括在存储介质200中的存储块MB的块地址以及与各个块地址对应的块计数。当从主机装置接收到读取请求时，块计数管理器130可独立于单元计数管理器110和单元迁移组件120的操作，增加块计数列表MB-LIST中的目标存储块的块计数。
块计数管理器130可基于目标存储块的块计数来判定是否对目标存储块执行块迁移操作。具体地，当目标存储块的块计数超过块阈值时，块计数管理器130可判定对目标存储块执行块迁移操作。另一方面，当目标存储块的块计数未超过块阈值时，块计数管理器130可判定不对目标存储块执行块迁移操作。
在对目标存储块执行块迁移操作之后，块计数管理器130可重置块计数列表MB-LIST中的目标存储块的块计数。
块迁移组件140可根据块计数管理器130的判定，对目标存储块执行块迁移操作。块迁移组件140可通过将存储在目标存储块中的有效数据迁移到另一存储块中来对目标存储块执行块迁移操作。
单元阈值和块阈值可基于实验和/或操作参数而被设置为合适的值。例如，块阈值可被设置为小于读取请求的数量的值，这使得无法恢复数据。例如，单元阈值可被设置为小于块阈值的值。
在目标数据被传送到主机装置之前，缓冲存储器150可临时存储从存储介质200读取的目标逻辑地址的目标数据。
在实施例中，当执行单元迁移操作时，单元迁移组件120可将临时存储在缓冲存储器150中的目标数据存储至存储介质200的新位置中。也就是说，对于单元迁移操作，单元迁移组件120可使用临时存储在缓冲存储器150中的数据，而无需再次从存储介质200读取目标逻辑地址的数据。
简而言之，由于通过单元迁移操作，将被频繁请求的热数据迁移到另一存储块中，因此最初存储有热数据的目标存储块的其它数据可不再受到读取热数据的损坏，并且目标存储块的块计数可不进一步增加。因此，根据实施例的存储器系统10可抑制目标存储块的块计数的增加，从而防止不必要的块迁移操作。由于块迁移操作迁移目标存储块的全部有效数据，因此块迁移操作可能需要大量资源和功耗。存储器系统10可抑制这种块迁移操作，从而提高存储器系统10的操作性能。
存储介质200可在控制器100的控制下存储从控制器100传送的数据，或者读取存储在存储介质200中的数据，并且将读取数据传送至控制器100，存储介质200可包括多个非易失性存储器装置(未示出)。非易失性存储器装置可包括诸如下列的闪速存储器中的任意一个：NAND闪存或NOR闪存、铁电随机存取存储器(FeRAM)、相变随机存取存储器(PCRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、电阻随机存取存储器(ReRAM或RRAM)等。
存储介质200可包括分布在非易失性存储器装置中的多个存储块MB。存储块MB可对应于非易失性存储器装置执行擦除操作的单位。
存储块MB中的每一个可包括多个存储器单元MU。存储器单元MU中的每一个可对应于非易失性存储器装置执行读取操作的单位。当数据被存储在存储器单元MU中时，相应存储器单元MU可被映射到相应数据的逻辑地址。
图2示出根据实施例的单元计数列表UNIT-LIST。
参照图2，单元计数列表UNIT-LIST可包括多个条目，例如五个条目。条目中的每一个可包括与来自主机装置的最近读取请求对应的逻辑地址LA以及与逻辑地址LA对应的单元计数。
单元计数可指针对相应逻辑地址的读取请求的数量。单元计数的计数点可指当相应逻辑地址被包括在单元计数列表UNIT-LIST中时的时间点。换言之，单元计数可指在将相应逻辑地址保留在单元计数列表UNIT-LIST中时，每当接收到读取请求时通过对针对相应逻辑地址的读取请求进行计数而获得的值。
虽然图2示出了包括在单元计数列表UNIT-LIST中的条目的数量是5，但是本发明不限于此。单元计数列表UNIT-LIST可被配置为包括可由分配给单元计数列表UNIT-LIST的存储器容量容纳的任何数量的条目。例如，单元计数列表UNIT-LIST可被作为先进先出(FIFO)队列来进行管理。
