JP2004152299A - 不揮発性メモリシステム内での使用不可能なブロック管理 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、不揮発性メモリ124内で欠陥があるとして識別された少なくとも1つの物理ブロックに試験を受けさせる工程であって、該試験は、欠陥がある物理ブロックが使用可能であるか否かを判定するように構成される、工程と、欠陥があるとして識別された該物理ブロックが該試験に合格した場合を判定する工程と、欠陥があるとして識別された該物理ブロックが該試験に合格したことが判定された場合、欠陥があるとして識別された該物理ブロックを使用可能な物理ブロックとして識別する工程とを包含する。
【選択図】 図5
Description
(1.発明の分野)
本発明は、概して、大容量デジタルデータ格納システムに関する。より具体的には、本発明は、欠陥があるか、または使用不能な物理ブロックが管理されることを可能にして、予備ブロックが必要とされる場合、成長欠陥を有する欠陥ブロックが、場合によっては再生利用(reclaimed)され得るシステムおよび方法に関する。
フラッシュメモリ格納システム等の不揮発性メモリシステムは、このようなメモリシステムの物理サイズが小さく、繰返し再プログラムされるという不揮発性メモリの能力のために益々使用されている。フラッシュメモリ格納システムの小さい物理サイズは、益々普及しつつあるデバイスにおけるこのような格納システムの使用を容易にする。フラッシュメモリ格納システムを用いるデバイスは、デジタルカメラ、デジタルカムコーダ、デジタルミュージックプレーヤー、ハンドヘルドパーソナルコンピュータおよびグローバルポジショニングデバイスを含むがこれらに限定されない。フラッシュメモリ格納システムに含まれる不揮発性メモリに繰り返し再プログラムする能力は、フラッシュメモリ格納システムが使用かつ再使用されることを可能にする。
するが、多くの場合、リストにて識別されたブロックの少なくともいくつかが実際は使用可能であり得る。特に、成長欠陥を含む欠陥ブロックの少なくともいくつかは、実際、過酷なパターンを有する試験プロセスに合格し得る。すなわち、欠陥ブロックの少なくともいくつかは、実際には使用可能であることが証明され得る。いくつかの場合において、特定の「極端」な環境すなわちまれな環境において欠陥があると思われるブロックは、「正常」な環境すなわちより一般的な環境においては、実際には欠陥がみられ得ない。その結果、実際には使用可能であるブロックが用いられ得ず、メモリシステムが、実際には使用可能であるブロックのすべてを用いることができないために、メモリシステムは、あまり効率的に動作し得ない。例えば、NANDフラッシュメモリが、通常、ほとんどのフラッシュメモリの仕様範囲から外れている約90℃の環境にさらされる場合、通常、多くの成長欠陥が検出される。仕様範囲から外れている環境にて検出されるこれらの使用不能な成長欠陥の多くは、メモリが、例えば、メモリの仕様書に記載された範囲内のより正常な温度に戻された場合、使用可能であり得る。
本発明は、所望ならば、少なくともいくつかの欠陥ブロックが使用可能性について容易に識別および試験され得るように欠陥ブロックを追跡するシステムおよび方法に関する。本発明の1局面によると、不揮発性メモリ内の予備ブロックを識別する方法は、不揮発性メモリと関連する少なくとも1つの欠陥がある物理ブロックに、欠陥がある物理ブロックが使用可能であるか否かを判定するように構成される試験を受けさせる工程を包含する。本方法は、いつ欠陥がある物理ブロックが試験に合格したかを判定する工程、および欠陥がある物理ブロックが試験に合格したことを判定された場合、その欠陥がある物理ブロックを使用可能な物理ブロックとして識別する工程をさらに包含する。1実施形態において、欠陥がある物理ブロックを使用可能な物理ブロックとして識別する工程は、欠陥がある物理ブロックを第1の予備ブロックとして識別する工程、および不揮発性メモリと関連する予備ブロックのプールに第1の予備ブロックを追加する工程を包含する。
を備え、それにより上記目的が達成される。
本発明は、同時係属中の米国特許出願第10/281,739号、第10/281,823号、第10/281,670号、第10/281,824号、第10/281,631号、第10/281,855号、第10/281,762号、第10/281,696号、第10/281,626号および第10/281,804号、ならびに同時係属中の米国特許仮出願第60/421,910号、第60/421,725号、第60/422,166号、第60/421,746号および第60/421,911号(各々、2002年10月28日出願)に関し、これらの出願は、各々、参考のため、本明細書中にその全体が援用される。
