TW201239622A - Information processing device, external storage device, host device, relay device, control program, and control method of information processing device - Google Patents

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TW201239622A
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TW
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ssd
memory
host
external storage
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TW101105690A
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Daisuke Hashimoto
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Toshiba Kk
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Description

201239622 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本文所描述的實施例大體上係關於一種資訊處理裝置、 外部儲存裝置、主機裝置、中繼裝置、控制程式及資訊處 理裝置之控制方法。 本申請案基於且主張來自2011年3月10曰申請之日本專 利申請案第2011-053228號及2011年7月25日申請之日本專 利申請案第2011-162330號之優先權之權利；該等案之全 文以引用方式併入本文中。 【先前技術】 作為在一電腦系統中使用的一外部儲存裝置，安裝有一 非揮發性半導體記憶體（諸如一反及型快閃記憶體）之一 SSD(固態磁碟）引人注意。與一磁碟裝置相比，快閃記憶 體具有諸如高速及輕量的優點。SSD包含：複數個快閃記 憶體晶片；一控制器，其回應於來自一主機設備之一請求 而執行對各自快閃記憶體晶片之讀取/寫入控制；—緩衝 記憶體，其用於在該等各自快閃記憶體晶片與該主機設備 之間執行資料傳送；一電力供應電路；及至該主機設備之 一連接介面。 【實施方式】 般5之，根據一實施例，一種資訊處理裝置包含一主 機裝置及一外部儲存裝置。該外部儲存裝置包含：可讀寫 非揮發性記憶體；一介面控制器，其連接至該主機裝置； 及—第一控制單元β該介面控制器判定是否滿足切換至致 162392.doc 201239622 使該非揮發性性記憶體僅執行該讀取操作之唯讀模式之一 切換條件，且當滿足該切換條件時，該第一控制單元使該 :面控制器自—第-介面控制器切換至-第二介面控制 器該主機裝置包含：一介面驅動程式其用於操作該外 部儲存裝置’及一第二控制單元。該第二控制單元基於自 該外部儲存裝置所獲取的資訊而判定是否將該非揮發性記 憶體辨識為僅可實行該讀取操作之唯讀記憶體，且當判定 辨識為該唯讀記憶體時，使該介面驅動程式自—第一介面 驅動程式切換至一第二介面驅動程式。 當資料儲存在一非揮發性半導體儲存元件（諸如一反及 型快閃記憶體)中時，繼一次性擦除資料之後依區塊單位 執行寫入，依頁面單位執行讀取/寫入，或固定一擦除/讀 取/寫入單位。另一方面，將資料寫入一次要儲存裝置(諸 如一硬碟）中且自該次要儲存裝置讀出該資料之一主機設 備（諸如一個人電腦）之一單位稱為磁區。獨立於一半導體 儲存裝置之一擦除、寫入及讀出單位而設定該磁區。例 如非揮發性半導體記憶體之擦除、寫入及讀出單位可大 於主機裝置之讀取/寫入單位。 當使用快閃記憶體組態個人電腦之次要儲存裝置時，可 產生歸因於許多錯誤原因而無法用作為一儲存區域之一區 塊（缺陷區塊、有損壞區塊）及一無法被讀取區域（缺陷區 域）。若缺陷區塊之數目或缺陷區域之數目超過上限值， 貝J無法暫存一新缺陷區塊或一缺陷區域且無法保證儲存在 緩衝記憶體（快取記憶體）中之資料及請求寫入之資料兩者 r·· 162392.doc 201239622 寫入至快閃記憶體n，當缺陷區塊之數目或缺陷區域 之數目超過一預定值時，可突然失去寫入資料的能力，儘 管快閃記憶體中存在自由空間。 作為以上問題之一組冰. 解决方案，存在一種管理在反及型快 門"己隱體中產生的有損壞叢集之數目及有損壞區塊之數目 且當根據有損壞叢隼 粟之數目及有損壞區塊之數目而將資料 自主機I置寫人至反及型快閃記憶體時切換操作模式之方 法。叢集係一種用作SSD中之—邏輯位址之管理單位。叢 集大小係磁區大小的自然數倍之兩倍或兩倍以上，且藉由 自LB A(邏輯區塊定址）之—預定位元之高位序之一位元 序列組態叢集位址。 方法中，SSD之操作模式分成以下三種模式。 模式（寫回模式）.將資料—次性寫人至快取記憶體 且基於-預定條件而將該資料移除至反及型快閃記憶體之 正常操作》 ’ WT模式（直寫模式）：每當收到一寫入請求時將寫入至 :取§己憶體之資料寫入至反及型快閃記憶體之操作模式。 母次寫入至反及型快閃記憶體而儘可能多地保證自主 機寫入的資料。當有損壞叢集表或有損壞區塊表之剩餘項 J於或等於-預定數目時，SSD轉變至WT模式。 • R〇模式（唯讀模式禁止步 π止涉及寫入至反及型快閃記憶 2所有處理程序之模式。當SSD接近其壽命盡頭時藉 由傳回關於來自主機之所有寫 有罵入切求之一錯誤以不執行寫 入而儘可能多地保證已自該主機寫入的資料。當有損壞叢 I62392.doc 201239622 集表或有損壞區塊表之剩餘項目之數目小於或等於一預定 數目時或當自由區塊不足夠時，SSD轉變至RO模式。 在WB模式及WT模式中，SSD接受來自主機之讀取請求 及寫入請求兩者，且處理該讀取請求及該寫入請求。在 RO模式中，SSD接受來自主機之讀取請求且處理該讀取請 求，但是不處理來自主機之寫入請求且傳回一錯誤。 當SSD連接至安裝有作業系統（OS)(諸如Windows(註冊商 標））之主機時，主機將寫入請求傳輸至SSD，且通常當處 理寫入請求時，主機將SSD辨識為一可用外部儲存裝置。 若當轉變至RO模式至SSD連接至安裝有Windows(註冊商 標）之主機時主機將寫入請求傳輸至SSD，則SSD將一錯誤 傳回至主機且因此主機可不將SSD辨識為一可用外部儲存 裝置。因此，即使處於可讀取之RO模式之SSD連接至主 機，亦可不自SSD讀取過去記錄的資料。 在本實施例中，通常可由主機將切換至RO模式之SSD辨 識為僅可實行讀取操作之一裝置。 下文將參考隨附圖式詳細說明一種資訊處理裝置、外部 儲存裝置、主機裝置、中繼裝置及該資訊處理裝置之控制 方法之例示性實施例。本發明不限於以下實施例。 (第一實施例） 圖1圖解說明一電腦系統之一第一實施例之一組態。電 腦系統1由用作一外部儲存裝置之一 SSD 10、一主機100及 用作連接SSD 10與主機100之一記憶體介面之一 ΑΤΑ介面 90組態而成。外部儲存裝置可係除SSD 10外之其他可讀寫 162392.doc 3 201239622 非揮發性儲存裝置，諸如一硬碟機 '一混合硬碟機、USB 記憶體或一 SD+。主機100可係一個人電腦’可係一成像 裝置（諸如一靜態相機或一攝影機），或可係一平板型電 腦、一智慧型電話、一遊戲機、一汽車導航系統等。 如在圖1中圖解說明，SSD 10包含：反及型快閃記憶體 (後文中縮寫為反及記憶體）20，其用作非揮發性半導體記 憶體；一介面控制器30，其用於透過ΑΤΑ介面90而與主機 100傳輸及接收信號；RAM(隨機存取記憶體）4〇，其用作 揮發性半導體記憶體，包含作用為介面控制器3〇與反及記 憶體20之一中間緩衝器之快取記憶體（CM)40a ; —記憶體 控制器50，其負責管理及控制反及記憶體20及RAM 40且 控制介面控制器30 ; — IPL(初始程式載入器）55’其用作用 於執行包含在SSD 10啟動時初始化之多種類型的啟動處理 程序之一開機載入器；一 ECC校正電路58，其用於執行自 反及記憶體20讀出的資料之一錯誤校正處理程序；及一匯 流排57，其用於連接所有構成元件。IPL 55可配置於記憶 體控制器50中。在此實施例中，ΑΤΑ介面組態為一串列 ATA(SATA)介面。可使用其他介面（諸如並列ΑΤΑ(ΡΑΤΑ)介 面）取代SATA介面90。可使用其他介面（諸如USB(通用串 列匯流排）介面、PCI Express介面、Thunderbolt(註冊商標） 介面或串列附接SCSI(SAS)介面）取代ΑΤΑ介面90。 對於RAM 40，可採納DRAM(動態隨機存取記憶體）、 SRAM(靜態隨機存取記憶體）、FeRAM(鐵電隨機存取記憶 體）、MRAM(磁阻隨機存取記憶體）、PRAM(相變隨機存取 162392.doc 201239622 記憶體）等。RAM 40可配置於記憶體控制器5〇中β 反及記憶體20將由主機1〇〇所指定的使用者資料儲存在 其中’儲存管理該使用者資料之管理表，及儲存在ram 40中管理的管理資訊以用於備份。反及記憶體2〇包含複數 個記憶體胞配置成一矩陣形式之一記憶體胞陣列，其中各 記憶體胞可使用一上頁面及一下頁面來儲存多個值。由複 數個記憶體晶片組態反及記憶體2 0，且藉由配置依複數形 式擦除資料之一區塊或單位而組態各記憶體晶片。在反及 記憶體20中，依頁面單位執行資料之讀取及寫入。該區塊 由複數個頁面組成。 圖2圖解說明組態反及記憶體2〇之反及記憶體晶片之一 内部組態實例。反及記憶體20包含一或多個反及記憶體晶 片20080。反及記憶體晶片20080包含一記憶體胞陣列，在 記憶體胞陣列中複數個記憶體胞配置成一矩陣形式。由具 有形成在一半導體基板上的一堆疊閘極結構之一 MOSFET(金屬氧化物半導體場效電晶體）組態記憶體胞電 晶體’記憶體胞電晶體組態記憶體胞陣列。