200917027 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤其更有關於快 本發明係有關於快閃記憶體之規劃 閃记憶體之儲存方法。 【先前技術】 ，年來’快閃記憶體（Fiash_〇ry)之發展非常迅 二身爾曰新月異，各式記憶卡（Mem 、 憶體之技術曰趨成孰，然而隨著快閃記 大量資源研究上竭亦開始投八 ’、歹1 SSD係為以快閃記彳备 做储存媒體之純電子式硬碟機，而 匕體 存取速度快、低耗電量 ’、、A s己憶體 _特性，可應上碟:=勝== 圪中，’甚至具有取代傳統磁性硬碟機之潛力。 决閃。己憶體本身具有„明顯之缺點 二，係對應於其抹除(&as〇
抹除次數因製造廉商之不同而略有出I S 資料越不穩:左ί此且數越趨近極限，其所儲存之 命，將會為使用快閃記憶體:==使用壽 置換成本。而快閃記憶體 、生#大的限制及 程技術之提升，但在目前=數係有賴於半導體製 夫閃记憶體之製程技術尚難有突 200917027 鳴下’如何減少快閃記憶體的抹除次數，即 成為現又延長快問記憶體壽命的最有效方式。 ㈣記《之架構係q面（Page)為 數個頁面組成一個區塊（Block)。然而’ 。晃 r生’即其儲存時係以頁面為單位，但抹除時卻=塊 2位進行抹除，由於儲存與抹除之單位大小有別，如此 :來將使4抹除讀遠高讀存實際所需 舍 電腦僅欲儲存一筆大小為一頁面之資料’但其所指向^ 面：被寫入但尚未抹除時’則需先將該頁面所在之區塊整 個抹除二才能將該筆資料寫入該頁面，然而，該區塊中其 餘無關該筆資料之頁面，無論其中是否存有 被 =除，即’為使該筆㈣得明利存人，該 = 頁面皆需消耗-次之抹除次數。例如，一區塊中包含八 斤有 二：二：頁面’且A、B兩頁面已被寫入資料，若欲修 頁：中之資料’或待儲存資料之位址係指向A頁面/ 時’依以寫人前抹除（EmsebefGrewrite )規則，即需將該 區塊抹除而始可將該筆新資料寫入A頁面；而之後若欲丫： 改B頁面時’亦需將該區塊抹除後始可將該筆新資料寫二 B頁面，如此-來’A頁面及β頁面均只被修改過—次， 但卻被抹除了兩次，實質上浪費―次之抹除次數，然而* 白之C頁面自始至終皆沒有被運用，卻需消耗兩次之抹ς 次數，形成不必要之浪費’且經長期運用過後，此—浪 之次數實為非常可觀。 、 有鑑於此-特性對資料儲存與抹除時所造成之影響， 200917027 目前已有許多技術相繼提出特殊之記憶體儲存方法 藉由快閃記憶體内部空間應用之最佳化，以減少抹 、 數，進而達到增長使用壽命 二一人 J 如美國專利案號第 ，，说所揭露者即為其一，該案中所提及之單元 (Unit)係為本發明中之區塊（Bbck)，而 等於本發明中之頁面 所疋義之名詞各有不同，為避免混淆， 說明將採用與本發明相同之定義。 專利之 :閱帛®’為上述’425號專利之資料儲存示音 假設該快閃記恃雜1古〜 〜、圖 塊，圖中所示者為其中之二 匸免即苐-區塊（10)及第二區塊（20) 各包含有五頁面（10a〜10 : ^ 肖第一區塊（10 )中之第二頁面（l〇b )，而 該第二頁面f 1nk、仏、 、J ’而 不進 “皮寫入資料，但尚未被抹除時，即 2仃抹除以將資料寫入該第二頁面： 、+、… 工置之第二區塊（20 )，並於其内找尋—盥μ 逑第二頁面與上 ( b )具有相同偏移量（Offset )之頁面 有另筌！/可將該筆資料寫入。於完成該次儲存後，若 ^:巧料:欠寫入，其指向第-區·⑽中之第四； 未被抹除時，頁面（刚）曾被寫入資料’但尚 將資料寫入，惟ϋ需找尋一完全空置之區塊予以 餘四個空白之Γ 塊（20)雖僅被寫入一頁面，尚 料寫入，故必須其已非完全空置，無法供該筆資 4再仃哥找又一完全空置之第三區塊 200917027 塊（30 )巾，與該第-具有相同偏移量之頁面 (30 ) ’將該筆資料寫入該第三區 區塊（ίο)中之第四頁面（1〇d ) (30d ) 〇 仍有St方法，雖可降低各區塊之平均抹除次數，押 仍有其不足的地方，即其儲存空間之利用率極低 ：
