CN116661700A - 一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明本发明涉及存储器领域，具体涉及一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，包括以下步骤，S1）获取block的失败比特数；S2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在读次数增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；S3）对与读次数产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；S4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；S5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；若否，则无须操作；S6）对Bad组的wordline进行随机数据写入NAND，对Normal组进行用户数据顺序写入NAND，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入NAND；本发明解决了NAND因PR及BR次数阈值较低而性能下降的问题，本发明消除NAND自身wordline差异性导致的错误，从而提升PR及BR次数，进而提升NAND的性能。
Description
技术领域
本发明涉及存储器领域，具体涉及一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法。
背景技术
NAND Flash是基于浮栅（Floating Gate）晶体管设计，并通过浮栅来锁存电荷的存储器。每个浮栅晶体管对应一个存储单元（cell），每个cell的漏极对应位线（bitline），栅极对应字线（wordline，简称WL），源极相互连接。每个页(page)对应着一个字线，多个字线组成一个块（block）。由于block内部的拓扑结构的不同，进而导致在同一环境条件下不同位置的字线表现出的特性有所差异。
NAND Flash在使用过程中会产生一种read disturb（读干扰）现象，read disturb现象会导致NAND Flash的性能降低。为了避免read disturb现象的产生，目前常在NAND厂家所提供的读干扰（page read，简称PR）或块干扰（block read，简称BR）次数阈值到达前，进行数据转移等操作。然而，为避免NAND Flash性能下降，厂家所提供的BR或PR阈值通常较为保守，这又导致NAND Flash的使用性能下降。而且，当一个block上既进行BR又进行PR操作时，也会由于厂家无法提供明确的转换系数导致存储性能下降。
发明内容
本发明提供了基于wordline分布提升NAND的page read及block read次数的方法，解决了NAND因读干扰次数阈值较低而性能下降的问题。
本申请的技术方案为：一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，包括以下步骤：
S1）以若干个NAND为样本，根据不同生命周期、不同数据保持时间条件下的读次数极限值，获取block的失败比特数；
S2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在读次数增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；
S3）依据所有wordline的失败比特数分布对与读次数产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；
S4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；
S5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；
所述分组包括Normal组和Bad组；
若否，则无须操作；
S6）对Bad组的wordline进行随机数据写入NAND，对Normal组进行用户数据顺序写入NAND，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入NAND。
进一步地，所述读次数为page read或block read。
进一步地，所述步骤S1）还包括以下步骤：
S11）判断是否满足擦写温度；
S12）若是，则进行擦写；若否，则进行温度调节并继续执行步骤S11）；
S13）判断是否擦写完成；
S14）若是，则判断是否满足数据保持温度；若否则进行温度调节并继续执行S13）；
S15）数据保持时间到达后，读取与读次数递增的block；
S16）读取block的失败比特数。
进一步地，所述步骤S3）对较差wordline进行图形化呈现，图形的横坐标为wordline，纵坐标为失败比特数。
进一步地，所述步骤S5）对wordline进行重新分布所依据的特性为低密度奇偶校验码的纠错能力。
进一步地，所述低密度奇偶校验码的纠错能力是55bit/kb或70bit/kb。
进一步地，所述步骤S6）中对Normal组进行用户数据顺序写入NAND时，以自动顺序跳过bad组。
本发明的有益效果是：
本发明根据wordline分布特性，筛除由于PR增多导致失败比特数显著增多的wordline，进行Block的wordline分布重建，可消除NAND自身wordline差异性导致的错误，从而提升PR及BR次数，进而提升NAND的性能。
本发明以牺牲小部分存储空间的方式换取读次数的提升，减少了数据转移次数，从而提升了整个存储设备的性能，尤其针对读取频繁的存储设备，提升效果更加明显。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本方法的流程图；
图2为本申请获取失败比特数的方法流程图；
图3为本申请一个具体实施例下的较差wordline分析图。
具体实施方式
实施例1：
如附图1所示，一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，本实施例中，读次数为PR，包括以下步骤：
S1）以若干个NAND为样本，根据不同生命周期、不同数据保持时间条件下的PR极限值，获取block的失败比特数。本实施例中以42片NAND为样本，平均分位6组后分别擦写擦写1000、2000、3000、5000、7000、10000次，并在40℃下保存0天、9天、27天、45天、81天、90天；按照NAND厂家给出的3000000次PR次数，获取block的失败比特数；