堆疊閘極結構 包含：一電荷聚積層（浮動閘極電極）’其形成在半導體基 板上，與該半導體基板之間内插有一閘極絕緣膜；及一控 制閘極電極，其形成在浮動閘極電極上，與該浮動閘極電 極之間内插有一閘極間絕緣膜。記憶體胞電晶體具有根據 在浮動閘極電極中聚積的電子數目而變更的臨限值電壓， 且根據臨限值電壓之差而儲存資料。在本實施例中，已描 述個別記憶體胞係使用上頁面及下頁面之2位元/記憶體胞 162392.doc 201239622 之四值儲存方法之寫入方法之一情況，但是甚至在個別記 憶體胞係使用一單頁面之丨位元/記憶體胞之兩值儲存方法 之寫入方法或使用上頁面、中間頁面及下頁面之3位元/記 憶體胞之八值儲存方法之寫入方法之情況下，本發明之本 質亦未變更。記憶體胞電晶體不限於包含浮動閘極電極之 結構’且可係可藉由捕集用作電荷聚積層（諸如M〇n〇s(金 氮氧梦））之氮化物界面處之電子而調整臨限值電壓之一結 構。MONOS型圯憶體胞電晶體可相似地經組態以儲存一 位元或可經組態以儲存多個值。此外，對於非揮發性儲存 媒體’可採納如在美國專利申請公開案第2〇1〇 〇172189號 及美國專利申請公開案第2010 〇254191號中描述三維地配 置記憶體胞之一半導體儲存媒體。 如在圖2中圖解說明，反及記憶體晶片2〇〇8〇包含一記憶 體胞陣列20082，其中用於儲存資料之一記憶體胞配置成 一矩陣形式。記憶體胞陣列20082包含複數個位元線、複 數個字線及一共同源極線，其中在位元線與字線交叉處資 料可電重寫之記憶體胞配置成一矩陣形式。用於控制位元 線之一位元線控制電路20083及用於控制字線電壓之一字 線控制電路20085連接至記憶體胞陣列2〇〇82。換言之，位 元線控制電路20083透過位元線而讀出記憶體胞陣列2〇〇82 中之s己憶體胞之資料，且透過位元線而將一寫入控制電壓 施加至記憶體胞陣列2〇082中之記憶體胞以實行至記憶體 胞之寫入。 一行解碼器20084、一資料輸入/輪出緩衝器2〇〇89及一 162392.doc • 10· 201239622 資料輸入/輸出終端20088連接至位元線控制電路20083。 自記憶體胞陣列20082讀出的記憶體胞之資料透過位元線 控制電路20083及資料輸入/輸出緩衝器20089而輸出至資 料輸入/輸出終端20088外。外部輸入至資料輸入/輸出終端 20088之寫入資料藉由行解碼器20084透過資料輸入/輸出 緩衝器20089而輸入至位元線控制電路20083，且實行至指 定記憶體胞之寫入。 記憶體胞陣列20082、位元線控制電路20083、行解碼器 20084、資料輸入/輸出緩衝器20089及字線控制電路20085 連接至一控制電路20086。控制電路20086根據輸入至控制 信號輸入終端20087之控制信號而產生一控制信號及一控 制電壓以控制記憶體胞陣列20082、位元線控制電路 20083、行解碼器20084、資料輸入/輸出緩衝器20089及字 線控制電路20085。除反及記憶體晶片20080之記憶體胞陣 列20082之外的電路部分稱為反及控制器（NANDC)20081。 圖3圖解說明在圖2中圖解說明的記憶體胞陣列20082之 一組態。記憶體胞陣列20082係一反及記憶體胞型記憶體 胞陣列，且經組態以包含複數個反及記憶體胞。由包含串 聯連接的記憶體胞之一記憶體串MS及連接至記憶體串MS 之兩個端點之選擇閘極SI、S2組態一反及記憶體胞。選擇 閘極S1連接至位元線BL，及選擇閘極S2連接至源極線 SRC。配置在相同列中之記憶體胞MC之控制閘極通常連 接至字線WL0至WLm」。第一選擇閘極S1通常連接至選擇 線SGD，且第二選擇閘極S2通常連接至選擇線SGS。
162392.doc -11- 201239622 δ己憶體胞陣列20082包含一或複數個平面，且平面包含 複數個區塊《由複數個反及記憶體胞組態各區塊，且依區 塊單位擦除資料。 連接至一字線之複數個記憶體胞組態一實體磁區。資料 經寫入及讀出以用於每個實體磁區（實體磁區不相關於後 文待描述的LBA之邏輯磁區）。在2位元/記憶體胞寫入方法 (四值）之情況下，兩頁面資料儲存在一實體磁區中。在^立 元/記憶體胞寫入方法（兩值）之情況下，一頁面資料儲存在 一實體磁區中，及在3位元/記憶體胞寫入方法（八值）之情 況下，三頁面資料儲存在一實體磁區中。 在讀取操作、程式化驗證操作及程式化操作時，根據自 記憶體控制器50所接收的實體位址而選擇一字線且選擇一 實體磁區。藉由實體位址而實行切換實體磁區中之頁面。 在本實施例中，反及記憶體20係一 2位元/記憶體胞寫入方 法，且記憶體控制器50處置假定將兩頁面（上頁面及下頁 面)作為實體頁面指派至實體磁區，其中實體位址指派至 所有頁面。 2位元/記憶體胞之四值反及記憶體經組態使得一記憶體 胞中之臨限值電屋具有四種分佈方式。圖4圖解說明儲存 在四值反及記憶體胞快閃記憶體之記憶體胞中之兩個位元 之四值資料（資料「11」、「〇1」、 之臨限值電壓分佈之間的關係。 於實體磁區之兩個資料時（其中 頁面）施加至選定字線之電壓.， 、「00」）與記憶體胞 在圖4中，VA1係當讀出關 僅寫入下頁面且未寫入上 且VA1V指示當實行至A1之 162392.doc •12· 201239622 寫入時經施加以驗證寫入是否完成之驗證電壓。 VAZ、Vb2、Vc2係當讀出關於實體磁區之四個資料時（其 中寫入下頁面及上頁面）施加在選定字線上之電壓，且 VAZV、Vwv、Vqv指示當實行至各臨限值電壓分佈之寫入 時經施加以驗證寫入是否完成之驗證電壓。Vreadl、 Vread2指示當實行資料讀出時施加至反及記憶體胞中之未 選定記憶體胞以引導相關未選定記憶體胞而不管保存的資 料之讀取電壓。此外，Vev 1、Vev2指示當擦除記憶體胞之 資料時施加至記憶體胞以驗證擦除是否完成之擦除驗證電 壓’且具有一負值。鑑於相鄰記憶體胞之干擾影響而判定 量值。各電壓之量值關係為：
Vevl<VA1<VAlv<Vreadl
Vev2<VA2<VA2v<VB2<VB2v<VC2<VC2v<Vread2。 如上文描述，擦除驗證電壓yev i、Vev2、Vev3採取負 值’但是在擦除驗證操作中實際上施加至記憶體胞MC之 控制閘極之電壓不是一負值’而是零或一正值。即，在實 際擦除驗證操作中，一正電壓施加在記憶體胞MC之背部 閘極上’且具有一零值或小於背部閘極電壓之一正值之一 電屋施加在記憶體胞MC之控制閘極上。換言之，擦除驗 證電壓Vevl、Vev2、Vev3係等效地具有一負值之電壓。 繼區塊擦除之後記憶體胞之臨限值電壓分佈Er具有一 負值之一上限值，且指派有資料「u」。處於寫入下頁面 及上頁面之一狀態之資料「01」、「10」及「〇〇」之記憶體 胞各具有一正臨限值電壓分佈Α2' Β2、C2(A2、Β2、C2 r·. Π 162392.doc -13· 201239622 」之臨限值電塵分
值電壓分佈A2、B2、 C2在圖4中皆說明為正臨限值電壓分 之下限值亦係一正值），其中資料「〇1 佈A2具有最低電壓值，資料「〇〇」之 具有最高電壓值，及多種類刑沾故士 佈，但是臨限值電壓分佈A2係一負電壓分佈且臨限值電壓 分佈B2、C2係正電壓分佈之一情況亦涵蓋在本發明之範 疇内。即使臨限值電壓分佈ER1 ' ER2係正值，但是本發 明不限於此。在本實施例中，ER2、A2 ' B2、C2之資料之 10」、「00」’但是可係其 對應關係描述為「1 1 、「〇 1 「 他對應關係，諸如「U」、r 01」、「〇〇」、「1〇」。 一記憶體胞之兩個位元資料包含下頁面資料及上頁面資 料’其中下頁面資料及上頁面資料透過不同寫入操作 (即，兩個寫入操作）寫入至記憶體胞中。應注意如「*」之 資料表示上頁面資料及表示下頁面資料。 首先’將參考圖4之第一階段至第二階段描述下頁面資 料之寫入。假定所有記憶體胞具有處於擦除狀態之臨限值 電壓分佈ER’且儲存資料「η」。如在圖14中圖解說明， 當實行下頁面資料之寫入時，記憶體胞之臨限值電壓分佈 ER根據下頁面資料之值（「1」或「〇」）而分成兩個臨限值 電塵分佈（ER1、Α1) ^若下頁面資料之值係「1」，則維持 162392.doc -14- 201239622 擦除狀態之臨限值電壓分佈ER且因此eri=er，但是可係 ER1>ER。 若下頁面資料之值係「0」，則高電場施加在記憶體胞之 隨道氧化物膜上’電子注入至浮動閘極電極，且記憶體胞 之臨限值電壓vth上升達一預定量。具體言之，設定驗證 電位VAlv ’且重複寫入操作直至達到大於或等於驗證電壓 VAlv之臨限值電壓為止。因此，記憶體胞變更至寫入狀態 (資料「10」）。若即使重複寫入操作達一預定次數仍未達 到臨限值電壓（或若未達到臨限值電壓之記憶體胞之數目 大於或等於一預定值），則關於實體頁面之寫入狀態變為 「寫入錯誤」。 現將參考圖4之第二階段至第三階段描述上頁面資料之 寫入。基於自晶片外部輸入的寫入資料（上頁面資料）而實 行上頁面資料之寫入，且下頁面資料已寫入至記憶體胞。 換言之’如在圖4之第二階段至第三階段中圖解說明， 若上頁面資料之值係「1」，則防止高電場施加至記憶體胞 之隨道氧化物膜’因此防止記憶體胞之臨限值電壓vth之 上升。因此，資料「11」（擦除狀態之臨限值電壓分佈 ER1)之記憶體胞將資料「11」維持為（ER2)，且資料 「10」（臨限值電壓分佈A1)之記憶體胞將資料「1〇」維持 為（B2)。然而’自確保各分佈之間的電壓邊限之立場，期 望使用大於驗證電壓vAlv之正驗證電壓vB2v來調整臨限值 電壓分佈之下限值’因此形成臨限值電壓分佈之寬度變窄 之臨限值電壓分佈B2。若即使重複下限值調整達一預定次 162392.doc -15- 201239622 數仍未達到臨限值電壓（或未達到臨限值電壓之記憶體胞 之數目大於或等於一預定值），則關於實體頁面之寫入狀 態變為「寫入錯誤」。 若上頁面資料之值係「〇」，則高電場施加至記憶體胞之 隧道氧化物膜’電子注入至浮動閘極電極，且記憶體胞之 臨限值電壓vth上升達一預定量。