CN115729447A - 数据处理系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种数据处理系统及其操作方法。数据处理系统包括：存储器系统，包括可用区域和坏区域；以及主机，被配置为：基于从存储器系统接收的存储区域信息，根据可用区域中的当前用户容量来确定存储器系统的预期寿命；基于所请求的存储器系统的预期寿命来确定存储器系统的新用户容量；并且将关于新用户容量的信息提供到存储器系统，从而控制存储器系统根据新用户容量来重置可用区域中的用户容量和超额配置容量。

Description

数据处理系统及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年8月31日提交的申请号为10-2021-0115638的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开的各个实施例涉及一种数据处理系统及其操作方法。
背景技术
近来，计算机环境范例已经转变为使得能够随时随地访问计算机系统的普适计算。因此，诸如移动电话、数码相机、笔记本电脑等便携式电子装置的使用已经增加。这种便携式电子装置通常使用或包括使用或嵌入至少一个存储器装置的存储器系统，即数据存储装置。数据存储装置可以被用作便携式电子装置的主存储装置或辅助存储装置。
在计算装置中，与硬盘不同，被实施为非易失性半导体存储器装置的数据存储装置的优点在于，由于没有机械驱动部件(例如，机械臂)而具有优异的稳定性和耐久性，并且具有高数据访问速度和低功耗。这种数据存储装置的示例包括通用串行总线(USB)存储器装置、具有各种接口的存储卡和固态驱动器(SSD)。
发明内容
本公开的各个实施例旨在提供一种能够增加存储器系统的寿命的数据处理系统及其操作方法。
根据本公开的实施例，一种数据处理系统可以包括：存储器系统，包括可用区域和坏区域；以及主机，被配置为：基于从存储器系统接收的存储区域信息，根据可用区域中的当前用户容量来确定存储器系统的预期寿命；基于所请求的存储器系统的预期寿命来确定存储器系统的新用户容量；并且将关于新用户容量的信息提供到存储器系统，从而控制存储器系统根据新用户容量来重置可用区域中的用户容量和超额配置容量(overprovisioning capacity)。
根据本公开的实施例，一种数据处理系统的操作方法可以包括：基于来自存储器系统的存储区域信息，根据存储器系统的可用区域中的当前用户容量来确定存储器系统的预期寿命；基于所请求的存储器系统的预期寿命来确定新用户容量；并且根据新用户容量来重置可用区域中的用户容量和超额配置容量。
在本公开的实施例中，一种存储器系统可以包括：存储器装置，包括被划分到可用区域和坏区域的存储块；以及控制器，被配置为：通过监控从主机接收的数据的量和通过存储器装置的后台操作编程到存储器装置中的数据的量来检查存储器装置在预定时间段内的平均块使用率(usage)；基于可用区域中包括的存储块的最大编程/擦除(P/E)循环和当前P/E循环检查存储器装置的块耐久度的总和；并且基于块耐久度的总和与平均块使用率，根据可用区域中的当前用户容量来确定存储器装置的预期寿命。
根据本公开的实施例，一种主机的操作方法可以包括：收集存储器装置的块耐久度的总和、平均块使用率与当前用户容量的信息；从用户接收存储器装置的预期寿命的信息；并且将当前用户容量调小到由以下等式限定的经调整的用户容量，[等式]U＝(B*C)/(A*L)，其中“U”表示经调整的用户容量，“A”表示平均块使用率，“B”表示块耐久度的总和，“C”表示当前用户容量，并且“L”表示预期寿命。
本公开提供一种能够增加存储器系统的寿命的数据处理系统及其操作方法。
附图说明
图1是示意性示出根据本公开的实施例的包括存储器系统的数据处理系统的示例的示图。
图2是用于描述根据本公开的实施例的参照图1描述的控制器的详细示图。
图3示意性地示出了根据本公开的实施例的存储器装置的存储空间。
图4示出了根据本公开的实施例的主机与存储器系统之间的交互。
图5是根据本公开的实施例的用于描述根据用户容量的预期寿命的示图。
图6示出了根据本公开的实施例的根据主机可以向用户提供的用户容量的预期寿命信息。
具体实施方式
下面参照附图描述本公开的各个实施例。然而，本公开的元件和特征可以被不同地配置或布置，以形成可以作为任意所公开的实施例的变型的其他实施例。
在本公开中，对“一个实施例”、“示例实施例”、“实施例”、“另一实施例”、“一些实施例”、“各个实施例”、“其他实施例”、“可选实施例”等中包括的各种特征(例如，元件、结构、模块、组件、步骤、操作、特性等)的引用旨在意为在本公开的一个或多个实施例中包括任意的这种特征，但是它们可以在同一实施例中进行组合也可以不必组合。