图3A和图3B示出根据实施例的当接收到读取请求时用于管理单元计数列表UNIT-LIST的方法。图3A示出当接收到读取请求时，单元计数列表UNIT-LIST包括与读取请求对应的目标逻辑地址TGLA的条目。图3B示出当接收到读取请求时，单元计数列表UNIT-LIST不包括与读取请求对应的目标逻辑地址TGLA的条目。
参照图3A，与读取请求对应的目标逻辑地址TGLA可以是23。在时间T311，单元计数管理器110可确定单元计数列表UNIT-LIST包括目标逻辑地址TGLA的条目(阴影部分)。因此，在时间T312，单元计数管理器110可将单元计数列表UNIT-LIST中的目标逻辑地址TGLA23的单元计数从390增加到391。
单元计数管理器110可基于目标逻辑地址TGLA 23的增加单元计数来判定是否对存储了目标逻辑地址TGLA 23的数据的目标存储器单元执行单元迁移操作。具体地，单元计数管理器110可将目标逻辑地址TGLA的单元计数391与单元阈值进行比较，并基于比较结果来判定是否执行单元迁移操作。例如，当目标逻辑地址TGLA的单元计数391超过单元阈值时，单元计数管理器110可判定对目标存储器单元执行单元迁移操作。此外，当目标逻辑地址TGLA的单元计数391未超过单元阈值时，单元计数管理器110可判定不对目标存储器单元执行单元迁移操作。
当对目标存储器单元执行单元迁移操作时，单元计数管理器110可从单元计数列表UNIT-LIST删除目标逻辑地址TGLA 23的条目。
将参照图4详细描述根据单元计数管理器110的判定来执行单元迁移操作的方法。
参照图3B所示，与读取请求对应的目标逻辑地址TGLA可以是101。在时间T321，单元计数管理器110可确定单元计数列表UNIT-LIST不包括目标逻辑地址TGLA 101的条目。
在这种情况下，在时间T321，单元计数管理器110可在单元计数列表UNIT-LIST中选择逻辑地址7作为牺牲逻辑地址VTLA，并从单元计数列表UNIT-LIST删除牺牲逻辑地址VTLA的条目(斜线部分)。在时间T322，单元计数管理器110可将目标逻辑地址TGLA 101的条目(阴影部分)插入至单元计数列表UNIT-LIST中，并且将目标逻辑地址TGLA 101的单元计数增加到1。
在时间点T321，单元计数管理器110可在单元计数列表UNIT-LIST中的条目的逻辑地址LA之中选择与最早读取请求对应的逻辑地址作为牺牲逻辑地址VTLA。
如上所述，单元计数管理器110可基于目标逻辑地址TGLA 101的增加单元计数1来判定是否对存储了目标逻辑地址TGLA 101的数据的目标存储器单元执行单元迁移操作。
图4示出根据实施例的单元迁移组件120执行单元迁移操作的方法。
参照图4，单元迁移组件120可根据单元计数管理器110的判定来对存储了目标逻辑地址TGLA 23的数据的目标存储器单元MU13执行单元迁移操作。在图4中，包括目标存储器单元MU13的存储块MB1可以是目标存储块。
具体地，在时间T41，单元迁移组件120可将存储在目标存储块MB1的目标存储器单元MU13中的目标逻辑地址TGLA 23的数据复制到存储块MB2的存储器单元MU21中。然后，在时间T42，单元迁移组件120可使存储在目标存储块MB1中的目标存储器单元MU13中的目标逻辑地址TGLA 23的数据无效。
因此，当随后从主机装置接收到针对逻辑地址LA 23的读取请求时，存储器系统10可从存储器单元MU21而不是存储器单元MU13来读取逻辑地址LA 23的数据，并且将读取数据传送至主机装置。
数据被复制到的存储块MB2可以是针对单元迁移操作而单独分配的存储块。然后，当对另一逻辑地址执行单元迁移操作时，相应逻辑地址的数据可被复制到存储块MB2的存储器单元中。
如上所述，当执行单元迁移操作时被实际存储在存储器单元MU21中的数据可指从目标存储器单元MU13读取并临时存储在缓冲存储器150中以便根据读取请求被传送至主机装置的数据。
图5示出根据实施例的用于管理块计数列表MB-LIST的方法。
参照图5，块计数列表MB-LIST可包括存储介质200中的存储块MB的块地址MBA以及与块地址MBA对应的块计数。块计数中的每一个可指针对相应块地址MBA的读取请求的数量。