具體言之，設定驗證電 位乂4；^、Vqv，且重複寫入操作直至達到大於或等於驗證 電壓VAlv之臨限值電壓為止。因此，資料rllj(擦除狀 態之臨限值電壓分佈ER1)之記憶體胞變更至臨限值電壓分 佈A2之資料「01」’且資料「1〇」（Al)之記憶體胞變更至 臨限值電壓分佈C2之資料「〇〇」。在此情況下，使用驗證 電壓Vwv、Vcw來調整臨限值電壓分佈A2、C2之下限值。 若即使重複寫入操作達一預定次數仍未達到臨限值電壓 (或若未達到臨限值電壓之記憶體胞之數目大於或等於一 預定值），則關於實體頁面之寫入變為r寫入錯誤」。 在擦除操作中，設定擦除驗證電位Vev，且重複擦除操 作直至臨限值電壓小於或等於驗證電壓Vev為止。因此， 記憶體胞變更至擦除狀態（資料「n」）。若即使重複擦除 操作達一預定次數仍未達到臨限值電壓（或若未達到臨限 值電壓之記憶體胞之數目大於或等於1定值），則關^ 實體頁面之擦除狀態變為「擦除錯誤」。 、 如上文描述依典型四值儲存方法之資料寫入方法之—實 例。在三個或三個以上位元之多位元儲存方法中，基本操 作相似於根據關於上文描述的操作簡單添加 土 ^ 、上頁面資料依 162392.doc •16· 201239622 八種或八種以上方式劃分臨限值電壓分佈之操作。 RAM 40包含作用為主機100與反及記憶體2〇之間的一資 料傳送快取之快取記憶體（CM)40a。RAM 4〇作用為管理資 訊儲存記憶體及工作區域記憶體。由RAM 4〇管理的管理 表係藉由在啟動時擷取儲存在反及記憶體2〇中之多種類型 的官理表而實現，且週期性地或在電力切斷時撤出並保存 在反及記憶體20中。 6己憶體控制器50具有由執行儲存在反及記憶體2〇中之一 系統程式（韌體）之一處理器、多種類型的硬體電路等實現 的其功能’且在主機100與反及記憶體20之間執行關於多 種類型的命令（諸如來自主機100之寫入請求、快取快閃請 求及讀取請求）之資料傳送控制、儲存在RAM 40以及反及 記憶體20中之多種類型的管理表之更新及管理。 當發出讀取請求或寫入請求時，主機1〇〇透過ata介面 90而將用作一邏輯位址之LBA(邏輯區塊定址）輸出至SSD 10。LBA係自零之序號附接至邏輯磁區（大小：例如，5i2 B)之一邏輯位址。當使用讀取請求或寫入請求時，主機 1〇〇將對應於讀取請求或寫入請求之目標之磁區大小連同 LBA輸出至SSD 10。 介面控制器30包含.一讀取/寫入模式介面控制器（文中 縮寫為RWIF控制器）31，諸如在啟用讀取/寫入之正常操作 模式中使用的ΑΤΑ控制器；一唯讀模式介面控制器（後文縮 寫為ROIF控制器）32，諸如ΑΤΑΡΙ(ΑΤΑ封包介面）控制器或 在僅允許資料讀取及資料寫入之資料讀取之唯讀模式中使 162392.doc 201239622 用的一唯讀媒體標準控制器；及選擇切換器33、34，其等 可選擇RWIF控制器31或ROIF控制器32之任一者。 選擇切換器33二選一地選擇RWIF控制器3 1或ROIF控制 器32之任一者且將所選擇之控制器連接至ΑΤΑ介面90，且 選擇切換器34二選一地選擇RWIF控制器31或ROIF控制器 32之任一者且將所選擇之控制器連接至匯流排57。在 RWIF控制器3 1之選擇狀態下，選擇切換器33致使ΑΤΑ介面 90及RWIF控制器31處於一電連接狀態，且切換器34致使 匯流排57及RWIF控制器31處於一電連接狀態。在ROIF控 制器32之選擇狀態下，選擇切換器33致使ΑΤΑ介面90及 ROIF控制器32處於一電連接狀態，且切換器34致使匯流排 57及ROIF控制器32處於一電連接狀態。 期望RWIF控制器31經組態以對主機100明確指示SSD 10 係ΑΤΑ裝置。例如，在ATA/ATAPI命令集2(ACS-2)中描述 的裝置簽章中，LBA(7:0)輸出為Olh，LBA(15:8)為00h， 及LBA(23:16)輸出至主機100作為00h，使得可對主機100 通知SSD 10係ΑΤΑ裝置。期望ROIF控制器32經組態以對主 機100明確指示SSD 10係ATAPI裝置。例如，在ACS-2中描 述的裝置簽章中，LBA(7:0)輸出為01h，LBA(15:8)為 14h，及LBA(23:16)輸出至主機100作為EBh，使得可對主 機100通知SSD 10係ATAPI裝置。
ROIF控制器32經組態以對主機100通知SSD 10不支援寫 入命令且僅進行讀取。例如，當透過ΑΤΑ介面90自主機 100接收在INCITS多媒體命令6(MMC-6)中採納的命令GET 162392.doc • 18 - 201239622 CONFIGURATION(46h)時，ROIF控制器 32 對主機 100傳回 在諸如 Random Writable(Feature Number=0020h)、 Incremental Streaming Writable (Feature Number=0021h)、 Write Once(Feature Number=0025h)等之特徵中不支援所有 寫入功能。因此，即使主機100側對於OS使用Windows(註 冊商標）等，SSD 10仍可被辨識為一可讀取裝置。另一方 面，ROIF控制器32可經組態以對主機100明確指示SSD 10 係ΑΤΑ裝置（相似於RWIF控制器31)，且當透過ΑΤΑ介面90 自主機100接收裝置識別資訊（諸如在ACS-2中描述的命令 ECh IDENTIFY DEVICE)時可經組態以對主機100傳回不支 援所有寫入功能。通知SSD 10是否為一唯讀裝置之方法可 採納多種其他形式。 介面控制器30及包含在其中之多種控制器之功能可皆安 裝為硬體（諸如LSI)，或可具有安裝為軟體（諸如韌體）之一 部分或所有。當斷開SSD之電力供應時，韌體保存在反及 記憶體20中，但是在啟動當安裝為韌體時之SSD之電力供 應器時由IPL 5 5讀出至RAM 40或記憶體控制器50。 RWIF控制器31具有自主機100接收讀取請求、寫入請求 與其他請求及資料，將經接收請求及資料傳輸至記憶體控 制器50，及藉由記憶體控制器50之控制而將資料傳輸至 RAM 40之一功能。當自主機1〇〇接收裝置識別資訊之一傳 輸請求時，RWIF控制器31亦將SSD 10係一可讀寫裝置之 識別資訊傳輸至主機100。 ROIF控制器32具有自主機1〇〇接收讀取請求、其他請求 162392.doc •19 201239622 (寫入請求除外）及資料，將經接收請求及資料傳輸至記憶 體控制器50 ’及藉由記憶體控制器5〇之控制而將資料傳輸 至RAM 40之一功能。當自主機100接收裝置識別資訊之一 傳輸請求時’ROIF控制器32亦將SSD 10不支援寫入之裝 置識別資訊傳輸至主機1〇〇。因此，主機1〇〇辨識SSD 10不 支援寫入’且因此寫入請求將不自主機1〇〇傳輸至SSD 10。當繼將SSD 10不支援寫入之裝置識別資訊傳輸至主機 1〇〇之後將寫入請求自主機1〇〇傳輸至SSD 10時，ROIF控 制器32可將一錯誤傳回至主機100。r〇if控制器32實行相 似於RWIF控制器3 1之關於不涉及反及記憶體20之寫入操 作之命令之處理程序。 當接通SSD 10之電力時，IPL 55被啟動且執行反及記憶 體20、RAM 40、記憶體控制器50及介面控制器30之初始 化處理程序。在此情況下，IPL 55自反及記憶體20或RAM 40讀出反及記憶體20之管理資訊。IPL 55基於經讀取管理 資訊而判定是否滿足唯讀模式切換條件，即，SSD 10是否 處於待在正常操作模式中使用的一狀態或處於待在唯讀模 式中使用的一狀態。若判定為正常模式，則由於判定， IPL 55設定選擇切換器33、34以選擇RWIF控制器31且致使 ROIF控制器32處於一未選定狀態。若基於經讀取管理資訊 而判定SSD 10處於待在唯讀模式中使用的一狀態，則ipl 55設定選擇切換器33、34以選擇ROIF控制器32且致使 RWIF控制器3 1處於一未選定狀態。後文將詳細描述唯讀 模式切換條件。 162392.doc -20- 201239622 甚至當SSD 10在正常可讀取/可寫入狀態下操作時，仍 期望記憶體控制器50判定是否滿足切換至唯讀模式狀態之 准讀模式切換條件，且當SSD 10在正常狀態下操作時滿足 唯讀模式切換條件時，執行後文待描述的唯讀模式切換處 理程序。介面控制器30隨後根據唯讀模式切換處理程序而 切換至ROIF控制器32。 現將描述主機1 〇〇之組態。主機1 〇〇包含一作業系統 (OS)150、一 SSD控制工具11〇及SSD 10之一介面驅動程式 120。介面驅動程式丨2〇包含：一讀取/寫入模式介面驅動 程式（後文縮寫為RWIF驅動程式）121，諸如當SSD 10處於 啟用讀取/寫入之正常操作模式時使用的ATA驅動程式；一 唯讀模式介面驅動程式（後文縮寫為r〇IF驅動程式）122， 諸如當SSD 10處於唯讀模式時使用的ΑΤΑΡΙ驅動程式之唯 讀驅動程式；及選擇切換器123、124，其等用於選擇藉由 RWIF驅動程式121及ROIF驅動程式122待對SSD 10應用的 驅動程式。SSD控制工具11〇可自RWIF驅動程式121或 ROIF驅動程式122之任一者選擇待對SSD 10應用的驅動程 式或可透過選擇切換器123、124而使該兩個驅動程式處於 未選定狀態。軟體140係除SSD控制工具110之外的軟體， 且係使用SSD 10之軟體。 如在圖5中圖解說明，當斷開主機1〇〇之電力供應器時， SSD控制工具11〇儲存為SSD 1〇之反及記憶體20區域中之 SSD控制工具110Α ’但是在主機1〇〇啟動或程式啟動時自 反及記憶體20載入至主記憶體202。如在圖6中圖解說明， 162392.doc •21- 201239622 若複數個外部儲存裝置連接至主機100，則SSD控制工具 Π0可儲存在不同於SSD 10之外部儲存裝置3〇〇之一區域中 作為一 SSD控制工具100B ’且在主機100啟動或程式啟動 時自外部儲存裝置300載入至主記憶體202。