在本公开中，术语“包括”、“包括有”、“包含”和“包含有”是开放式的。如在所附权利要求书中所使用的，这些术语指定存在所陈述的元件，并且不排除存在或添加一个或多个其他元件。权利要求中的术语不排除设备包括附加的组件(例如，接口单元、电路等)。
在本公开中，各种单元、电路或其他组件可以被描述或声明为“被配置为”执行一个或多个任务。在这种语境中，“被配置为”用于通过指示块/单元/电路/组件包括在操作期间执行一个或多个任务的结构(例如，电路)来表示结构。这样，即使当特定的块/单元/电路/组件当前不操作(例如，未导通或未激活)时，也可以说该块/单元/电路/组件被配置成执行该任务。与“被配置为”语言一起使用的块/单元/电路/组件包括硬件——例如，电路、存储可运行以实施操作的程序指令的存储器，等等。此外，“被配置为”可以包括由软件和/或固件(例如，运行软件的FPGA或通用处理器)来操纵以能够执行讨论的任务的方式进行操作的通用结构(例如，通用电路)。“被配置为”还可以包括调整制造工艺(例如，半导体制备设施)以制造实施或执行一个或多个任务的装置(例如，集成电路)。
如在本公开中使用的，术语“电路”或“逻辑”是指下面所有内容：(a)仅硬件电路实施方案(诸如仅在模拟和/或数字电路的实施方案)，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用于)：(i)(一个或多个)处理器的组合或(ii)(一个或多个)处理器/软件(包括一起工作以使诸如移动电话或服务器的设备执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)的部分，以及(c)需要软件或固件来操作的电路，诸如微处理器或微处理器的一部分的电路，即使物理上并不存在该软件或固件，其也需要软件或固件来操作。“电路”或“逻辑”的这种定义适用于本申请中该术语的所有使用，包括在任何权利要求中的使用。如进一步的示例，如本申请中所使用的，术语“电路”或“逻辑”还涵盖仅一个处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其附带软件和/或固件的实施方案。例如，如果适用于特定的权利要求元素，则术语“电路”或“逻辑”还涵盖存储装置的集成电路。
如本文所使用的，术语“第一”、“第二”、“第三”等被用作术语前面的名词的标签，并且并不意指任何类型的顺序(例如，空间的、时间的、逻辑的等)。术语“第一”和“第二”并不一定意指第一值必须在第二值之前写入。进一步地，尽管本文可以使用这些术语来识别各个元素，但是这些元素不受这些术语的限制。这些术语用于将一个元素与具有相同或相似名称的另一元素区分开。例如，第一电路可以与第二电路区分开。
进一步地，术语“基于”用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除可能影响确定的其他因素。也就是说，确定可能仅基于那些因素，或者至少部分地基于那些因素。例如，短语“基于B确定A”，虽然在这种情况下，B是影响确定A的因素，但是这种短语并不能排除还基于C来确定A。在其他实例中，可以仅基于B来确定A。
本文中，数据的项、数据项、数据条目或数据的条目可以是位的顺序。例如，数据项可以包括文件的内容、文件的部分、存储器中的页面、面向对象程序中的对象、数字消息、数字扫描图像、视频或音频信号的一部分、元数据或可以由位的顺序表示的任意其他实体。根据实施例，数据项可以包括离散对象。根据另一实施例，数据项可以包括两个不同组件之间的传输数据包内的信息单元。
参照图1，数据处理系统100可以包括与存储器系统110接合或可操作地联接的主机102。
主机102可以包括诸如移动电话、MP3播放器或膝上型计算机等的便携式电子装置以及诸如台式计算机、游戏机、电视(TV)或投影仪等的非便携式电子装置中的任意一个。
主机102还包括通常可以管理和控制在主机102中执行的功能和操作的至少一个操作系统(OS)。OS可以提供与存储器系统110接合的主机102和使用存储器系统110的用户之间的互操作性。OS可以支持与用户的请求相对应的功能和操作。通过示例而非限制的方式，根据主机102的移动性，OS可以被分类为通用操作系统和移动操作系统。根据系统需求或用户的环境，通用操作系统可以被分为个人操作系统和企业操作系统。包括Windows和Chrome的个人操作系统可以用于支持服务，以用于通用目的。但是企业操作系统可以专用于确保和支持较高性能，包括Windows服务器、Linux、Unix等。进一步地，移动操作系统可以包括Android、iOS、Windows Mobile等。移动操作系统可以用于支持针对移动性的服务或功能(例如，省电功能)。主机102可以包括多个操作系统。对应于用户的请求，主机102可以运行与存储器系统110相关的多个操作系统。主机102可以将与用户的请求相对应的多个命令传输到存储器系统110中，从而执行与存储器系统110内的命令相对应的操作。