在时间T51，可接收到针对块地址MBA 1的目标存储块TGMB的读取请求。如上所述，目标存储块TGMB可指包括存储与读取请求对应的数据的目标存储器单元的存储块。
在时间T52，块计数管理器130可在块计数列表MB-LIST中将目标存储块TGMB的块计数从346增加到347。
块计数管理器130可基于目标存储块TGMB的增加块计数347来判定是否对目标存储块TGMB执行块迁移操作。具体地，块计数管理器130可通过将目标存储块TGMB的块计数347与块阈值进行比较，来判定是否对目标存储块TGMB执行块迁移操作。例如，当目标存储块TGMB的块计数347超过块阈值时，块计数管理器130可判定对目标存储块TGMB执行块迁移操作。另一方面，当目标存储块TGMB的块计数347未超过块阈值时，块计数管理器130可判定不对目标存储块TGMB执行块迁移操作。
在对目标存储块TGMB执行块迁移操作之后，块计数管理器130可将块计数列表MB-LIST中的目标存储块TGMB的块计数重置为零(0)。
将参照图6详细描述根据块计数管理器130的判定来执行块迁移操作的方法。
图6示出根据实施例的块迁移组件140执行块迁移操作的方法。
参照图6，块迁移组件140可根据块计数管理器130的判定来对目标存储块TGMB执行块迁移操作。
具体地，在时间T61，块迁移组件140可将存储在目标存储块TGMB的存储器单元MU1、MU2和MU5中的逻辑地址LA65、LA66和LA69的有效数据分别复制到存储块MB3的存储器单元MU31、MU32和MU33中。在时间T62，块迁移组件140可使存储在目标存储块TGMB中的存储器单元MU1、MU2和MU5中的数据无效。因此，由于目标存储块TGMB不再包括有效数据，因此整个目标存储块TGMB可被擦除，然后被用于存储其它数据。
数据被复制到的存储块MB3可以是针对块迁移操作单独分配的存储块。在实施例中，图4中的针对单元迁移操作分配的存储块MB2可以与图6中的针对块迁移操作分配的存储块MB3不同或相同。
图7是示出根据实施例的存储器系统10的操作方法的流程图。
参照图7，在步骤S110中，存储器系统10可从主机装置接收读取请求。
在步骤S120中，单元计数管理器110可确定单元计数列表UNIT-LIST是否包括与读取请求对应的目标逻辑地址的条目。当单元计数列表UNIT-LIST包括目标逻辑地址的条目(S120为是)时，该方法可进行至步骤S160。然而，当单元计数列表UNIT-LIST不包括目标逻辑地址的条目(S120为否)时，该方法可进行至步骤S130。
在步骤S130中，单元计数管理器110可以确定单元计数列表UNIT-LIST是否已满。当单元计数列表UNIT-LIST未满(S130为否)时，该方法可进行至步骤S150。然而，当单元计数列表UNIT-LIST已满(S130为是)时，该方法可进行至步骤S140。
在步骤S140中，单元计数管理器110可从单元计数列表UNIT-LIST删除牺牲逻辑地址的条目。单元计数管理器110可以在包括在单元计数列表UNIT-LIST中的条目的逻辑地址之中选择与最早读取请求对应的逻辑地址作为牺牲逻辑地址。
在步骤S150中，单元计数管理器110可将目标逻辑地址的条目插入至单元计数列表UNIT-LIST中。
在步骤S160中，单元计数管理器110可在目标逻辑地址的条目处增加目标逻辑地址的单元计数。
在步骤S170中，控制器100可对目标逻辑地址执行读取操作。具体地，控制器100可将与目标逻辑地址对应的目标数据从存储介质200读取到缓冲存储器150中。此外，控制器100可将存储在缓冲存储器150中的目标数据传送至主机装置。
在步骤S180中，单元计数管理器110可确定目标逻辑地址的单元计数是否超过可被预先确定的单元阈值。当目标逻辑地址的单元计数未超过单元阈值(S180为否)时，该方法可进行至步骤S210。然而，当目标逻辑地址的单元计数超过单元阈值(S180为是)时，该方法可进行至步骤S190。
在步骤S190中，单元计数管理器110可判定对存储了目标逻辑地址的目标数据的目标存储器单元执行单元迁移操作。单元迁移组件120可根据单元计数管理器110的判定来对目标存储器单元执行单元迁移操作。