特定言之，若 外部儲存裝置300用作為用於儲存0S 150之一系統碟機， 且SSD 10用作為用於儲存使用者資料（諸如文件）、靜止影 像資料及移動影像資料之一資料碟機’則自諸如將用作系 統碟機之外部儲存裝置300用作為用於主要儲存〇s及應用 程式之一碟機及將用作資料碟機之SSD 1〇用作為用於儲存 使用者資料之一碟機而清楚分開碟機1〇與碟機3〇〇之角色 之立場，期望將SSD控制工具11〇儲存在用作系統碟機之外 部儲存裝置300中。 如在圖5及圖6中圖解說明，自令使用者在實行SSD控制 工具110之設定中省力之立場，期望電腦系統丨裝運有儲存 在SSD 10或外部儲存裝置3〇〇中之SSD控制工具11〇，放置 在架子上且提供給使用者。自令使用者能選擇是否安裝 SSD控制工具之立場及自提供最新近SSD控制工具給使用 者之立場，期望SSD控制工具藉由自網頁下載或自一外部 儲存媒體（諸如一 DVD_R〇M、USB記憶體等）安裝而儲存在 SSD 10或外部儲存裝置3〇〇中。 圖7圖解說明自網頁下載SSD控制工具之一情況之一實 例在圖7中，一 SSD控制工具1丨〇c儲存在一網頁伺服器 中之儲存媒體4〇〇中，且SSD控制工具110C透過LAN控 制器208等經由一網路（諸如網際網路、區域網路及無線 162392.doc -22- 201239622 LAN)而下載至SSD 10或外部儲存裝置300。 圖8圖解說明自一光學媒體（諸如一 DVD-ROM或一 CD-ROM)安裝SSD控制工具之一情況之一實例。一 SSD控制工 具110D儲存在光學媒體500(諸如一 DVD-ROM或一 CD-ROM)中，且在光碟機206中設定光學媒體500，使得SSD 控制工具110D透過光碟機206安裝在SSD 10或外部儲存裝 置300中。 圖9圖解說明自USB記憶體安裝SSD控制工具之一情況之 一實例。一 SSD控制工具110E儲存在USB記憶體600中，其 中SSD控制工具110E透過USB控制器209藉由將USB記憶體 600連接至USB控制器209而安裝在SSD 10或外部儲存裝置 300中。當然，可使用其他外部記憶體（諸如一 SD卡）’而 非使用USB記憶體600。自促進使用者可得性之立場，期 望在裝運SSD 10時光學媒體500及USB記憶體600封裝有 SSD 10作為附件。光學媒體500或USB記憶體600可作為軟 體產品單獨出售或可附接為雜誌及書本之一增補。 選擇切換器124二選一地選擇RWIF驅動程式121或ROIF 驅動程式122之任一者且將所選擇之驅動程式連接至ΑΤΑ 介面90，且選擇切換器123二選一地選擇RWIF驅動程式 121或ROIF驅動程式122之任一者且將所選擇之驅動程式連 接至軟體140。在RWIF驅動程式121之選擇狀態下’選擇 切換器124致使ΑΤΑ介面90及RWIF驅動程式121處於一連接 狀態，且切換器123致使軟體140及RWIF驅動程式121處於 一連接狀態。在R〇IF驅動程式122之選擇狀態下’選擇切 162392.doc •23· 201239622 換器124致使ΑΤΑ介面90及ROIF驅動程式122處於一連接狀 態，且切換器123致使軟體及R〇IF驅動程式122處於一連接 狀態。 圖10圖解說明電腦系統1之一外觀組態。圖10圖解說明 一通用桌上型個人電腦之一組態。SSD 10實體上透過用作 ΑΤΑ介面90之一 SATA纜線而連接至主機板130，且透過安 裝在主機板130上之南橋而電連接至附接在主機板130上之 CPU(未圖解說明）。SSD 10透過一電力供應纜線131連接至 一電力供應電路132。一顯示器133、一鍵盤134、一滑鼠 135等連接至主機板130。電腦系統不限於一桌上型電腦， 且適用於一筆記型個人電腦之一膝上型電腦。 圖11圖解說明安裝有SSD 10之主機100之一系統組態實 例。主機100包含一CPU 200、一北橋201、主記憶體 202(諸如DRAM)、一顯示控制器203、一顯示器133、一南 橋 205、一 光碟機 206、BIOS-ROM 207、一 LAN控制器 208、一USB控制器209、一鍵盤134、一滑鼠135等。 CPU 200係經配置以控制電腦系統之操作之一處理器， 且執行自SSD 10載入至主記憶體202之作業系統（OS)。此 外，當光碟機206啟用關於經載入光碟之讀取處理程序及 寫入處理程序之至少一處理程序之執行時，CPU 200執行 此等處理程序。 CPU 200亦執行儲存在BIOS-ROM 207中之系統BIOS(基 本輸入輸出系統）。系統BIOS係用於電腦系統中之硬體控 制之一程式。 162392.doc -24- 201239622 北橋201係連接至CPU 200之局域匯流排之一橋接器裝 置。北橋201併入一記憶體控制器以存取控制主記憶體 202。北橋201亦具有執行與顯示控制器203之通信等之一 功能。 主記憶體202暫時儲存程式及資料，且作用為CPU 200之 一工作區域。由DRAM等組態主記憶體202。 視訊控制器203係用於控制電腦系統之顯示器133之一視 訊重現控制器。 南橋205係連接至CPU 200之局域匯流排之一橋接器裝 置。南橋205透過ΑΤΑ介面90控制SSD 10或用於儲存多種 類型的軟體及資料之儲存裝置。 在電腦系統中，依邏輯磁區單位存取SSD 10。寫入命令 (寫入請求）、讀取命令（讀取請求）及快閃命令等透過ΑΤΑ 介面90輸入至SSD 10。 南橋205亦具有存取控制BIOS-ROM 207、光碟機206、 LAN控制器208及USB控制器209之一功能。鍵盤134及滑 鼠135連接至USB控制器209。
在圖11中，當斷開電腦系統之電力供應器時，OS 150、 SSD控制工具110、包含RWIF驅動程式121及ROIF驅動程 式122等之介面驅動程式120以及軟體140保存在SSD 10 中，且當接通主機之電力供應器時或對外呼叫此等功能時 自SSD 10載入至主記憶體202。載入在主記憶體202上之介 面驅動程式120透過北橋201讀取至CPU 200，且CPU 200 基於經讀取介面驅動程式之資訊透過南橋205而執行SSD 162392.doc -25- 201239622 ίο之控制。 圖12圖解說明多種類型的電腦系統元件之一階層式結 構。SSD控制工具110及軟體140通常不直接與SSD 10通 信，而是透過OS 150及介面驅動程式120而與SSD 10通 信。若需要SSD控制工具110及軟體140將一命令（諸如讀取 請求及寫入請求）傳輸至SSD 10，則SSD控制工具110及軟 體140依檔案單位將存取請求傳輸至OS 150。OS 150參考 包含在OS 150中之檔案管理表或後設資料，指定對應於進 行存取請求之檔案之SSD 10之邏輯位址（LBA)，且將包含 對應LBA之命令傳輸至介面驅動程式120。介面驅動程式 120將來自OS 150之命令轉換成對相關介面唯一之一命 令，且將該命令傳輸至SSD。 若自SSD 10傳回一回應，則介面驅動程式120將對相關 介面唯一之回應轉換成OS 150之命令，且將該命令傳輸至 OS 150。繼轉換之後，OS 150指定哪個回應對應哪個軟 體，且將回應傳回至經指定軟體。 SSD控制工具110可在不内插OS 150之情況下直接存取 介面驅動程式120。SSD控制工具110可藉由直接存取介面 驅動程式而二選一地選擇介面驅動程式之RWIF驅動程式 121或ROIF驅動程式122之哪者有效。若RWIF驅動程式121 有效，則RWIF驅動程式121中繼OS 15 0及SSD 10，且ROIF 驅動程式122不執行任何事項。若ROIF驅動程式122有效， 則ROIF驅動程式122中繼OS 150及SSD 10，且RWIF驅動程 式121不執行任何事項。SSD控制工具110可透過OS 150交 162392.doc -26- 201239622 替地選擇RWIF驅動程式121及ROIF驅動程式122。 在主機啟動或SSD連接時，SSD控制工具110自SSD 10獲 取SSD之裝置識別資訊。基於裝置識別資訊而判定SSD 10 是一可讀寫裝置還是一不支援寫入裝置，且基於判定結果 而實行介面驅動程式120之切換設定。若判定SSD 10係可 讀寫裝置，則可使RWIF驅動程式121有效，且若判定SSD 10係一不支援寫入裝置，則可使ROIF驅動程式122有效。 SSD控制工具110判定若來自SSD 10之關於寫入請求之回 應係一錯誤，則SSD 10切換至唯讀模式，且重新啟動SSD 10並使介面驅動程式120自RWIF驅動程式121切換至ROIF 驅動程式122。 自防止藉由SSD 10之資料破壞或損壞致使的使用者資料 損失之立場，期望ROIF驅動程式122經組態以根本不傳輸 關於SSD 10之寫入命令。然而，若需要將一部分資料（諸 如作業系統之系統資訊）寫入SSD 10中，則ROIF驅動程式 122可例外地允許將相關資料寫入至SSD 10，但是與反及 記憶體20之容量相比，期望相關資料之資料量足夠小。更 期望地，為了防止使用者錯誤地傳輸寫入命令且將資料寫 入至SSD 10, ROIF驅動程式122根本不傳輸關於SSD 10之 正常寫入命令（諸如在ACS-2中描述的35h WRITE DMA EXT及6 lh WRITE FPDMA QUEUED)，且若例外地需要將 資料寫入至SSD 10，則期望僅由使用一特殊命令（諸如在 INCITS ACS-2中描述的 SCT Command Transport 及對廠商 唯一之其他命令）之命令允許關於SSD 10之寫入。若甚至