用于存储器系统110的存储装置可以利用例如动态随机存取存储器(DRAM)和静态RAM(SRAM)的易失性存储器装置，和/或诸如只读存储器(ROM)、掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、铁电RAM(FRAM)、相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM或ReRAM)和闪速存储器的非易失性存储器装置来实施。
存储器系统110可以包括控制器130和存储器装置150。存储器装置150可以存储待由主机102访问的数据。控制器130可以控制将数据存储在存储器装置150中的操作。
存储器系统中包括的控制器130和存储器装置150可以被集成到单个半导体装置中，该单个半导体装置可以被包括在如上在示例中讨论的各种类型的存储器系统的任意一种中。
通过示例而非限制的方式，控制器130和存储器装置150可以利用SSD来实施。当将存储器系统110用作SSD时，与存储器系统110连接的主机102的操作速度可以比利用硬盘来实施的主机102的操作速度提高更多。另外，控制器130和存储器装置150可以被集成到一个半导体装置中以形成存储卡，诸如PC卡(PCMCIA)、紧凑型闪存(CF)卡、诸如智能媒体卡的存储卡(SM、SMC)、记忆棒、多媒体卡(MMC、RS-MMC、微型MMC)、SD卡(SD、迷你SD、微型SD、SDHC)、通用闪速存储器等。
存储器系统110可以被配置为例如以下的一部分：计算机、超移动PC(UMPC)、工作站、上网本、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络平板、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、便携式游戏机、导航系统、黑盒、数码相机、数码多媒体广播(DMB)播放器、三维(3D)电视、智能电视、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图片记录器、数字图片播放器、数字视频记录器、数字视频播放器、配置数据中心的存储装置、能够在无线环境下传输和接收信息的装置、配置家庭网络的各种电子装置中的一种、配置计算机网络的各种电子装置中的一种、配置远程信息处理网络的各种电子装置中的一种、射频识别(RFID)装置、或配置计算系统的各种组件中的一种。
存储器装置150可以是非易失性存储器装置，并且即使不供应电力，也可以保留其中存储的数据。存储器装置150可以通过写入操作来存储由主机102提供的数据，并且通过读取操作将所存储的数据提供到主机102。存储器装置150可以包括多个存储块，多个存储块中的每一个可以包括多个页面。多个页面中的每一个可以包括与多条字线(WL)中的相应一条联接的多个存储器单元。另外，存储器装置150可以是闪速存储器，并且闪速存储器可以具有三维堆叠结构。
存储器系统110中的控制器130可以响应于来自主机102的请求来控制存储器装置150。例如，控制器130可以将从存储器装置150读取的数据提供到主机102，并且可以将从主机102提供的数据存储到存储器装置150中。为此，控制器130可以控制存储器装置150的读取操作、写入操作、编程操作和擦除操作。
存储器装置150的寿命可能有限。例如，当在存储器装置150中包括的存储块中重复进行编程和擦除时，存储块可能达到其寿命终点。数据可能无法被正常编程到已经达到其寿命终点的存储块。由于寿命终点而发生编程故障的存储块可以称为坏块。控制器130可以存储指示哪个存储块是坏块的坏块信息，并且可以通过使用坏块信息来限制对坏块的存取。
随着存储器装置150被使用，坏块的数量可能增加并且正常块的数量可能减少。当将数据编程到所有正常块时，数据不能再被编程到存储器装置150并且存储器装置150可能达到其寿命终点。下文中，提出了一种尽管正常块的数量减少也能够增加存储器装置150的预期寿命的方法。
根据本公开的实施例，存储器系统110可以通过减小由主机102可访问的存储空间的大小来增加存储器装置150的使用寿命。由主机102可访问的存储空间的大小可以被称为用户容量。
主机102可以基于从存储器系统110获取的信息，根据存储器装置150的当前用户容量来确定存储器装置150的预期寿命；基于所请求的存储器装置150的预期寿命来确定存储器装置150的新用户容量；并且将关于新用户容量的信息提供到存储器系统110。在本公开中，所请求的预期寿命是指用户请求或输入的预期寿命。存储器系统110可以通过基于关于从主机102接收的新用户容量的信息减少用户容量来增加存储器装置150的使用寿命。下文中，将参照图2至图6详细描述根据本公开的实施例的存储器系统110和数据处理系统100。