，例子’當該筆資料寫入該第二區塊（ L (施）後，雖然該第二區塊（2〇)中之 ^頁面 (10a，10c〜l〇e )皆尚未被寫入，但該第二 因其已非完全空置，而被系統視為無法湘2〇)仍會 (U_ilable ) ’致使在下次尋找時被跳 些區塊中剩餘多少介白百而 ^ am Λ 宜…？ 頁面，只要該區塊中之任-頁面被 ★’卩需等待抹除後才可利其餘空自之頁面，假 被寫入資：= 共同組成，若其中僅-個頁面 用:且在重敕^ I、四十九個空白頁面皆需空置而無法使
的~1運=㈣f —次之抹除次數，於快閃記憶體 的空間運用上非當之尤卜人A 有效率之儲存方法，仍‘：：可見’此-方法絕非- 仍有其可改進之空間及必要。 【發明内容】 本潑"明之Φ Φ η 的’係在於提供一種快閃記憶體之資 料儲存方法，其可右^ &八 、 有效地刀配記憶體内部之空間並加以管 理，提升資料儲存與弟敫 Η重整之效率，並降低記憶體之抹除次 數，延長快閃記憶體之使用壽命。 為達上述目的，本發明係將記憶體分割成複數由主要 200917027 區塊與替代區塊所組成之區段，於資料寫入時，若儲存位 址指向主要區塊中之某一頁面，而該頁面曾被寫入但尚未 被抹除時，即將該筆資料寫入同一區段之替代區塊中之任 一頁面，而待系統閒置，抑或是替代區塊被寫滿時，始將 儲存於該區段之主要區塊與該些替代區塊内之資料複製至 另一空白區段進行重整，爾後將該原始區段進行抹除動 作，再行將該些重整後之資料存回該原始區段内。 【實施方式】 ,茲就本發明之一較佳實施<列，配合圖 <，詳細說明如 後首凊參閱第二圖，其係為依據本之 資料儲存方法之一較佳且體實祐相]己^體之 权狂昇體貫訑例之流程圖，係將記憶體 为割成複數區段（ζ_)，而該些區段係由主要區塊與替 :區塊所組成（S1"，每一區塊又係由複數頁面所組 成’當電腦下達邏輯定址指令（L〇gicalB1〇ck
Addressing,LBA )時，該歸指令經解碼後係指肖某一區段 口 ==塊父Μ)中之某一頁面（Μ，惟若該 曰"^ 人貝料’但尚未被抹除時，即將該筆資料寫 入同一區段内之替代區塊中 咖、 枯，,、广 工工白貝面（S12 ) ’以 f:塊中之頁面取代主要區塊中之頁面，而當下筆儲存 貝料所指向之頁面仍為趟姑宜 則打η“ 為曰被寫入但尚未被抹除之狀態時， 則亦同樣在同一區段内之替代 料寫入。 代區塊中之其他空白頁面將資 200917027 /當-區段内之替代區塊中之全部頁面皆被寫滿，或是 系 '、’克間置（Idle )時’將儲存於該區段内之該些主要區塊 與该些替代區塊中之資料複製至另一空白區段中並進行重 整（S13 )，而當資料全數複製且重整完畢後，即將原始 區段進行抹除動作（S14 )，以清空原儲存資料，待原始 區二抹除π畢後’將上述暫存至其它空白區段並重整過後 ，貝料，再打存回原始區段内（S15 )。其中，亦可於將 木陈1 Μ4 )刖，即將該些重整過後之資料存 回該原始區段内（S15 )，任何熟悉本項技藝之人必知其 並非-固定之步驟’可視使用目的而加以變換，本實施例 係為依據-較佳之順序所述之較佳具體實施例，並非用來 對本發明加以限制者。 士第一圖A所示’其係為本發明之快閃記憶體之資 -A* 〇+. -V ^ /4- ι=ι «Λ ' 儲存方法之-較佳具體實施例之示意圖，一區段（4 )中 包括複數個主要區塊（5)及複數個替代區塊（6)，本 =僅分別標示-區塊大小之圖示並加以敘述之。本實施例 :饭设各該區塊皆係由五個頁面（51〜55,61〜65 )所組成， 第-資料欲寫入-區段（4)内之主要區塊（5) =而其所指向之第二頁面（52)曾被寫人資料但尚未被 抹以時，即不進行抹除以將該第一資料寫入主要區塊 中之第二頁峰），係將該第-資料寫入同-區 ㈣代區塊（6)中之任一空白頁面，本實施 例中係將該筆資料寫入替代區塊（6 )中之第一頁面 (61)，而當有另-第二資料指向主要區塊（5)内之第 200917027 四頁面（Μ)，而該第四頁面（54)曾被寫入資料但尚未 被抹除時，即將該第二資料寫入同-區段（4 )内之缺代 區塊（6 )中除第一頁面（61)外之任一空白頁面即；。 