S 162392.doc -27- 201239622 在應用ROIF驅動程式122時（RO模式時）例外地實行使用一 特殊命令之寫入，則即使SSD 10處於RO模式，記憶體控 制器50及ROIF控制器32仍需要經組態以自主機1〇〇接收特 殊命令且通常執行資料寫入處理程序。 圖13圖解說明在SSD 10中使用的管理資訊之一組態。管 理資訊依一非揮發性方式儲存在反及記憶體20中，如上文 描述。在SSD 10啟動時在RAM 40中擷取儲存在反及記憶 體20中之管理資訊以供使用。ram 40上之管理資訊週期 性地或在電力切斷時撤出且保存在反及記憶體2〇中。若 RAM 40係非揮發性ram(諸如MRAM或FeRAM)，則管理 資訊可僅儲存在RAM 40中，在此情況下管理資訊不儲存 在反及記憶體20中。 如在圖13中圖解說明，管理資訊包含一自由區塊表21、 一有損壞區塊表22、一作用區塊表23、一作用頁面表24、 一唯讀（RO)模式旗標25及統計資訊26。 自由區塊表（FB表）21管理反及記憶體2〇之實體區塊（自 由區塊：FB)之ID，當實行至反及記憶體2〇之寫入時可對 於寫入重新指派該ID。FB表亦管理對每個實體區塊出之 擦除次數。 •有損壞區塊表（BB表）22管理用作一實體區塊之有損壞 區塊（BB)之ID，該有損壞區塊歸因於過多錯誤等而無法用 作為一儲存區域。 .作用區塊表（AB表）23管理指派有應用之作用區塊（ab) 或實體區塊》在入丑表23中，管理LBA與作用區塊（ab)之 162392.doc -28- 201239622 ID之對應關係，亦對每個實體區塊⑴管理擦除次數。 .作用頁面表（AP表管理LBA與指派有應用之實體區 塊ID及實體頁面ID之對應關係。 .在裝運時及在正常時間，R〇模式旗標25寫入有〇，且 當SSD操作為R〇模式時，R◦模式旗標乃寫入有t。 •統計資訊26儲存關於SSD 10之可靠度之多種參數（χ〇ι 至 Χ24) 〇 統計資訊包含有損壞區塊之總數目（統計資訊χ〇ι)、總 擦除次數（統計資訊Χ02)、擦除次數之平均值（統計資訊 Χ03)、反及記憶體之寫人錯誤發生之次數之累積值（統計 資訊Χ04)、反及記憶體之擦除錯誤發生之次數之累積值 (統汁資訊Χ05)、讀出邏輯磁區之總數目（統計資訊X⑽）、 寫入邏輯磁區之總數目（統計資訊Χ07)、不可校正Ecc錯 誤計數之總數目（統計資訊X08)、n位元至m位元ecc校正 單位之總數目（統計資訊X09)、SATA通信之R錯誤發生之 次數（統計資訊X10)、SATA通信之錯誤發生之次數（統計資 訊XII)、RAM 40之錯誤發生之次數（統計資訊χΐ2)、ssd 1〇之總使用次數(統計資訊X13)、溫度高於推薦的操作溫 度之最高值之總時間(統計資訊Xl4)、溫度低於推薦的操 作溫度之最低值之總時間（統計資訊χΐ5)、命令回應時間 之最大值（統計資訊XI6)、命令回應時間之平均值（統計資 訊Χ17)、反及記憶體之回應時間之最大值（統計資訊 Χ18)、反及記憶體之回應時間之平均值（統計資訊ay、 當前溫度（統計資訊Χ20)、最高溫度（統計資訊χ2ι)、最低 /·< Ο 162392.doc -29- 201239622 溫度（統計資訊X22)、統計資訊之增加速率（統計資訊 X23)、反及記憶體廢棄項目收集（NanD GC)失敗旗標（統 計資訊X24)等。 將描述有損壞區塊之總數目（統計資訊χ〇1)。每當SSD 1〇中之反及記憶體20之一實體區塊添加為有損壞區塊時， 統計資訊X01累加1 ^期望在製造SSD 10時（在測試處理程 序之前）將統計資訊X01重設至零’其中更期望在測試處理 程序中發生錯誤或臨限值分佈之分佈間電壓邊限為小之區 塊預先添加至有損壞區塊。統計資訊χ〇1可自BB表22直接 计算而不儲存在統計資訊26中。統計資訊χ〇丨增加得越 多，表明可靠度劣化得越多。 將描述總擦除次數（統計資訊χ〇2)。統計資訊χ〇2指示 SSD 10中之反及記憶體20之所有區塊之擦除次數之累積 值。每當擦除SSD 10之反及記憶體2〇之一實體區塊時，統 計資訊X02累加1。期望在製造SSD 1〇時（在測試處理程序 之刖）將統計資訊X02重設至零。統計資訊χ〇2可自1?3表 21、ΒΒ表22及ΑΒ表23直接計算而不儲存在SSD統計資訊 26中。統计資訊χ〇2增加得越多，表明可靠度劣化得越 多。 將描述擦除次數之平均值（統計資訊χ〇3卜統計資訊χ〇3 指示SSD 10中之反及記憶體2〇之所有區塊之擦除次數之按 每區塊平均值。一部分區塊（諸如儲存管理資訊之區塊）可 排除在對統計資訊X03進行計數之目標外。期望在製造 SSD 1〇時（在測試處理程序之前）將統計資訊彻重設至 162392.doc •30- 201239622 2。統計資訊X03可自FB表21、6]3表22及八8表23直接計 算而不儲存在統計資訊26中。統計資訊χ〇3增加得越多， 表明可靠度劣化得越多。 下文將描述反及5己憶體之寫入錯誤發生之次數之累積值 (統計資訊Χ04)。每當在SSD 1〇之反及記憶體2〇中之一寫 入*己憶體胞中發生寫入錯誤時，統計資訊χ〇4(可依區塊單 位相加）加丨。期望在製造SSD 1〇時（在測試處理程序之前） 將統汁資訊X04重設至零。統計資訊χ〇4增加得越多表 明可靠度劣化得越多。 將描述反及記憶體之擦除錯誤發生之次數之累積值（統 計資訊Χ05)。期望在製造SSD 1〇時（在測試處理程序之前） 將統計資訊X05重設至零。每當在SSD 1〇之反及記憶體2〇 中之一區塊中發生擦除錯誤時，統計資訊又〇5加1。運用全 體假定為一擦除單位之複數個區塊，每當在一此擦除單位 中發生擦除錯誤時，統計資訊X05加1。統計資訊增加 得越多，表明可靠度劣化得越多。 現將描述讀取邏輯磁區之總數目（統計資訊χ〇6)。統計 資訊X06係由介面控制器30傳輸至主機裝置1〇〇作為經讀取 資料之資料之邏輯磁區之總數目。期望在製造SSD 1〇時 (在測試處理程序之前）將統計資訊χ〇6重設至零。統計資 訊X06增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 現將描述寫入邏輯磁區之總數目（統計資訊χ〇7ρ統計 資訊Χ07係由RWIF控制器31自主機裝置1〇〇接收作為寫入 資料之資料之邏輯磁區之總數目。期望在製造SSE) 1〇時
162392.doc •31- S 201239622 (在測試處理程序之前）將統計資訊X07重設至零。統計資 訊X07增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 現將描述不可校正ECC錯誤計數之總數目（統計資訊 X08)。當無法藉由由ECC校正電路58實行的ECC校正來恢 復錯誤位元時，統計資訊X08對於每一讀出單位累加1 »當 記憶體控制器50自反及記憶體20讀出資料時，記憶體控制 器50將經讀取資料傳輸至ECC校正電路58，且若存在資料 錯誤則執行ECC校正並透過介面控制器30將經校正資料傳 輸至主機。若並非由ECC校正電路58校正資料錯誤，則記 憶體控制器共計統計資訊X08或使統計資訊X08累加無法 校正的資料錯誤量。可使無法校正的錯誤位元數目之評估 值相加，或可使無法錯誤校正的區塊數目相加。期望在製 造SSD 10時（在測試處理程序之前）將統計資訊X08重設至 零。統計資訊X08增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 將描述η位元至m位元ECC校正單位之總數目（統計資訊 X09)。在此，η、m係自然數，其中OSnSmS最大位元 可校正數目。當ECC校正電路58對ECC校正單位（例如，實 體頁面）實行ECC校正時，若通常恢復所有錯誤位元且錯誤 位元之經恢復數目大於或等於η且小於或等於m，則「η位 元至m位元ECC校正單位之總數目」對於一 ECC校正單位 加1 〇在可藉由ECC校正針對一校正單位而校正一最大值 64位元之情況下，可準備八個參數（諸如「1位元至8位元 ECC校正單位之總數目」、「9位元至16位元ECC校正單位之 總數目」、「17位元至24位元ECC校正單位之總數目」、「25 162392.doc -32· 201239622 位元至32位元ECC校正單位之總數目」、「33位元至40位元 ECC校正單位之總數目」、「41位元至48位元ECC校正單位 之總數目」、「49位元至56位元ECC校正單位之總數目」' 「57位元至64位元ECC校正單位之總數目」），其中通常當 實行ECC校正時，對於一 ECC校正單位之ECC校正’八個 參數之一者累加1(或可累加資料錯誤之校正量）。期望在製 造SSD 10時（在測試處理程序之前）將統計資訊X〇9重設至 零。統計資訊X09增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 將描述SATA通信之R錯誤發生之次數（統計資訊x 1 〇)。 每當在SATA標準中R錯誤（接收錯誤’ R-ERR)發生一次 時，統計資訊X10累加1。若在主機與SSD之間傳輸及接收 的一訊框中存在某種錯誤，則將其計數為一R錯誤。對於 統計資訊X10,可採納SATA標準之phy Event Counter之一 計數器。期望在製造SSD 1 〇時（在測試處理程序之前）將統 計資訊X10重設至零。統計資訊X10增加得越多，表明可 靠度劣化得越多。 將描述SATA通信之錯誤發生次數（統計資訊X11)。每當 在SATA通信中發生其他異常（而非R錯誤）一次時，統計資 訊XII累加卜例如，若在SSD 10與主機裝置100之間實際 上協商的通信標準係速度低於第二代之一通仏標準（諸如 第二代）（儘管ΑΤΑ介面90、介面控制器3G及記憶體控制器 50設計為SATA第三代），則假定在SATA通信中有一錯誤且 統計資訊XU累加卜期望在製造SSD 10時（在測試處理程 序之前）將統計資訊XII重設矣零。統計資訊xu增加得越 162392.doc -33· 201239622 多，表明可靠度劣化得越多。 將描述RAM 40之錯誤發生次數（統計資訊χΐ2)。例如， 若ECC電路或錯㈣㈣路安裝在RAM 4()上，則當記憶 體控制H50自RAM 40接收通知無法進行職校正^；^ 號或通知錯誤摘測之一信號時，統計資訊χΐ2累加i。期望 在製造SSD 10時（在測試處理程序之前）將統計資訊如重 設至零。統計資訊X12增加得越多，表明可靠度劣化得越 多。 將描述SSD 10之總使用次數（統計資訊χΐ3)。當接通 SSD 10之電力供應時，記憶體控制器5()對時脈進行計數或 自一内部時脈電路接收時間資訊以累加歷時時間。替代 地，記憶體控制器50可自主機裝置1〇〇週期性地接收主機 裝置_之時間資訊，且可累加時間資訊之差^期望在製 造SSD Π)時（在測試處理程序之前）將統計資訊幻3重設至 零統冲寅訊Χ13增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 將描述溫度高於推薦的操作溫度之最高值之總時間（統 計資訊X14)H度計安裝在SSD 1G中（諸如在⑽10 之基板上、在記憶體控制器5〇以及反及記憶體2〇中），則 記憶體控制器50自溫度計週期性地接收溫度資H經接 收/皿度同於推薦的操作溫度（例如，】〇〇。匚），則記憶體控制 器50基於自時脈、内部時脈或主機裝置⑽獲取的時間資 訊而累加在间於或等於推薦的操作溫度下操作之總時間。