图2是用于描述根据本公开的实施例的参照图1描述的控制器130的详细示图。
控制器130可以包括通过内部总线可操作地相互连接的主机接口(I/F)132、处理器134、错误校正码(ECC)组件138、存储器接口(I/F)142和存储器144。
主机接口132可以处理由主机102提供的命令和数据，并且可以通过诸如以下的各种通信标准或接口中的至少一种与主机102通信：通用串行总线(USB)、多媒体卡(MMC)、高速外围组件互连(PCI-e或PCIe)、小型计算机系统接口(SCSI)、串列SCSI(SAS)、串行高级技术附件(SATA)、并行高级技术附件(PATA)、增强型小型磁盘接口(ESDI)和电子集成驱动器(IDE)。根据实施例，主机接口132是用于与主机102交换数据的组件，其可以通过被称为主机接口层(HIL)的固件来实施。
ECC组件138可以校正待在存储器装置150中处理(例如，从存储器装置150输出)的数据的错误位，其可以包括ECC编码器和ECC解码器。此处，ECC编码器可以对待在存储器装置150中被编程的数据执行错误校正编码，以生成被添加奇偶校验位的经编码的数据，并将经编码的数据存储在存储器装置150中。当控制器130读取存储器装置150中存储的数据时，ECC解码器可以检测并校正从存储器装置150读取的数据中包含的错误。在对从存储器装置150读取的数据执行错误校正解码之后，ECC组件138可以确定错误校正解码是否已经成功并输出指令信号(例如，校正成功信号或校正失败信号)。ECC组件138可以使用在ECC编码过程期间生成的奇偶校验位，以用于校正读取数据的错误位。当错误位的数量大于或等于可校正错误位的阈值数量时，ECC组件138可能不能校正错误位，而是可以输出指示校正错误位失败的错误校正失败信号。
ECC组件138可以基于诸如以下的编码调制来执行错误校正操作：低密度奇偶校验(LDPC)码、博斯-查德胡里-霍格昆姆(BCH)码、turbo码、里德-所罗门(RS)码、卷积码、递归系统码(RSC)、网格编码调制(TCM)、分组编码调制(BCM)等。ECC组件138可以包括用于基于上述代码中的至少一种执行错误校正操作的任意和所有电路、模块、系统或装置。
存储器接口142可以用作用于处理在控制器130与存储器装置150之间传送的命令和数据的接口，以允许控制器130响应于从主机102传递的请求而控制存储器装置150。在存储器装置150是闪速存储器，并且特别是在存储器装置150是NAND闪速存储器时，存储器接口142可以生成针对存储器装置150的控制信号，并且可以在处理器134的控制下处理输入到存储器装置150或从存储器装置150输出的数据。存储器接口142可以提供接口，该接口用于处理控制器130与存储器装置150之间的命令和数据，例如，NAND闪存接口的操作，特别是控制器130与存储器装置150之间的操作。根据实施例，存储器接口142可以通过被称为闪存接口层(FIL)的固件被实施为用于与存储器装置150交换数据的组件。
存储器144可以支持通过存储器系统110和控制器130执行的操作。存储器144可以存储针对存储器系统110和控制器130中的操作而发生或传递的临时数据或事务数据。控制器130可以响应于来自主机102的请求而控制存储器装置150。控制器130可以将从存储器装置150读取的数据传递到主机102中。控制器130可以将通过主机102输入的数据存储在存储器装置150内。存储器144可以用于存储控制器130和存储器装置150的数据，以便执行诸如读取操作或编程/写入操作或擦除操作的操作。
当控制器130控制存储器装置150的读取操作、写入操作、编程操作和擦除操作时，在存储器系统110的控制器130与存储器装置150之间传送或生成的数据可以存储在存储器144中。例如，存储器144可以存储用于在主机102与存储器装置150之间执行数据写入和读取操作所需的数据以及在执行数据写入和读取操作时的数据。针对这种数据存储，存储器144可以包括程序存储器、数据存储器、写入缓冲器/高速缓存、读取缓冲器/高速缓存、数据缓冲器/高速缓存、映射缓冲器/高速缓存等。
存储器144可以由易失性存储器来实现。例如，存储器144可以以静态随机存取存储器(SRAM)或动态随机存取存储器(DRAM)来实现。如附图所示，存储器144可以存在于控制器130内。可选地，不同于附图所示，存储器144可以存在于控制器130外。在这种情况下，存储器144可以被实现为外部易失性存储器，数据通过单独的存储器接口从控制器130输入到外部易失性存储器和从外部易失性存储器输出到控制器130。