在步骤S200中，单元计数管理器110可从单元计数列表UNIT-LIST删除目标逻辑地址的条目。
在步骤S210中，块计数管理器130可在块计数列表MB-LIST中增加包括目标存储器单元的目标存储器块的块计数。
在步骤S220中，块计数管理器130可确定目标存储块的块计数是否超过预定的块阈值。当目标存储块的块计数未超过块阈值(S220为否)时，该方法可以结束。然而，当目标存储块的块计数超过块阈值(S220为是)时，该方法可进行至步骤S230。
在步骤S230中，块计数管理器130可判定对目标存储块执行块迁移操作。块迁移组件140可以根据块计数管理器130的判定来对目标存储块执行块迁移操作。
在步骤S240中，块计数管理器130可重置块计数列表MB-LIST中的目标存储块的块计数。
图8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8，数据处理系统1000可包括主机装置1100和SSD 1200。
SSD 1200可包括控制器1210、缓冲存储器装置1220、多个非易失性存储器装置1231至123n、电源1240、信号连接器1250和电源连接器1260。
控制器1210可控制SSD 1200的一般操作。控制器1210可包括主机接口1211、控制组件1212、随机存取存储器1213、错误校正码(ECC)组件1214和存储器接口1215。
主机接口1211可通过信号连接器1250与主机装置1100交换信号SGL。信号SGL可以包括命令、地址、数据等。主机接口1211可根据主机装置1100的协议来接口连接主机装置1100和SSD 1200。例如，主机接口1211可以通过诸如以下的标准接口协议中的任何一个与主机装置1100通信：安全数字、通用串行总线(USB)、多媒体卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)、并行高级技术附件(PATA)、串行高级技术附件(SATA)、小型计算机系统接口(SCSI)、串列SCSI(SAS)、外围组件互连(PCI)、高速PCI(PCI-e或PCIe)和通用闪存(UFS)。
控制组件1212可分析并处理从主机装置1100接收的信号。控制组件1212可根据用于驱动SSD 1200的固件或软件来控制内部功能块的操作。随机存取存储器1213可用作用于驱动这种固件或软件的工作存储器。
控制组件1212可包括图1中所示的单元计数管理器110、单元迁移组件120、块计数管理器130和块迁移组件140。
ECC组件1214可生成用于待传输至非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个的数据的奇偶校验数据。生成的奇偶校验数据可与数据一起被存储在非易失性存储器装置1231至123n中。ECC组件1214可基于奇偶校验数据来检测从非易失性存储器装置1231至123n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组件1214可校正检测到的错误。
存储器接口1215可根据控制组件1212的控制，将诸如命令和地址的控制信号提供至非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个。此外，存储器接口1215可根据控制组件1212的控制，与非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个交换数据。例如，存储器接口1215可以将存储在缓冲存储器装置1220中的数据提供至非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个。此外，存储器接口1215可将从非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个读取的数据提供至缓冲存储器装置1220。