期望在製造SSD 10時（在測試處理程序之前）將統計資訊 X14重設至零。統計資訊幻4增加得越多，纟明可靠度劣 162392.doc -34- 201239622 化仔越多。 ▲將描述溫度低於推薦的操作溫度之最低值之總時間（統 j資訊X15)。若一溫度計安裝在SSD 1〇中則記憶體控制 β自度计週期性地接收溫度資訊。若經接收溫度低於 推薦的操作溫度（例如，_4(rc )，則記憶體控制器5〇基於自 時脈内邰時脈或主機裝置丨〇〇獲取的時間資訊而累加在 π»於或等於推薦的操作溫度下操作之總時間。期望在製造 SSD 1〇時（在測試處理程序之前）將統計資訊Kb重設至 零統s十資訊Xl5增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 將拖述命令回應時間之最大值（統計資訊χΐ6)。統計資 訊X16係從自主機裝置1〇〇接收命令時直至回應於主機裝置 1〇〇為止（或直至命令執行完成為止）所要的一時間（或時脈 數目）之一最大值。若發生回應時間大於χΐ6，則藉由此回 應時間覆寫Χ16。可保存關於各命令之統計資訊χΐ6。期 望在製造SSD 10時（在測試處理程序之前）或在ssd ι〇裝運 時將統計資訊X16重設至零統計資訊χΐ6增加得越多， 表明可罪度劣化得越多。例如，命令回應時間可係： .SSD 10之讀出回應時間：始於SSD 10自主機100接收 讀出請求時直至完成將經讀取資料傳輸至主機1〇〇為止之 時間。 .SSD 1〇之寫入回應時間：始於SSD 10自主機100接收 寫入請求時直至將一寫入完成通知傳回至主機1〇〇為止之 時間。替代地’ S於SSD 1〇自主機⑽接收寫入請求時直 至黍成由主機100接收寫入資料為止之時間。 r*· 3 162392.d〇c -35- 201239622 可藉由對記憶體控制器50之内部時脈進行計數而對回應 時間進行計時。 將描述命令回應時間之平均值（統計資訊X17卜統計資 訊XI7係從自主機100接收命令時直至回應於主機裝置 為止（或直至命令執行完成為止）所要的一時間（或時脈數 目）之一平均值。恆定數目個回應時間清單可保存在ram 中，且可藉由計算回應時間清單之平均值而獲得統計資 訊X17。可保存關於各命令之統計資訊Xu。期望在製造 S^D 10時（在測試處理程序之前）或在咖1()裝運時將統計 資訊X17重設至零。統計資訊χη增加得越多，表明可靠 度劣化得越多。 將描述反及記憶體之回應時間之最大值（統計資訊 xu)。統計資訊Χ18係繼將一命令發出至反及記憶體μ之 後直至記憶體控制器5 〇獲得回應（或接收命令執行完成通 知）為止所要的時間之一最大值。若發生回應時間大於 則藉由此回應時間覆寫Xl8。可保存關於各命令之 統-十資訊Χ18。期望在製造SSD 1〇時（在測試處理程序之 前）或在SSD 1〇裝運時將統計資訊χΐ8重設至零。統訊 X18增加得越多’表明可靠度劣化得越多。例如，反及記 憶體之回應時間可係： .反及記憶體20之讀出回應時間：自記憶體控制器5〇將 讀取請求發出至反及記憶㈣時直至完成自反及記憶體2〇 讀出資料為止之時間。 •反及記憶體20之寫人回應時間：自記憶體控制器娜 162392.doc -36 - 201239622 寫入請求發出至反及記憶體20時直至完成將資料寫入至反 及記憶體20為止之時間。 •反及記憶體20之擦除回應時間：自記憶體控制器5〇將 擦除命令發出至反及記憶體20時直至完成反及記憶體2〇之 擦除為止之時間。 可藉由對記憶體控制器50之内部時脈進行計數而對回應 時間進行計時。 將描述反及記憶體之回應時間之平均值（統計資訊 XI9)。統計資訊X19係繼將一命令發出至反及記憶體之 後直至記憶體控制器5 〇獲得回應（或接收命令執行完成通 知）為止所要的一時間之一平均值。恆定數目個回應時間 清單可保存在RAM 40中，且可藉由計算回應時間清單之 平均值而獲得統計資訊X19。可保存關於各命令之統計資 Λ X19。期望在製造SSD 10時（在測試處理程序之前）或在 SSD 10裝運時將統計資訊Χ19重設至零。統計資訊χΐ9增 加得越多，表明可靠度劣化得越多。 將描述當前溫度（統計資訊Χ2〇ρ若一溫度計安裝在SSD 1 〇中，則記憶體控制器5 0自溫度計週期性地接收溫度資 訊。記憶體控制器50將最後自溫度計接收的溫度保存在統 計資訊X20中作為一當前溫度。若此值非常高（例如，高於 或等於85 °C)，則判定SSD 10之可靠度受負面影響，且若 溫度非常低（例如，低於或等於_ 1 〇。〇)，則判定§ § d 1 〇之可 靠度受負面影響。 將描述最咼溫度（統計資訊X21)»記憶體控制器5 〇將當 162392.doc •37- 201239622 前溫度X20之一最大值保存在統計資訊χ21中作為一最高 溫度。若此值非常高（例如，高於或等於85 °C )，則判定 SSD 10之可靠度受負面影響。當自溫度計接收高於又21之 當前溫度時’記憶體控制器50將X21重寫至當前溫度β相 比SSD 10之操作溫度，期望在製造SSD 10時（在測試處理 程序之前）或在SSD 10裝運時將X21設定至一足夠小溫度 (例如’ -40°C)。統計資訊X21增加得越多，表明可靠度劣 化得越多。 將描述最低溫度（統計資訊X22P記憶體控制器50將當 前溫度X20之一最小值保存在統計資訊χ22中作為一最低 /JBL度。若此值非常小（例如，高於或等於_4〇。〇)，則判定 SSD 1〇之可靠度受負面影響。當自溫度計接收低於又22之 當前溫度時，記憶體控制器5〇將Χ22重寫至當前溫度^相 比SSD 10之操作溫度，期望在製造SSD 10時（在測試處理 程序之前）或在SSD 10裝運時將X22設定至一足夠大溫度 (例如’ 120。〇。統計資訊X22減小得越多，表明可靠度劣 化得越多。 將描述統計資訊之增加速率（統計資訊Χ23)。分開地保 存統計資訊Χ01至Χ19之非新近資訊（例如，在接通831) 1〇 之電力供應時或之前的值恆定時間、在SSD 10之電力供應 斷開時之先前時間之值等）。統計資訊X23定義為以下之一 者。 統計資訊之增加速率=(最新近統計資訊）·（舊資訊） 統計資訊之增加速率==((最新近統計資訊）_(舊資訊）/(始 162392.doc •38· 201239622 於獲取舊資訊時之歷時時間） 統β十s訊之增加速率碁紐 ▲丄、/姑* U敢新近統§十貝訊）_(舊資訊）)/(始 於獲取舊資訊時之反及存取次數） 期望在製造SSD 1〇時（在測試處理程序之前）將奶設定 零。統計資訊Χ23增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 將描述反及記憶體廢棄項目收集（NAND Gc)失敗旗標 (統計資訊X24P若統計資訊又以係丨，則無法藉由反及記 憶體廢棄項目收集而確保足夠數目個自由區塊用於操作。 期望在製造SSD 10時（在測試處理程序之前）將χ24設定至 零。統計資訊Χ24增加得越多，表明可靠度劣化得越多。 對於統計資訊26，可儲存上文描述的所有參數，或可儲 存該等參數之一些或僅一者。期望統計資訊26將最新近資 訊保存在RAM 40上’且在反及記憶體2〇中週期性地作一 備份。統計資訊26可僅保存在ram 40或反及記憶體20之 任一者中，或相關統計資訊可傳輸至主機裝置1〇〇，且保 存在主機裝置100或連接至主機裝置100之儲存裝置中。 現將使用圖14來描述SSD 10中之寫入操作。當SSD 10自 主機100接收寫入請求時（步驟S100)，記憶體控制器50搜 尋RAM 40之自由區塊表21(步驟S101)，且獲取當前自由區 塊數目。若自由區塊數目小於一預定臨限值（步驟S102)， 則記憶體控制器50執行後文待描述的「反及記憶體廢棄項 目收集」（「NAND GC」）（步驟S120)，且若自由區塊數目 大於預定臨限值（步驟S102)，則重新自自由區塊表21獲得 自由區塊並獲取經獲得自由區塊之實體ID。 162392.doc -39- 201239622 接著’ S己憶體控制器50執行對經獲取自由區塊之寫入操 作（步驟S103) ’將LBA、實體區塊10及自主機100接收的相 關實體區塊之擦除次數添加在作用區塊表23中，且亦將 LBA、實體區塊ID及實體頁面出添加至作用頁面表24(步 驟Sl〇4)，且自自由區塊表21移除經受寫入之實體區塊（步 驟S105)。記憶體控制器5〇將上文寫入處理程序之内容反 映在統計資訊26中。 現將使用圖15來描述SSD 1〇中之NAND GC(圖14 :步驟 S120)之操作實例。暫存在實體區塊中含有的所有頁面之 作用頁面表24中之頁面（有效頁面）對應於LBA。並非在實 體區塊中含有的所有頁面皆係有效頁面，且不對應於有效 頁面之頁面（無效頁面）不對應於LBA。有效頁面係儲存最 新近資料之頁面’且無效頁面係相同LBa之資料寫入在另 一地點中且因此不再被參考之頁面。實體頁面可使一定數 量的無效頁面用於資料，且因此藉由執行收集有效頁面之 資料之NAND GC及重寫至不同區塊而確保自由區塊。 首先，假定列數目i==〇，及自由空間之累積數目s=〇(步 驟S121)。記憶體控制器5〇讀出作用區塊表23之頭列 (1=0) ’且獲取頭列之實體區塊ID(當前實體區塊ID)(步驟 5122) 。