处理器134控制存储器系统110的整体操作。特别地，处理器134可以响应于来自主机102的写入请求或读取请求，控制存储器装置150的编程操作或读取操作。处理器134驱动被称为闪存转换层(FTL)的固件，以控制存储器系统110的一般操作。处理器134可以由微处理器或中央处理器单元(CPU)来实现。
例如，控制器130在存储器装置150中执行从主机102请求的操作。也就是说，控制器130通过由微处理器或中央处理单元(CPU)实现的处理器134，利用存储器装置150来执行与从主机102接收的命令相对应的命令操作。控制器130可以执行作为与从主机102接收的命令相对应的命令操作的前台操作。例如，控制器130可以执行与写入命令相对应的编程操作、与读取命令相对应的读取操作、与擦除命令相对应的擦除操作、或者与作为设定命令的设定参数命令或设定特征命令相对应的参数设定操作。
控制器130还可以通过由微处理器或中央处理单元(CPU)实现的处理器134来执行存储器装置150的后台操作。存储器装置150的后台操作可以包括将存储器装置150的存储块之中的存储块中存储的数据复制到另一存储块的操作，例如，垃圾收集(GC)操作。后台操作可以包括在存储器装置150的一个或多个存储块之间交换数据的操作，例如，损耗均衡(WL)操作和读取回收(RR)操作。后台操作可以包括将从控制器130检索的映射数据存储在存储器装置150的存储块中的操作，例如，映射清除操作。后台操作可以包括针对存储器装置150的坏块管理操作，坏块管理操作可以包括检查和处理存储器装置150中的多个存储块之中的坏块。
处理器134可以在主机102的请求下通过管理存储器装置150的存储空间来有效地抑制对存储器装置150的访问，并且增加主机102所需的预期寿命。
图3示意性地示出了根据本公开的实施例的存储器装置150的存储空间。
存储器装置150可以包括用户区域、超额配置(OP)区域、系统区域和坏区域。每个区域可以包括存储块。在图3中，一个区域被示为一个方块，但是一个区域中包括的存储块不一定在物理上连续。
坏区域可以包括坏块。随着存储器装置150被使用，坏区域的大小可能增大。用户区域、OP区域和系统区域可以各自包括正常块。
用户区域可以存储从主机102提供的用户数据。也就是说，用户区域可以对应于由主机102可访问的逻辑地址空间。用户区域可以包括存储数据的区域和没有存储数据的区域。用户区域的大小对应于用户容量，用户区域中存储数据的区域的大小可以被称为占用容量。
系统区域可以存储系统数据。系统数据可以包括指示主机102的逻辑地址与存储器装置150的物理地址之间的映射的映射数据、用于启动存储器系统110的启动数据等。
OP区域可以是有利于诸如垃圾收集操作的后台操作的空闲空间。
用户区域和OP区域可以被统称为可用区域。随着坏区域的大小的增加，可用区域的大小可能减小。为了尽管可用区域的大小减小也正常使用存储器系统110，主机102可以改变用户容量和OP区域的大小。
根据本公开的实施例，控制器130可以在主机102的请求下调整可用区域中的用户区域和OP区域所占的大小。具体地，主机102可以基于从存储器系统110获取的信息，根据存储器装置150的当前用户容量来确定存储器装置150的预期寿命，并且基于所请求的存储器装置150的预期寿命来确定存储器装置150的新用户容量。例如，主机102可以根据可能用户容量向用户提供各个可能的预期寿命信息。用户可以通过请求存储器装置150的扩展预期寿命来改变存储器装置150的用户容量。主机102可以从用户接收到所请求的预期寿命，基于所请求的预期寿命来确定存储器装置150的新用户容量并且将新用户容量的信息提供到存储器系统110。存储器系统110可以基于新用户容量信息来重置用户区域和OP区域。
将参照图4至图6详细描述根据本公开的实施例的数据处理系统100的操作。
图4示出了根据本公开的实施例的主机102与存储器系统110之间的交互。
在操作S402中，主机102可以从存储器系统110请求存储区域信息。
存储区域信息可以指主机102根据存储器装置150的用户容量来确定存储器装置150的预期寿命的信息。例如，存储区域信息可以包括存储块的当前用户容量信息、块使用率信息和块耐久度信息，并且可以进一步包括占用容量信息。
块耐久度可以指可以保证存储块的可靠性的使用寿命，并且块使用率可以指在预定时段内被编程到存储器装置150的数据的量。
在操作S404中，存储器系统110可以响应于主机102的请求而将存储区域信息提供到主机102。
控制器130可以存储存储块的编程/擦除(P/E)循环，以便确定存储块的块耐久度。可以提前确定可以保证每个存储块中存储的数据的可靠性的最大P/E循环。控制器130可以基于分配到可用区域的存储块的最大P/E循环和当前P/E循环来确定存储块的块耐久度。例如，当第一存储块的最大P/E循环为100个循环并且第一存储块迄今为止被擦除90次时，可以确定第一存储块的块耐久度为10个循环。