缓冲存储器装置1220可临时存储待被存储在非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个中的数据。此外，缓冲存储器装置1220可临时存储从非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个读取的数据。根据控制器1210的控制，临时存储在缓冲存储器装置1220中的数据可被传输至主机装置1100或非易失性存储器装置1231至123n中的至少一个。
非易失性存储器装置1231至123n可用作SSD 1200的存储介质。非易失性存储器装置1231至123n可分别通过多个通道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联接至一个通道。联接至每个通道的非易失性存储器装置可联接至相同的信号总线和数据总线。
电源1240可将通过电源连接器1260输入的电力PWR提供至SSD 1200的内部。电源1240可包括辅助电源1241。辅助电源1241可供应电力以当发生突然断电时使得SSD 1200正常终止。辅助电源1241可包括大容量电容器。
根据主机装置1100和SSD 1200之间的接口方案，信号连接器1250可由各种类型的连接器配置。
根据主机装置1100的电力供应方案，电源连接器1260可由各种类型的连接器配置。
图9是示出根据实施例的包括存储器系统2200的数据处理系统2000的示图。参照图9，数据处理系统2000可包括主机装置2100和存储器系统2200。
主机装置2100可以诸如印刷电路板的板的形式配置。虽然未示出，但是主机装置2100可包括用于执行主机装置的功能的内部功能块。
主机装置2100可包括连接端子2110，诸如插座、插槽或连接器。存储器系统2200可安装到连接端子2110。
存储器系统2200可以诸如印刷电路板的板的形式配置。存储器系统2200可被称为存储器模块或存储卡。存储器系统2200可包括控制器2210、缓冲存储器装置2220、非易失性存储器装置2231和2232、电源管理集成电路(PMIC)2240和连接端子2250。
控制器2210可控制存储器系统2200的一般操作。控制器2210可以与图8中所示的控制器1210相同的方式配置。
缓冲存储器装置2220可临时存储待被存储在非易失性存储器装置2231和2232中的数据。此外，缓冲存储器装置2220可临时存储从非易失性存储器装置2231和2232读取的数据。根据控制器2210的控制，临时存储在缓冲存储器装置2220中的数据可被传输至主机装置2100或非易失性存储器装置2231和2232。
非易失性存储器装置2231和2232可用作存储器系统2200的存储介质。
PMIC 2240可将通过连接端子2250输入的电力提供至存储器系统2200的内部。PMIC 2240可根据控制器2210的控制来管理存储器系统2200的电力。
连接端子2250可联接至主机装置2100的连接端子2110。通过连接端子2250，可在主机装置2100和存储器系统2200之间传输诸如命令、地址、数据等的信号和电力。根据主机装置2100和存储器系统2200之间的接口方案，连接端子2250可被构造成各种类型中的任意一种。连接端子2250可被设置在存储器系统2200的任何一侧上或者被设置在存储器系统2200的任何一侧中。
图10是示出根据实施例的包括存储器系统3200的数据处理系统3000的示图。参照图10，数据处理系统3000可包括主机装置3100和存储器系统3200。
主机装置3100可以诸如印刷电路板的板的形式配置。虽然未示出，但是主机装置3100可包括用于执行主机装置的功能的内部功能块。
存储器系统3200可以表面安装型封装的形式配置。存储器系统3200可通过焊球3250而被安装到主机装置3100。存储器系统3200可包括控制器3210、缓冲存储器装置3220和非易失性存储器装置3230。
控制器3210可控制存储器系统3200的一般操作。控制器3210可以与图8中所示的控制器1210相同的方式配置。
缓冲存储器装置3220可临时存储待被存储在非易失性存储器装置3230中的数据。此外，缓冲存储器装置3220可临时存储从非易失性存储器装置3230读取的数据。根据控制器3210的控制，临时存储在缓冲存储器装置3220中的数据可被传输至主机装置3100或非易失性存储器装置3230。