而當該區段（4)内之替代區塊（6)中之頁面皆被寫滿 時’如第二圖B所示，即需另行找尋—空白之區段 ^ )’將原始區段（4 )中之資料全數複製至該空白區 段（）並加以重整，本實施例中之資料係共為四筆，待 資，全數複製完畢後，即將原區段（4 )抹除，以清空原 = 使之還原為-空置之區段，再行將該些重整過 後之貝料存回原始區段（4 )中。 玆估f述之方法’可有效地運用替代區塊内之所有頁面， 致使咖之抹除週期（Erasecyde)得以延長， 圮憶體之抹除率。 命底 ^參閱第四圖’係為依據本發明之快閃記憶體 第二圖所示之流程類：==圖’其流程大致與 段，係由主要區塊、第此」實例中之區 _ 第替代區塊，與第二替代區塊三者 例替(代::，其中該第一替代區塊係與上述實施 頁面為單位一頁：頁：同’用以供所需空間較小之播案以 間幾近或等於一區塊而該第二替代區塊係供所需空 入，資料h〜/連，性㈣以區塊為單位連續寫 Π，, ' 刚'、統需先判斷該筆資料寫入時所需之空 厂曰7大小（〜 j /丨而〜工 間（咖），則執行步d㈣小’，需幾個頁面之空 驟（S22a ),而步驟（S22a )係輿 200917027 :二圖中之步驟（S12 )相同 檔案，或复所心^ 丨详右》亥筆周科為一連續性 時，列勒r、牛⑥空間大小相當於—整塊之區塊（S22Y) 制之優點在於，者待窝入貝寫入以思體，此一機 樓案時，…： 料為所需空間較大之連續性 面1筆料以區塊為單位，即連續之複數頁 ”系統開置;第重整時所需花費之時間， 被寫滿時，即進行重整:作::父替代區塊其中之一 存方=圖發明之快_體之資料儲 分為主要區塊(;π意圖’一區段（4)係' 塊， #代區塊（6)及第二替代區 塊圖=一實施例所述者’本圖亦僅分別標示一區 现大小之圖不並加以敘述之 面（Μ華5)所組成，；又各;：塊皆係㈣^ …内之第-頁面上：且入主要區塊 之大小將近-區塊時，雖該第：^二入所需空間 料，但第二頁面（52 )内曾被 並無寫入貝 此由該些頁面…5)所二=父未被抹除，因 ^听井R組成之區塊（5 )並非完 全空置，故該第三資料無法連續寫人此—區塊（ 此時即將該第三資料儲存至同一區段段（4)内之第二替 代_ c m㈣第三資料係以區塊為單位連續地存 入該第二替代區塊（7) ’而非如第三圖之實施例係以頁 12 200917027 面為：位一頁一頁存入第一替代區塊 使連續性槽案之儲存與重整時做法了 之效率。 重^間皆縮短，進而提升非常高 替 經發明人之實驗，得知當該主 代區塊（6)、第二替代區塊（7)之比例相1 . i 2 ’取適合用以做為需要經f進行存取動 體，❹用以存放系統構之快閃記憶體 主= 二第St區塊…、第二替代區塊二 何熟悉本項技蓺之!= 數據做—說明 視使用需求與;量而加:變2例之分配並非固定不變，可 部之方法’不但可有效運用快閃記憶體内 達到提高效率、降低抹除率之目的，惟二 明之較佳具體實例，非a此即拘限本發=本： t凡運用本發明内容所為之等效變化，均同理皆包：2 發明之範圍内，合予陳明。 3於本 【圖式簡單說明】 第-圖係習知之資料儲存示意圖。 =:::發明之㈣記憶體之儲存方法之， 第三圖係為依據本發明之快閃記億體之儲存方法之—較佳 13 200917027 具體實例之示意圖。 第四圖係為依據本發明之快閃記憶體 佳具體實例之流程圖。 ‘ a 子’之另一較 第五圖係為依據本發明之快閃記憶體 佳具體實例之示意圖。 法之另一較 【主要元件符號說明】 【先前技術】 10…第一區塊 10a〜10e…第一區塊之第-頁面至第五頁面 20…第二區塊 20a〜20e…第二區塊之第一頁面至第五頁面 30…第三區塊 30a〜30e…第三區塊之第一頁面至第五頁面 【本發明】 51〜55 .·.主要區塊内之頁面 61-65 ： _ ++ , ^ 替代區塊内之 …空白區段 4…區段 5…主要區塊 6…第一替代區塊 頁面 7…第二替代區塊 S11 〜S15，S21 〜S25 ...步驟 14