控制器130可以监控从主机102接收的数据的量以便确定块使用率，并且监控通过后台操作编程的数据的量。控制器130可以将在预定时段内从主机102接收的数据的量与在预定时段内通过后台操作编程的数据的量的总和确定为预定时段的块使用率。
在操作S406中，主机102可以基于存储区域信息，根据存储器装置150的当前用户容量来确定存储器装置150的预期寿命。将参照图5和图6详细描述操作S406。
图5是根据本公开的实施例的用于描述根据用户容量的预期寿命的示图。
在图5所示的示图中，横轴可以以MB为单位表示用户容量，纵轴可以以天为单位表示预期寿命。随着控制器130减少用户容量，预期寿命可以增加。具体地，当用户容量减少时，可以存储的用户数据的量减少。因此，从主机102接收的用户数据的量也可以减少，并且被编程的数据的量也可以由于内部后台操作而减少。也就是说，可以减小块使用率。当块使用率减小时，块耐久度降低的速度减慢，因此预期寿命可能增加。
在本公开的实施例中，主机102可以基于下面的等式1，根据存储器装置150的当前用户容量来确定存储器装置150的预期寿命。
[等式1]
预期寿命＝块耐久度的总和/平均块使用率×当前用户容量/待改变用户容量
在上面的等式1中，块耐久度的总和可以指示分配到可用区域的存储块的块耐久度的总和。
例如，从控制器130接收的当前用户容量可以为80MB，块耐久度的总和可以为100个循环，并且每天平均块使用率可以为0.5个循环。块耐久度的总和为100个循环的事实可以指示在确保存储器装置150的可靠性的同时可以进一步编程到存储器装置150的数据的量对应于100个存储块的数量。每天平均块使用率为0.5个循环的事实可以指示平均每天将与存储块的一半相对应的数据编程到存储器装置150。当在存储器装置150中维持当前用户容量时，存储器装置150可以使用大约200天然后达到其寿命终点。如上所述，当将当前用户容量的值也置于等式1中的“待改变用户容量”的项时，可以根据等式1来确定根据当前用户容量的预期寿命。也就是说，可以根据等式1，通过将待改变的用户容量视为当前用户容量来确定根据当前用户容量的预期寿命。
主机102可以基于当前用户容量、块耐久度的总和以及每天平均块使用率，根据存储器装置150的当前用户容量来确定存储器装置150的预期寿命。当用户将用户容量降低到40MB，即当前用户容量的一半时，每天平均块使用率可能降低到当前水平的一半。也就是说，当用户容量改变为40MB时，存储器装置150的预期寿命可以增加到400天。
此外，当前用户容量和占用容量在图5的横轴上示出。
参照图5，当存储器装置150的用户容量变得高于当前用户容量时，预期寿命可能降低，并且当存储器装置150的用户容量变得低于当前用户容量时，预期寿命可能增加。由于用户容量被设置为低，预期寿命可以增加，但是当用户容量被设置为低于占用容量时，存储器装置150中存储的用户数据可能丢失。主机102可以基于所请求的预期寿命以及是否保留用户数据来确定新用户容量。
主机102可以提供用户接口，使得用户可以通过参考预期寿命信息来选择用户容量。用户接口可以根据待改变的用户容量向用户提供预期寿命信息。
图6示出了根据本公开的实施例的根据主机可以向用户提供的用户容量的预期寿命信息。
根据实施方案，主机102可以根据可能用户容量等于或小于当前用户容量，向用户提供各个可能的预期寿命信息，使得用户可以增加存储器系统110的预期寿命。用户可以通过参考预期寿命信息来选择可能用户容量中的一个作为待改变的用户容量。例如，当用户期望存储器系统110的可靠性保证有150天或更长时，用户可以选择50MB或更小的用户容量。
主机102可以允许用户选择保留或删除存储器装置150中存储的用户数据。例如，主机102可以从用户接收关于保留或删除存储器装置150中存储的用户数据的选择信息。
当用户选择保留用户数据时，主机102可以允许用户选择在从占用容量到当前用户容量的范围之内的可能用户容量中的一个。例如，当从用户接收到关于保留用户数据的选择信息时，主机102可以向用户提供关于可能预期寿命与从占用容量到当前用户容量范围之内的相应可能用户容量的关系信息，并且用户可以选择在从占用容量到当前用户容量范围之内的可能用户容量中的一个。
另一方面，当用户选择删除用户数据时，主机102可以允许用户选择比占用容量小的可能用户容量中的一个。例如，当从用户接收到关于删除用户数据的选择信息时，主机102可以向用户提供关于可能预期寿命与低于占用容量的相应可能用户容量的关系信息，并且用户可以选择低于占用容量的可能用户容量中的一个。