非易失性存储器装置3230可用作存储器系统3200的存储介质。
图11是示出根据实施例的包括存储器系统4200的网络系统4000的示图。参照图11，网络系统4000可包括通过网络4500联接的服务器系统4300和多个客户端系统4410至4430。
服务器系统4300可响应于来自多个客户端系统4410至4430的请求来服务数据。例如，服务器系统4300可存储从多个客户端系统4410至4430提供的数据。再例如，服务器系统4300可将数据提供至多个客户端系统4410至4430。
服务器系统4300可包括主机装置4100和存储器系统4200。存储器系统4200可由图1的存储器系统10、图8的存储器系统1200、图9的存储器系统2200或图10的存储器系统3200来配置。
图12是示出根据实施例的包括在存储器系统中的非易失性存储器装置300的框图。参照图12，非易失性存储器装置300可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可包括布置在字线WL1至WLm和位线BL1至BLn彼此交叉的区域处的存储器单元MC。
行解码器320可通过字线WL1至WLm与存储器单元阵列310联接。行解码器320可根据控制逻辑360的控制而操作。行解码器320可解码从外部装置(未示出)提供的地址。行解码器320可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可包括分别对应于位线BL1至BLn的读取/写入电路RW1至RWn。数据读取/写入块330可根据控制逻辑360的控制而操作。数据读取/写入块330可根据操作模式而用作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可用作将从外部装置提供的数据存储在存储器单元阵列310中的写入驱动器。再例如，在读取操作中，数据读取/写入块330可用作从存储器单元阵列310读出数据读出放大器。
列解码器340可根据控制逻辑360的控制而操作。列解码器340可解码从外部装置提供的地址。列解码器340可基于解码结果，将数据读取/写入块330的、分别与位线BL1至BLn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可生成待在非易失性存储器装置300的内部操作中使用的电压。由电压发生器350生成的电压可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被施加到将执行编程操作的存储器单元的字线。再例如，在擦除操作中生成的擦除电压可被施加到将执行擦除操作的存储器单元的阱区域。又例如，在读取操作中生成的读取电压可被施加到将执行读取操作的存储器单元的字线。
控制逻辑360可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的一般操作。例如，控制逻辑360可控制非易失性存储器装置300的操作，例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。
根据实施例，存储器系统及其操作方法可通过抑制不必要的块迁移操作来减少资源和功耗。
虽然已经说明并描述了各种实施例，但是本领域技术人员根据本公开将理解的是，所描述的实施例仅是示例。因此，不应基于所描述的实施例来限制本文描述的存储器系统及其操作方法。相反，本发明旨在涵盖落入权利要求范围内的任何公开实施例的所有变型和变化。

Claims (18)

1.一种存储器系统，包括：
存储介质，包括多个存储块，所述多个存储块的每个包括多个存储器单元；以及
控制器，从所述存储介质读取与读取请求对应的目标逻辑地址的目标数据，
其中所述控制器包括：
单元计数管理器，管理单元计数列表中的所述目标逻辑地址的单元计数，并且基于所述单元计数来判定是否对存储有所述目标数据的目标存储器单元执行单元迁移操作；以及