不揮発性メモリを含むメモリシステムが空のすなわち、低速走行する予備の物理ブロックのプールを有する場合、メモリシステムのユーザは、利用可能なメモリの低速走行によって、有効に補償することを強いられ得る。例えば、ユーザは、高価であり得るさらなる不揮発性メモリを取得し得る。時折、いくつかの環境において使用不能または欠陥があるとして識別された不揮発性メモリの物理ブロックは、後から、異なった環境において、実際に使用するために適切であり得る。例えば、成長欠陥が原因で使用不能であるとして識別された物理ブロックは、過酷なパターンを有する徹底的な試験プロセスのインプリメンテーションにおいて再生可能であり得る。使用不能であると特徴付けられた使用可能ブロックがあり得る場合、いくつかの潜在的に使用可能なブロックが事実上廃棄される。
108 マイクロプロセッサ
112 ランダムアクセスメモリ
116 入力/出力回路
120 不揮発性メモリデバイス
124 不揮発性メモリ
128 選択的メモリ制御システム
130 選択的インターフェースブロック
Claims (51)
- 不揮発性メモリ内の予備ブロックを識別する方法であって、
該不揮発性メモリ内で欠陥があるとして識別された少なくとも1つの物理ブロックに試験を受けさせる工程であって、該試験は、欠陥がある物理ブロックが使用可能であるか否かを判定するように構成される、工程と、
欠陥があるとして識別された該物理ブロックが該試験に合格した場合を判定する工程と、
欠陥があるとして識別された該物理ブロックが該試験に合格したことが判定された場合、欠陥があるとして識別された該物理ブロックを使用可能な物理ブロックとして識別する工程と
を包含する、方法。 - 欠陥があるとして識別された前記少なくとも1つの物理ブロックに前記試験を受けさせる工程は、欠陥があるとして識別された該少なくとも1つの物理ブロックに、欠陥があるとして識別された該物理ブロックにビットを書き込む書き込みプロセス、欠陥があるとして識別された該物理ブロックから該ビットを読み出す読み出しプロセス、および、欠陥があるとして識別された該物理ブロックから該ビットを消去する消去プロセスのうちの少なくとも1つを受けさせる工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記物理ブロックを使用可能な物理ブロックとして識別する工程は、
欠陥があるとして識別された該物理ブロックを第1の予備ブロックとして識別する工程と、
該第1の予備ブロックを前記不揮発性メモリと関連する予備ブロックのプールに追加する工程であって、該第1の予備ブロックは、ビットを格納する際に用いるための該予備ブロックのプールから取得されるように構成される、工程と
を包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記不揮発性メモリ内で少なくとも1つのさらなる予備ブロックが必要とされる場合を判定する工程と、
該少なくとも1つのさらなる予備ブロックが必要とされることが判定された場合、前記物理ブロックに欠陥があるとして識別されたブロックを識別する工程と
をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 欠陥があるとして識別された前記物理ブロックを識別する工程は、
前記不揮発性メモリと関連するデータ構造を走査する工程であって、該データ構造は、欠陥があるとして識別された該物理ブロックに欠陥があることを示すように構成されたビットを含むように構成される、工程を包含する、請求項4に記載の方法。 - 前記データ構造は、欠陥があるとして識別された前記物理ブロックが工場欠陥を有する場合を識別するためのビットの第1のセット、および、欠陥があるとして識別された該物理ブロックが成長欠陥を有する場合を識別するためのビットの第2のセットの1つを含むようにさらに構成される、請求項5に記載の方法。
- 前記データ構造は、消去カウントブロックである、請求項4に記載の方法。
- 欠陥があるとして識別された前記物理ブロックは、成長欠陥を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである、請求項1に記載の方法。
- 前記フラッシュメモリは、NANDフラッシュメモリおよびMLC NANDフラッシュメモリの1つである、請求項9に記載の方法。
- 不揮発性メモリ内の使用不能物理格納素子を管理する方法であって、