在图6中，当占用容量为30MB并且当前用户容量为80MB时，阴影区域指示根据低于占用容量的可能用户容量的可能预期寿命，并且非阴影区域指示根据在从占用容量到当前用户容量的范围之内的可能用户容量的可能预期寿命。因此，当用户选择保留用户数据时，主机102可以在非阴影区域向用户提供关于可能用户容量与相应预期寿命的关系信息。另一方面，当用户选择删除用户数据时，主机102可以在阴影区域向用户提供关于可能用户容量与相应预期寿命的关系信息。
返回参照图4，在操作S408中，主机102可以基于从用户输入的所请求的预期寿命来确定新用户容量。作为第一示例，主机102可以允许用户通过参考根据用户容量的预期寿命，输入所选择的用户容量作为新用户容量。作为第二示例，当用户输入所请求的预期寿命时，主机102可以根据所请求的预期寿命确定新用户容量。
在操作S410中，主机102可以通过将新用户容量信息提供到存储器系统110来控制存储器系统110改变用户容量。主机102可以向存储器系统110提供关于是否保留存储器装置150中存储的用户数据的信息。
在操作S412中，存储器系统110可以基于从主机102接收的新用户容量信息来重置存储器系统110的可用区域中的用户容量和超额配置容量。例如，当可用容量为100MB且从主机102接收的新用户容量为40MB时，存储器系统110可以将用户容量设置为40MB，并将超额配置容量设置为60MB。
当确定删除存储器装置150的用户数据时，控制器130可以清空存储器装置150的用户区域，并且根据经改变的用户容量来改变逻辑地址空间的大小。控制器130可以通过调整由主机102可访问的逻辑地址的范围来改变逻辑地址空间的大小。例如，控制器130可以通过扩大由主机102可访问的逻辑地址的范围来扩大逻辑地址空间的大小。
当确定保留存储器装置150的用户数据时，控制器130可以在用户数据被存储在存储器装置150中的状态下改变逻辑地址空间的大小。控制器130可以通过调整由主机102可访问的逻辑地址的范围来改变逻辑地址空间的大小。例如，控制器130可以通过减小由主机102可访问的逻辑地址的范围来减小逻辑地址空间的大小。
控制器130可以在调整逻辑地址的范围的同时更新用户数据的逻辑地址与物理地址之间的映射，并且将指示经更新的映射的映射数据存储在存储器装置150的系统区域中。
根据本公开的实施例，主机102可以基于从存储器系统110接收的存储区域信息，根据用户容量来确定预期寿命，并将关于预期寿命的信息提供到用户。主机102可以向存储器系统110提供基于所请求的预期寿命而确定的新用户容量信息。根据本公开的实施例，存储器系统110可以响应于主机102的请求而增加其自身的预期寿命。
此外，与预期寿命相关的主机102的操作也可以由存储器系统110中包括的控制器130来执行，并且与预期寿命相关的控制器130的具体操作可以和与预期寿命相关并且如上所述的主机102的操作相同。
根据本公开的实施例，基于存储器系统110中可检查的存储区域信息，根据可用区域中的用户容量来确定预期寿命的主机102的操作也可以在存储器系统110中执行。也就是说，存储器系统110中包括的控制器130可以检查可用区域中的用户容量，监控从主机102接收的数据的量和通过后台操作被编程的数据的量以检查预定时段内的平均块使用率，基于可用区域中包括的存储块的最大编程/擦除(P/E)循环和当前P/E循环来检查可用区域中包括的存储块的块耐久度的总和，并且然后基于检查结果根据用户容量来计算预期寿命。
通过这种方式，当存储器系统110根据用户容量来计算预期寿命时，主机102可以根据从存储器系统110获取的用户容量来向用户提供预期寿命信息。
此外，主机102可以从用户接收到关于是保留还是删除可用区域中存储的用户数据的选择信息，并且将从用户接收的选择信息传输到存储器系统110。
通过这种方式，当通过主机102接收到用户的选择信息时，存储器系统110可以基于通过主机102传输的选择信息来确定新用户容量，基于所确定的新用户容量来重置可用区域的用户容量和超额配置容量。
尽管根据本公开的实施例的数据处理系统及其操作方法已经描述了具体实施例，但是这些仅仅是示例，并且本公开不限于此并应被解释为具有基于本说明书中公开的基本构思的最宽范围。在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以通过组合和替换所公开的实施例来实现未指明的实施例。另外，本领域技术人员可以基于本说明书容易地改变或修改所公开的实施例，并且明显的是，这种改变或修改也落入本公开和所附权利要求书的范围内。此外，可以组合实施例以形成附加的实施例。

Claims (20)

1.一种数据处理系统，包括：
存储器系统，包括可用区域和坏区域；以及
主机：
基于从所述存储器系统接收的存储区域信息，根据所述可用区域中的当前用户容量来确定所述存储器系统的预期寿命，
基于所请求的存储器系统的预期寿命来确定所述存储器系统的新用户容量；并且
将关于所述新用户容量的信息提供到所述存储器系统，从而控制所述存储器系统根据所述新用户容量来重置所述可用区域中的用户容量和超额配置容量。