接著讀出作用頁面表24，且獲取對應於作用頁面 表24中之當前實體區塊ID之有效頁面之所有id(步驟 5123) 。記憶體控制器50自實體區塊大小減去數個經獲取 有效頁面ID之大小以獲得當前實體區塊之無效頁面之大小 v(步驟S124)，其中若v>0(步驟S125)，則當前實體區塊添 162392.doc -40- 201239622 加至NAND GC目標區塊清單（步驟S127)。此外’記憶體控 制器50將當前實體區塊之無效頁面之大小v添加至自由空 間之累積數目s且更新自由空間之累積數目s(步驟S128)。 右在步驟S125中v=〇，或若在步驟S125中自由空間之累 積數目s未達到之實體區塊大小，則記憶體控制器5〇使行 數1累加至1(步驟S126) ’讀出作用區塊表23之下一列 (1=1)，且獲取下一列之實體區塊m(當前實體區塊m)(步 驟S122)。此後’相似地執行步驟S123至步驟S128之程 序。相似地重複步驟S122至S129之程序直至在步驟S129中 自由空間之累積數目S達到實體區塊大小。 若在步驟S129中迄今獲取的無效頁面之大小之總量s大 於實體區塊大小’則記憶體控制器5〇自反及記憶體2〇讀出 NAND GC目標區塊清單上之所有有效頁面之資料並將資 料寫入RAM 40中（步驟S130)，且亦對NAND GC目標區塊 清單上之所有實體區塊執行擦除處理程序（步驟S131)，自 作用區塊表23移除經受擦除處理程序之所有實體區塊並將 所有實體區塊添加至自由區塊表21(在此情況下，累加擦 除次數）’且自作用頁面表24移除所有經讀出頁面（步驟 S1 32)。接著，記憶體控制器50自自由區塊表21獲取新自 由區塊，將寫入至RAM 40之資料寫入至經獲取自由區塊 中（步驟S133)，將寫入資料之自由區塊之實體區塊id、對 應LB A及相關區塊之擦除次數添加至作用區塊表23，將寫 入資料之頁面ID及對應LB A添加至作用頁面表24(步驟 S134)，且自自由區塊表21移除寫入資料之區塊之區塊 162392.doc •41 · 201239622 ID(步驟S135)。記憶體控制器5〇將1^入1^〇 GC之處理内容反 映在統計資訊26上。步無須始終在步驟S120之NAND GC 中貫行驟S131之擦除處理程序，且可在步驟81〇3之寫入操 作之前立即實行驟S131之擦除處理程序並累加擦除次數。 通常可藉由此NAND GC而確保關於寫入之足夠數目個 自由區塊。若甚至無法藉由NAND Gc而確保關於寫入之 足夠數目個自由區塊（步驟S136)，則實行後文待描述的 「RO模式切換處理程序」（步驟S137)。 不限於在自主機100接收寫入請求時執行NAND GC，且 可在自在最後自主機接收命令或自主機1〇〇接收一命令以 切換至待命或閒置狀態時已經歷一預定時間之時執行 NAND GC。 現將使用圖16來描述SSD 10中之讀出處理程序。當|58〇 10自主機100接收讀取請求時（步驟S140)，記憶體控制器 50搜尋作用區塊表23(步驟S141)，且調查對應於自主機 100接收的LBA之實體區塊Π)是否存在於作用區塊表23中 (步驟S142)。若實體區塊ID存在於作用區塊表23中，則記 憶體控制1§50獲取在作用頁面表24之實體區塊Π)中含有的 實體頁面ID(步驟S144) ’自對應於經獲取實體頁面ID之實 體頁面讀出資料（步驟S145) ’且透過RAM 40將經讀取資料 傳輸至主機1〇〇(步驟S146)。記憶體控制器50將上文讀出 處理程序之内容反映在統計資訊26上。 若在步驟S142中對應於自主機100接收的lb A之實體區 塊ID不存在於作用區塊表23中，則記憶體控制器5〇可在不 162392.doc • 42- 201239622 執行自反及S己憶體20之讀出操作之情況下將所有位元係，〇, 之資料傳輸至主機100達對應於來自主機1〇〇之請求之資料 長度（步驟S143)。 現將使用圖17來描述SSD 1〇中之錯誤處理程序。通常依 上文方式實行關於來自主機1〇〇之讀取請求及寫入請求之 處理程序’但是可在至反及記憶體2〇之寫入操作（程式化 操作）中發生一寫入錯誤，可在關於反及記憶體2〇之擦除 操作中發生一擦除錯誤，可在關於反及記憶體2〇之讀取操 作中發生一不可校正ECC(錯誤校正碼）錯誤（錯誤校正處理 程序失敗）等’在此情況下一例外處理程序因此變成必要 的。 當發生上文錯誤之一者時（步驟S150)，記憶體控制器5〇 將發生錯誤之實體區塊添加至有損壞區塊表23(步驟 S151)，且自作用區塊表23及自由區塊表21移除發生錯誤 之實體區塊（步驟S152)，使得此後不存取發生錯誤之實體 區塊。在此情況下，發生錯誤之實體區塊之資料可複製至 一不同實體區塊。記憶體控制器50將錯誤處理程序之内容 反映在統計資訊26上。已在讀出處理程序、寫入處理程序 及NAND GC處理程序之描述中引進此錯誤處理程序之一 實例，但是錯誤處理程序不限於此等實例，且應認知可關 於所有讀出處理程序、寫入處理程序、擦除處理程序以及 反及記憶體20上之其他種類的操作而應用錯誤處理程序。 透過使用SSD 10，反及記憶體20之各區塊之可靠度劣 化’有損壞區塊數目增加且自由區塊數目與作用區塊數目 162392.doc • 43- 201239622 之總和減小。此外’若使用SSD 10，則即使執行NAND GC仍無法確保足以執行寫入處理程序之自由區塊數目（其 係SSD 10之壽命）。在此一情況下，判定滿足尺〇模式切換 條件且實行RO模式切換處理程序。 現將使用圖18來描述RO模式切換處理程序。當SSD 1〇 操作時’記憶體控制器5 0藉由監測統計資訊2 6而判定是否 滿足RO模式切換條件。用作r〇模式切換準則之RMAX可 係RMAX-保證可罪度之統計資訊之一值之上限值。 對於各統計資訊X01至X19、X23、X24 ’ RMAX可採納 不同值。如在圖19中圖解說明，RMAX導出統計資訊之原 始值（原始資料）與開發階段之SSD 1〇之缺陷率之關係，且 當缺陷率超過一可接受值（例如，1〇〇 ppm)時期望對於 RMAX採納統计資訊之原始資料。對於缺陷率，可採納其 他缺陷率（諸如寫入至SSD 10之資料之缺陷率、反及記憶 體20之缺陷率或反及記憶體20之記憶體胞之缺陷率）而非 SSD 10之缺陷率。例如，在SSD 1〇之開發階段實行驗證 是否連續地正確儲存經寫入資料達一恆定時間或更長時間 之一磨損測試，同時在高溫下關於大量（例如，100)測試 SSD 10群組而重複寫入操作，且同時繼續監測統計資訊且 在缺陷率達到一恆定百分比時對於R Α Μ χ可採納統計資訊 之原始資料。例如，若在作為關於磨損SSD 10之LBA之整 個區域之一初始條件之高溫度狀態下（例如，75。匚）寫入資 料（例如，隨機資料），在高溫狀態下（例如，85〇c)未被接 觸達一特定時間或更長時間，且此後881) 1〇之溫度降低 162392.doc 201239622 (例如，25°C)，並在SSD 10之LBA之整個區域上實行讀出 操作且經讀取資料係不可ECC校正的（或若存在恆定數目個 更多資料係不可ECC校正的，或若在初始條件下經讀取資 料及經寫入資料不匹配或無法被讀出），則此定義為SSD 10之缺陷，且對於缺陷率採納藉由使有缺陷SSD 10之數目 除以測試執行的SSD 10之數目獲得的一值。對於RMAX可 採納此缺陷率在統計上低於且明顯低於可接受缺陷率之統 計資訊之原始資料。可對於RMAX給定一特定程度邊限， 且對於RMAX可採納藉由以下公式獲得的RMAX’ ： RMAX'=RMAX-邊限。 可在開發時藉由設計模擬而獲得RMAX。例如，可藉由 設計模擬而獲得缺陷率（諸如SSD 10之缺陷率）大於或等於 一恆定值之統計資訊之值，且對於RMAX可採納此值。 如在圖20中圖解說明，對於RAMX，可藉由量測或模擬 SSD 10而指定SSD 10之效能（讀出效能、寫入效能等）小於 或等於一預定值之統計資訊之值，且對於RMAX可採納此 值。例如，由於自反及記憶體之記憶體胞讀取的資料錯誤 之可能性隨著反及記憶體之可靠度劣化而增大，故在資料 讀出時ECC校正所要的時間增加，且SSD 10之可靠度與 SSD 10之讀出效能可能存在一強烈相關性。例如，對於一 循序讀出效能之量測，實行以下效能量測。 1. 實行關於 SSD 10之 ACS-2 之 F4h SECURITY ERASE UNIT(正常擦除）。 2. 資料（例如，隨機資料）循序地寫入至SSD 10之LBA之 162392.doc -45- 201239622 整個區域上。 3.對所有LBA循序地實行讀出，且按單位時間（讀出速 度）獲得經讀取資料量之平均值（單位MiB/s)。對於效能資 訊（例如，效能速度）之量測，可根據在非專利文件 (http://www.snia.org/中之SNIA，固態儲存效能測試規範版 本0,9)中描述的標準實行量測。 如在圖20中圖解說明，例如，當在SSD 10裝運時循序讀 出速度預期值係400 MiB/s且可被公佈規範允許的最低效 能係300 MiB時，獲得效能資訊之統計資訊相依性，對於 RMAX獲得及採納讀出速度預期值係300 MiB之統計資訊 之值。 因此，可由開發者任意定義RMAX，且亦可藉由除上文 外的方法及參考定義RMAX。 記憶體控制器50比較RMAX與統計資訊（X01至X19、 X23、X24之一者）之值，且當統計資訊之值〉RMAX或統計 資訊之值2MAX時，判定SSD 10達到壽命盡頭且模式切換 至RO模式（步驟S160 :是）。例如，在NAND GC失敗旗標 (統計資訊X24)之情況下，當統計資訊之值係1時判定SSD 10已達到壽命盡頭且模式切換至RO模式。在有損壞區塊 之總數目（統計資訊X01)之情況下，當統計資訊之值大於 一預定值時判定SSD 10已達到壽命盡頭且模式切換至RO 模式。 記憶體控制器50比較複數個統計資訊（X01至X19、 X23、X24之一者）值之各者與RMAX，且當統計資訊值之 162392.doc -46· 201239622 一者大於或等於RMAX時判定切換至RO模式。 