第1の物理格納素子に欠陥があるとして識別される場合を判定する工程と、
該第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、使用可能な物理格納素子のプールから該第1の物理格納素子を実質的に除去する工程と、
該不揮発性メモリにおけるデータ構造に第1の署名を格納する工程であって、該第1の署名は、該第1の物理格納素子に欠陥があるとして識別するように構成される、工程と
を包含する、方法。 - 前記第1の物理格納素子に欠陥がある場合を判定する工程は、該第1の物理格納素子が首尾よく読み出され得ない場合を判定する工程、該第1の物理格納素子が首尾よく書き込まれない場合を判定する工程、および、該物理格納素子が首尾よく消去され得ない場合を判定する工程のうちの少なくとも1つを包含する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、該第1の物理格納素子は成長欠陥を含み、前記第1の署名は、該第1の物理格納素子が該成長欠陥を有するとして識別するように構成される、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥がある場合を判定する工程は、前記ビットは、該第1の物理格納に欠陥があることを示すように構成されるか否かを判定するために、該第1の物理格納素子に含まれるビットを読み出す工程を包含する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、該第1の物理格納素子は工場欠陥を含み、前記第1の署名は、該第1の物理格納素子が該工場欠陥を有するとして識別するように構成される、請求項14に記載の方法。
- 前記データ構造は、前記使用可能格納素子に関連するビットを含むようにさらに構成される、請求項11に記載の方法。
- 前記不揮発性メモリ内の実質的にすべての物理素子を走査して、前記第1の物理素子を識別する工程をさらに包含する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の物理素子は、第1の物理ブロックであり、前記使用可能物理素子は使用可能物理ブロックである、請求項11に記載の方法。
- 前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである、請求項11に記載の方法。
- 前記フラッシュメモリは、NANDフラッシュメモリおよびMLC NANDフラッシュメモリの1つである、請求項19に記載の方法。
- 不揮発性メモリと関連する、欠陥があるとして識別された少なくとも1つの物理ブロックに試験を受けさせるコードデバイスであって、該試験は、欠陥があるとして識別された物理ブロックが使用可能であるか否かを判定するように構成される、コードデバイスと、
欠陥があるとして識別された該物理ブロックが該試験に合格した場合に関して判定させるコードデバイスと、
欠陥があるとして識別された該物理ブロックが該試験に合格したことが判定された場合、欠陥があるとして識別された該物理ブロックを使用可能な物理ブロックとして識別させるコードデバイスと、
該コードデバイスを格納するメモリ領域と
を備える、不揮発性メモリシステム。 - 欠陥があるとして識別された前記物理ブロックに試験を受けさせる前記コードデバイスは、欠陥があるとして識別された該物理ブロックに欠陥があるとして識別された該物理ブロックにビットを書き込む書き込みプロセスを受けさせるコードデバイス、欠陥があるとして識別された該物理ブロックに欠陥があるとして識別された該物理ブロックから該ビットを読み出す読み出しプロセスを受けさせるコードデバイス、および、欠陥があるとして識別された該欠陥がある物理ブロックに該ビットを消去する消去プロセスを受けさせるコードデバイスのうちの少なくとも1つを備える、請求項21に記載の不揮発性メモリシステム。
- 欠陥があるとして識別された前記物理ブロックを利用可能な物理ブロックとして識別させる前記コードデバイスは、
欠陥があるとして識別された該物理ブロックを第1の予備ブロックとして識別させるコードデバイスと、
該第1の予備ブロックを、前記不揮発性メモリと関連する予備ブロックのプールに追加させるコードデバイスであって、該第1の予備ブロックは、ビットを格納する際に用いるための該予備ブロックのプールから取得されるように構成される、コードデバイスと
を備える、請求項21に記載の不揮発性メモリシステム。 - 前記不揮発性メモリ内で少なくとも1つのさらなる予備ブロックが必要とされる場合の判定をさせるコードデバイスと、