2.根据权利要求1所述的数据处理系统，其中所述存储区域信息包括所述当前用户容量、平均块使用率、以及存储块的块耐久度的总和的信息。
3.根据权利要求2所述的数据处理系统，
其中所述主机基于所述块耐久度的总和与所述平均块使用率，根据所述当前用户容量来确定所述预期寿命，并且
其中所述主机基于所述当前用户容量、所述块耐久度的总和、所述平均块使用率以及所请求的预期寿命来确定所述新用户容量。
4.根据权利要求2所述的数据处理系统，其中所述存储器系统基于从所述主机接收的数据的量和通过后台操作编程的数据的量来检查预定时段内的平均块使用率。
5.根据权利要求2所述的数据处理系统，其中所述存储器系统基于所述可用区域中包括的存储块的最大编程/擦除循环即最大P/E循环和当前P/E循环来确定所述块耐久度。
6.根据权利要求2所述的数据处理系统，其中所述存储区域信息进一步包括占用容量信息，所述占用容量信息是所述可用区域内存储用户数据的区域的大小。
7.根据权利要求6所述的数据处理系统，其中所述主机进一步：
从用户接收关于是保留还是删除所述可用区域中存储的用户数据的选择信息，并且
根据所述选择信息，向所述用户提供所述存储器系统的可能用户容量和相应预期寿命的各种关系信息。
8.根据权利要求7所述的数据处理系统，
其中当接收到保留所述用户数据的选择信息时，所述主机向所述用户提供所述当前用户容量与所述占用容量的范围之内的可能用户容量的关系信息，并且
其中当接收到删除所述用户数据的选择信息时，所述主机向所述用户提供所述当前用户容量与比所述占用容量小的容量范围之内的可能用户容量的关系信息。
9.根据权利要求2所述的数据处理系统，其中所述存储器系统：
基于关于所述新用户容量的信息来调整由所述主机可访问的逻辑地址的范围，
更新用户数据的逻辑地址与物理地址的映射。
10.根据权利要求9所述的数据处理系统，
其中所述存储器系统进一步包括系统区域，并且
其中所述存储器系统进一步将指示经更新的映射的映射数据存储在所述系统区域中。
11.一种数据处理系统的操作方法，所述操作方法包括：
基于来自存储器系统的存储区域信息，根据所述存储器系统的可用区域中的当前用户容量来确定所述存储器系统的预期寿命；
基于所请求的存储器系统的预期寿命来确定新用户容量；并且
根据所述新用户容量来重置所述可用区域中的用户容量和超额配置容量。
12.根据权利要求11所述的操作方法，其中所述存储区域信息包括所述当前用户容量、平均块使用率、以及存储块的块耐久度的总和的信息。
13.根据权利要求12所述的操作方法，
其中所述预期寿命基于所述块耐久度的总和与所述平均块使用率，根据所述当前用户容量来确定，并且
其中所述新用户容量基于所述当前用户容量、所述块耐久度的总和、所述平均块使用率以及所请求的预期寿命来确定。
14.根据权利要求12所述的操作方法，进一步包括：基于在所述存储器系统中接收的数据的量和通过后台操作编程到所述存储器系统的数据的量来检查预定时段内的平均块使用率。
15.根据权利要求12所述的操作方法，进一步包括基于所述可用区域中包括的存储块的最大编程/擦除循环即最大P/E循环和当前P/E循环来确定所述块耐久度。
16.根据权利要求12所述的操作方法，其中所述存储区域信息进一步包括占用容量信息，所述占用容量信息是所述可用区域内存储用户数据的区域的大小。
17.根据权利要求16所述的操作方法，进一步包括：
从用户接收关于是保留还是删除所述可用区域中存储的用户数据的选择信息，并且
根据所述选择信息，向所述用户提供所述存储器系统的可能用户容量和相应预期寿命的各种关系信息。
18.根据权利要求17所述的操作方法，
其中当接收到保留所述用户数据的选择信息时，所述可能用户容量在所述当前用户容量和所述占用容量的范围之内，并且
其中当接收到删除所述用户数据的选择信息时，所述可能用户容量在所述当前用户容量与比所述占用容量小的容量范围之内。
19.根据权利要求12所述的操作方法，进一步包括：
基于关于所述新用户容量的信息来调整可访问的逻辑地址的范围；并且
更新用户数据的逻辑地址与物理地址的映射。
20.一种存储器系统，包括：
存储器装置，包括被划分为可用区域和坏区域的存储块；以及
控制器：
通过监控从主机接收的数据的量以及通过所述存储器装置的后台操作编程到所述存储器装置中的数据的量来检查在预定时段内所述存储器装置的平均块使用率，
基于所述可用区域中包括的存储块的最大编程/擦除循环即最大P/E循环和当前P/E循环来检查所述存储器装置的块耐久度的总和，并且
基于所述块耐久度的总和与所述平均块使用率，根据所述可用区域中的当前用户容量来确定所述存储器装置的预期寿命。
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