S11）判断是否满足擦写温度；
S12）若是，则进行擦写；若否，则进行温度调节并继续执行步骤S11）；
S13）判断是否擦写完成；
S14）若是，则判断是否满足数据保持温度；若否则进行温度调节并继续执行S13）；
S15）数据保持时间到达后，读取PR次数递增的block；
S16）读取block的失败比特数。
S2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在PR增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；
为了便于观察分析计算数据，使数据直观化，如附图3所示，本实施例对较差wordline进行图形化呈现。本示例中，依据低密度奇偶校验码的纠错能力判断wordline是否与PR产生了一致性偏离。附图3中，方框内的wordline较为突出，是因为其突破了低密度奇偶校验码纠错能力的限制，导致无法被纠正，而方框以外的wordline则表现更加温和。因此，方框内的wordline则被认为在PR增多过程中与PR产生了一致性偏离。
S3）依据所有wordline的失败比特数分布对与PR产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；
S4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；
S5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；
所述分组包括Normal组和Bad组；
若否，则无须操作；
如附图3所示，本实施例依据低密度奇偶校验码的纠错能力对wordline分布进行重新分组，本实施例中低密度奇偶校验码的纠错能力为70bit/kb，重新分组后的wordline分布如表1所示，
表1 重分组后的wordline分布
S6）对Bad组的wordline进行random数据（Random data）写入NAND，对Normal组进行用户数据（User data）顺序写入NAND，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入NAND。本实施例中，NAND的wordline分布的重建写入如表2所示。
表2wordline分布重建写入
写入时，Normal组进行用户数据顺序写入NAND时，以自动顺序跳过bad组。
本实施例由于筛除了部分特性不一致的wordline，使block中剩余wordline的一致性显著增强，从而在PR增多的过程中，通过wordline之间的差异性的方式使得读取过程成功率得到了保证。本实施例用牺牲小部分的存储空间以换取PR及BR阈值次数的提升，减少了数据转移次数，进而提升了整个存储设备的性能。显然地，当存储设备读取较为频繁时，提升程度则更加明显。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例在S1）~S6）采用BR次数替换PR次数。
采用厂商给出的BR次数阈值也可通过筛除部分特性不一致的wordline，使blcok中剩余wordline的一致性增强，获得PR及BR阈值次数的提升，从而达到与实施例1相同的提升存储设备性能的效果。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）以若干个NAND为样本，根据不同生命周期、不同数据保持时间条件下的读次数极限值，获取block的失败比特数；
S2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在读次数增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；
S3）依据所有wordline的失败比特数分布对与读次数产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；
S4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；
S5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；
所述分组包括Normal组和Bad组；
若否，则无须操作；
S6）对Bad组的wordline进行随机数据写入NAND，对Normal组进行用户数据顺序写入NAND，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入NAND。
2.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，其特征在于，
所述读次数为page read或block read。
3.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，其特征在于，所述步骤S1）还包括以下步骤，
S11）判断是否满足擦写温度；
S12）若是，则进行擦写；若否，则进行温度调节并继续执行步骤S11）；
S13）判断是否擦写完成；
S14）若是，则判断是否满足数据保持温度；若否则进行温度调节并继续执行S13）；
S15）数据保持时间到达后，读取读次数递增的block；
S16）读取block的失败比特数。
4.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，其特征在于，
所述步骤S3）对较差wordline进行图形化呈现，图形的横坐标为wordline，纵坐标为失败比特数。
5.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，其特征在于，
所述步骤S5）对wordline进行重新分布所依据的特性为低密度奇偶校验码的纠错能力。
6.如权利要求5所述的一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，其特征在于，
所述低密度奇偶校验码的纠错能力是55bit/kb或70bit/kb。
7.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，其特征在于，
所述步骤S6）中对Normal组进行用户数据顺序写入NAND时，以自动顺序跳过bad组。
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