該少なくとも1つのさらなる予備ブロックが必要とされることが判定された場合、欠陥があるとして識別された前記物理ブロックを識別させるコードデバイスであって、該不揮発性メモリに関連するデータ構造を走査させるコードデバイスを含み、該データ構造は、欠陥があるとして識別された該物理ブロックに欠陥があることを示すように構成されるビットを含むように構成される、コードデバイスと
をさらに備える、請求項21に記載の不揮発性メモリシステム。 - 前記データ構造は、欠陥があるとして識別された前記物理ブロックが工場欠陥を有する場合を識別するためのビットの第1のセット、および欠陥があるとして識別された該物理ブロックが成長欠陥を有する場合を識別するためのビットの第2のセットの1つを含むようにさらに構成される、請求項24に記載の不揮発性メモリシステム。
- 欠陥があるとして識別された前記物理ブロックは成長欠陥を含む、請求項21に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記コードデバイスは、ソフトウェアコードデバイスおよびファームウェアコードデバイスの1つである、請求項21に記載の不揮発性メモリシステム。
- 不揮発性メモリの第1の物理格納素子に欠陥がある場合に関して判定させるコードデバイスと、
該第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、該第1の物理格納素子を、使用可能な物理格納素子のプールから実質的に除去させるコードデバイスと、
第1の署名を不揮発性メモリにおけるデータ構造に格納させるコードデバイスであって、該第1の署名は、該第1の物理格納素子に欠陥があるとして識別するように構成される、コードデバイスと、
該コードデバイスを格納するメモリ領域と
を備える、不揮発性メモリシステム。 - 前記第1の物理格納素子に欠陥がある場合の判定をさせる前記コードデバイスは、該第1の物理格納素子が首尾よく読み出され得ない場合の判定をさせるコードデバイス、該第1の物理格納素子が首尾よく書き込まれ得ない場合の判定をさせるコードデバイス、および該第1の物理格納素子が首尾よく消去され得ない場合の判定をさせるコードデバイスのうちの少なくとも1つを備える、請求項28に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥があることが判定される場合、該第1の物理格納素子は成長欠陥を含み、第1の署名は、該第1の物理格納素子が該成長欠陥を有するとして識別するように構成される、請求項29に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥がある場合の判定をさせる前記コードデバイスは、前記ビットが該第1の物理格納に欠陥があることを示すように構成されるか否かを判定するために、該第1の物理格納素子内に含まれるビットを読み出させるコードデバイスを含む、請求項28に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、該第1の物理格納素子は工場欠陥を含み、前記第1の署名は、該第1の物理格納素子を該工場欠陥を有するとして識別するように構成される、請求項31に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記不揮発性メモリ内の実質的にすべての物理素子を走査させて、前記第1の物理素子を識別するコードデバイスをさらに備える、請求項28に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理素子は、第1の物理ブロックであり、前記使用可能な物理素子は、使用可能な物理ブロックである、請求項28に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記コードデバイスは、ソフトウェアコードデバイスおよびファームウェアコードデバイスの1つである、請求項28に記載の不揮発性メモリシステム。
- 不揮発性メモリと、
該不揮発性メモリと関連する少なくとも1つの欠陥がある物理ブロックに試験を受けさせる手段と、
該欠陥がある物理ブロックが該試験に合格した場合を判定する手段と、
該欠陥がある物理ブロックが該試験に合格したことが判定される場合、該欠陥がある物理ブロックを使用可能な物理ブロックとして識別する手段と