块计数管理器，管理块计数列表中的包括所述目标存储器单元的目标存储块的块计数，并且基于所述块计数来判定是否对所述目标存储块执行块迁移操作。
2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述单元计数列表包括多个逻辑地址的条目并且所述条目的每个包括相应单元计数，所述多个逻辑地址与从主机装置接收的最近读取请求对应。
3.根据权利要求2所述的存储器系统，其中当所述单元计数列表已满并且不包括所述目标逻辑地址的条目时，所述单元计数管理器从所述单元计数列表删除牺牲逻辑地址的条目并且将所述目标逻辑地址的所述条目插入至所述单元计数列表中。
4.根据权利要求3所述的存储器系统，其中所述单元计数管理器在与所述最近读取请求对应的逻辑地址之中选择与最早读取请求对应的逻辑地址作为所述牺牲逻辑地址。
5.根据权利要求1所述的存储器系统，其中当所述单元计数超过单元阈值时，所述单元计数管理器判定执行所述单元迁移操作。
6.根据权利要求1所述的存储器系统，其中当所述块计数超过块阈值时，所述块计数管理器判定执行所述块迁移操作。
7.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述控制器进一步包括：
缓冲存储器，在所述目标数据被传送至主机装置之前，临时存储从所述存储介质读取的所述目标数据；以及
单元迁移组件，通过将临时存储在所述缓冲存储器中的所述目标数据存储至所述存储介质的新位置中来执行所述单元迁移操作。
8.根据权利要求1所述的存储器系统，其中在对所述目标存储器单元执行所述单元迁移操作之后，所述单元计数管理器从所述单元计数列表删除所述目标逻辑地址的条目。
9.根据权利要求1所述的存储器系统，其中在对所述目标存储块执行所述块迁移操作之后，所述块计数管理器重置所述块计数列表中的所述目标存储块的所述块计数。
10.一种存储器系统的操作方法，所述存储器系统包括存储介质和控制器，所述存储介质包括多个存储块，所述多个存储块的每个包括多个存储器单元，所述控制器控制所述存储介质，所述操作方法包括：
确定单元计数列表中的与读取请求对应的目标逻辑地址的单元计数；
基于所述单元计数，对存储有所述目标逻辑地址的目标数据的目标存储器单元执行单元迁移操作；
确定块计数列表中的包括所述目标存储器单元的目标存储块的块计数；并且
基于所述块计数对所述目标存储块执行块迁移操作。
11.根据权利要求10所述的操作方法，其中所述单元计数列表包括多个逻辑地址的条目并且所述条目的每个包括相应单元计数，所述多个逻辑地址与从主机装置接收的最近读取请求对应。
12.根据权利要求11所述的操作方法，进一步包括：当所述单元计数列表已满并且不包括所述目标逻辑地址的条目时，从所述单元计数列表删除牺牲逻辑地址的条目并且将所述目标逻辑地址的所述条目插入至所述单元计数列表中。
13.根据权利要求12所述的操作方法，进一步包括：在与所述最近读取请求对应的逻辑地址之中选择与最早读取请求对应的逻辑地址作为所述牺牲逻辑地址。
14.根据权利要求10所述的操作方法，其中执行所述单元迁移操作包括当所述单元计数超过单元阈值时，执行所述单元迁移操作。
15.根据权利要求10所述的操作方法，其中执行所述块迁移操作包括当所述块计数超过块阈值时，执行所述块迁移操作。
16.根据权利要求10所述的操作方法，进一步包括：
对存储在所述存储介质中的所述目标逻辑地址的数据执行读取操作；
在所述数据被传送至所述主机装置之前，将所述数据临时存储在所述控制器中包括的缓冲存储器中，
其中执行所述单元迁移操作包括将临时存储在所述缓冲存储器中的所述数据存储至所述存储介质的新位置中。
17.根据权利要求10所述的操作方法，进一步包括：在对所述目标存储器单元执行所述单元迁移操作之后，从所述单元计数列表删除所述目标逻辑地址的条目。
18.根据权利要求10所述的操作方法，进一步包括：在对所述目标存储块执行所述块迁移操作之后，重置所述块计数列表中的所述目标存储块的所述块计数。
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