を備える、不揮発性メモリシステム。 - 前記欠陥がある物理ブロックは、成長欠陥を含む、請求項1に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである、請求項36に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記フラッシュメモリは、NANDフラッシュメモリおよびMLC NANDフラッシュメモリの1つである、請求項38に記載の不揮発性メモリシステム。
- 不揮発性メモリと、
第1の物理格納素子に欠陥がある場合を判定する手段と、
該第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、使用可能な物理格納素子のプールから該第1の物理格納素子を実質的に除去する手段と、
該不揮発性メモリ内のデータ構造に第1の署名を格納する手段であって、第1の署名は、該第1の物理格納素子を欠陥があるとして識別するように構成される、手段と、
を備える、不揮発性メモリシステム。 - 前記第1の物理格納素子に欠陥がある場合を判定する前記手段は、該第1の物理格納素子が首尾よく読み出され得ない場合を判定する手段、該第1の物理格納素子が首尾よく書き込まれ得ない場合を判定する手段、および、該第1の物理格納素子が首尾よく消去され得ない場合を判定する手段のうちの少なくとも1つを備える、請求項40に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、該第1の物理格納素子は成長欠陥を含み、前記第1の署名は、該第1の物理格納素子を該成長欠陥を有するとして識別するように構成される、請求項41に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥がある場合を判定する手段は、該第1の物理格納素子内に含まれるビットを読み出す手段を含み、該ビットが該第1の物理格納に欠陥があることを示すように構成されるか否かを判定する、請求項40に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理格納素子に欠陥があることが判定された場合、該第1の物理格納素子は工場欠陥を含み、前記第1の署名は、該第1の物理格納素子を該工場欠陥を有するとして識別するように構成される、請求項43に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記第1の物理素子は、第1の物理ブロックであり、前記使用可能な物理素子は、使用可能な物理ブロックである、請求項40に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである、請求項40に記載の不揮発性メモリシステム。
- 前記フラッシュメモリは、NANDフラッシュメモリおよびMLC NANDフラッシュメモリの1つである、請求項46に記載の不揮発性メモリシステム。
- 不揮発性メモリシステム内のブロックを管理する方法であって、
該不揮発性メモリシステムの不揮発性メモリ内の第1の物理ブロックが工場欠陥を有する場合を判定する工程と、
該第1の物理ブロックが該工場欠陥を有することが判定された場合、該第1の物理ブロックを該工場欠陥を有するとして識別する第1の署名を該不揮発性メモリと関連するデータ構造に格納する工程と、
該第1の物理ブロックが該工場欠陥を有することが判定された場合、該第1の物理ブロックが情報を格納するために用いられることを実質的に防止する工程と、
該不揮発性メモリ内の第2の物理ブロックが成長欠陥を有する場合を判定する工程と、
該第2の物理ブロックが該成長欠陥を有することが判定された場合、該第2の物理ブロックを該成長欠陥を有するとして識別する第2の署名を該データ構造に格納する工程と、
該第1の物理ブロックが該成長欠陥を有することが判定された場合、該第2の物理ブロックが情報を格納するために用いられることを実質的に防止する工程と
を包含する、方法。 - 前記不揮発性メモリ内で予備ブロックが必要とされる場合を判定する工程と、
該第2の物理ブロックを試験して、前記第2の物理ブロックが使用可能である場合を判定する工程と、
該第2の物理ブロックが使用可能であることが判定された場合、該第2の物理ブロックを該予備ブロックとして指定する工程と
をさらに包含する、請求項48に記載の方法。 - 前記第2の署名を配置することによって前記第2の物理ブロックを識別するために、前記データ構造を走査する工程をさらに包含する、請求項49に記載の方法。
- 前記不揮発性メモリは、NANDフラッシュメモリおよびMLC NANDフラッシュメモリの1つである、請求項48に記載の方法。
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