記憶體控制器50依上文方式判定SSD 10是否達到壽命盡 頭（SSD 10是否處於非正常狀態），且當判定SSD 10達到壽 命盡頭時（當判定SSD 10處於非正常狀態時）執行後文待描 述的RO模式切換處理程序（步驟S160 :是）。 當對於統計資訊採納當前溫度X20及最高溫度X21(諸如 對於RMAX採納RMAX=85°C)時，判定在超出保證操作（諸 如統計資訊之值>]\4八又或統計資訊之值2 MAX)範圍外的 溫度下SSD 10處於一非正常狀態且切換至RO模式（步驟 S160 :是），且此後期望判定自RO模式切換至正常模式， 此係因為當返回至統計資訊之值SRMAX-MAX邊限或統計 資訊之值〈RMAX-MAX邊限之正常溫度時SSD 10返回至正 常狀態（步驟S160 :否）。MAX邊限係大於或等於零之一 值，但是期望MAX邊限係大於零之一值以防止發生RO模 式與正常模式頻繁切換（例如，MAX邊限=5°C)。 統計資訊可採取除在本實施例中引進的統計資訊X01至 X19、X23、X24外的多種模式，但是本發明亦適用於此等 統計資訊。在X01至X19、X23、X24與缺陷率之一關係中 存在一正相關性，但是本發明亦適用於存在與缺陷率之一 負相關性（例如，繼裝運之後由SSD 10經歷的最低溫度等） 之統計資訊。在此情況下，採納可保證可靠度之最低極限 值RMIN來取代RMAX，其中當統計資訊小於RMIN時判定 SSD 10達到壽命盡頭且切換至RO模式。 特定言之，當對於統計資訊採納當前溫度X20及最低溫 162392.doc •47- 201239622 度X22時（諸如對於RMIN採納RMIN=-10°C )，判定在超出 保證操作（諸如統計資訊之值<RMIN或統計資訊之值$ RMIN)範圍外的溫度下SSd 1〇處於一非正常狀態且切換至 RO模式（步驟S160 :是），且此後期望判定自R0模式切換 至正常模式’此係因為當返回至統計資訊之值 MIN邊限或統計資訊之值>rmin+MAX邊限之正常溫度時 SSD 10返回至正常狀態（步驟S160 :否）。MIN邊限係大於 或等於零之一值’但是期望MIN邊限係大於零之一值以防 止發生RO模式與正常模式頻繁切換（例如，邊限=5 V) 〇 即使當統計資訊大於預定義RMAX或展示在正常操作中 不可行之一非正常值時58〇 1〇未達到壽命盡頭，仍期望實 行RO模式切換處理程序。 當滿足R0模式切換條件時（步驟S160 :是），開始以下 RO模式切換處理程序。首先，記憶體控制器50期望取消 备則在反及記憶體20上執行的所有寫入處理程序（步驟 5161) ，傳回關於自主機1〇〇接收的所有寫入請求之一錯 誤，且刪除自主機1〇〇接收的寫入請求之所有佇列（步驟 5162) 。接著，記憶體控制器50將1寫入至反及記憶體2〇之 官理貧訊中之RO模式旗標25(步驟S163)。在此情況下，除 RAM 40之管理資訊之R〇模式旗標以之外的所有表可反映 在反及記憶體之管理資訊上。此後’ SSD 10傳回關於自主 機1〇〇接收的所有寫入請求之一錯誤直至切斷或重新啟動 電力供應為止（步驟S164、S165)。 162392.doc -48 - 201239622 現將使用圖21來描述SSD 10之啟動處理程序。當SSD 10 啟動時，IPL 55讀出反及記憶體20之管理資訊中之RO模式 旗標25(步驟S170)，且辨別RO模式旗標25(步驟S171)。若 RO模式旗標25係0(步驟S171)，則IPL 55有效化介面控制 器30之RWIF控制器31(步驟S172)使之處於正常模式，且接 著將反及記憶體20之管理資訊讀出至RAM 40(步驟S173)。 若RO模式旗標25係1，則IPL 5 5有效化ROIF控制器32使 之處於RO模式（步驟S 174)，且接著將反及記憶體20之管理 資訊讀出在RAM 40上（步驟S175)。在RO模式中，SSD 10 當作不支援寫入之一唯讀裝置。繼切換至RO模式之後， SSD 10僅僅需要僅實行讀出操作及寫入操作之讀出操作， 且因此可重新配置管理表之資訊使得讀出操作之速度變 快。 現將描述主機100側上之操作。首先，將使用圖22來描 述在主機100啟動時之操作。當主機100啟動時，主機100 啟動SSD控制工具110(步驟S201)。若OS 150係Windows(註 冊商標），則期望啟動暫存或服務程式暫存SSD控制工具 110使得在啟動時SSD控制工具110設定為一常駐程式，且 可自動啟動SSD控制工具110。在啟動主機100中使用的系 統磁碟可係SSD 10、與之SSD 10分開準備的預先安裝系統 之SSD或一硬碟機（HDD)或安裝開機程式之DVD-ROM、 CD-ROM或USB記憶體。 當SSD控制工具110啟動時，SSD控制工具110將裝置資 訊之一傳輸請求傳輸至SSD 10以獲取SSD 10之裝置資訊。 3- 162392.doc -49· 201239622 如上文描述，若RWIF控制器31在SSD 10中有效，則SSD控 制工具110透過在ACS-2中描述的裝置簽章中之LBA(7:0)及 LBA( 15:8)而辨識SSD 10係ΑΤΑ裝置’且當自主機100接收 裝置識別資訊（諸如在ACS-2中描述的ECh IDENTIFY DEVICE等）之一傳輸請求時，RWIF控制器31將SSD 10係 一可讀寫裝置之識別資訊傳輸至主機100。若ROIF控制器 32在SSD 10中有效，則SSD控制工具110透過在ACS-2中描 述的裝置簽章中之LBA(7:0)及LBA(15:8)而辨識SSD 10係 ATAPI裝置，且當自主機1〇〇接收裝置識另，J資訊（諸如在 MMC-6中描述的46h GET CONFIGURATION等）之一傳輸請 求時，ROIF控制器32傳輸SSD 10不支援寫入之裝置識別 資訊。因此，SSD控制工具110依此方式自SSD 10獲取裝 置識別資訊。通知SSD 10是否為一唯讀裝置之方法可採取 除上文外的多種形式。 若自SSD 10傳回的資訊係不支援寫入裝置（步驟S203)， 則SSD控制工具110切換及設定選擇切換器123、124以無效 化RWIF驅動程式121(步驟S206)且有效化ROIF驅動程式 122(步驟S207)以在R0模式中操作SSD 10。若自SSD 10獲 取的資訊不是不支援寫入裝置（步驟S203)，則SSD控制工 具110切換及設定選擇切換器123、124以無效化ROIF驅動 程式122(步驟S204)且有效化RWIF驅動程式121(步驟S205) 以在正常模式中操作SSD 10 » 現將使用圖23來圖解說明在主機100操作時SSD控制工 具110之操作。為了快速偵測切換至RO模式之SSD 10，若 162392.doc • 50- 201239622 SSD 10處於正常模式，則期望SSD控制工具110繼續監測 關於來自主機100之寫入請求之來自SSD 10之回應（步驟 S210)。若SSD 10處於RO模式，則寫入請求不傳輸至SSD 10，且因此SSD控制工具110可不監測SSD 10之回應。 若傳回關於傳輸至處於正常模式之SSD 10之寫入請求之 一錯誤（可係一次錯誤或複數次錯誤），則SSD控制工具110 判定為SSD 10啟動在圖18中圖解說明的RO模式切換處理 程序且傳回關於所有寫入請求之一錯誤之一狀態，並無效 化RWIF驅動程式121(步驟S211)。自將SSD 10快速辨識為 唯寫裝置之立場，期望SSD控制工具110使用SATA標準之 COMPRESET、對在ACS-2中描述的SCT Command Transport 之廠商唯一之命令及對廠商唯一之其他命令藉由將一重設 命令發送至SSD 10等而重新啟動SSD 10(步驟S212)。藉由 SSD 10之電力供應之關/開而實行由使用者重新啟動電腦 系統1之此重新啟動處理程序，且SSD 10藉由執行在圖21 中圖解說明的處理程序而切換至RO模式。SSD控制工具 110有效化ROIF驅動程式122(步驟S213)。 因此，主機100可可靠地執行關於SSD 10之讀出處理程 序而不將SSD 10錯誤地辨識為非揮發性外部儲存裝置，同 時緊接在啟動RO模式切換處理程序之後且在RO模式期間 啟動SSD 10。 圖24圖解說明當Windows(註冊商標）用於主機100中之OS 時之碟機顯示之實例，且假定SSD經連接用於碟機D。若 SSD處於一正常可讀寫狀態，則碟機D之類型顯示為「本 C· 162392.doc -51 · 201239622 機磁碟」’如在圖24(a)中圖解說明。然而，繼SSD控制工 具110藉由圖22及圖23之處理程序而辨識碟機〇係不支援寫 入裝置之後’碟機D之類型顯示為「.Cd-R〇m」、「DVD-ROM」或「ROM碟機」’如在圖24(b)中圖解說明。 在上文描述中，對於在圖18中之模式切換條件在SSD 1 〇中使用的統計資訊’採納統計資訊χ〇丨至X丨9、χ23、 Χ24，但是可使用其他統計資訊以判定是否滿足R〇模式切 換條件。 例如，若在SSD 10令引進在美國專利申請公開案第2〇〇9 0222617號中描述的一管理單位（稱為一叢集），則對於尺〇 模式切換條件可採納數個有損壞叢集。叢集大小係磁區大 小的自然數倍之兩倍或兩倍以上，且由來自Lb A之一預定 位元之一較高位元序列組態叢集位址。在SSD 1〇中，用於 管理有損壞叢集之叢集位址（叢集ID)之一有損壞叢集表保 存為管理資訊。當在實行自反及記憶體2〇之讀出時由ECc 校正電路58在ECC處理程序中發生ECC校正錯誤時，記情 體控制器50可暫存在有損壞叢集表中發生eCC校正錯誤^ 叢集。可基於有損壞叢集表之暫存内容而獲取有損壞叢集 之數目因此，若SSD 10在正常模式中操作，則記憶體控 制器50基於儲存在RAM 40中之管理資訊中之有損壞叢集 表之項目數目而獲取當前有損壞叢集數目，比較經獲取有 損壞叢集數目與一臨限值’且當有損壞叢集數目大於或等 於臨限值時判定滿足RO模式切換條件。 在圖18及圖21之流程圖中’在SSD啟動時藉由將汉〇模式 162392.doc •52· 201239622 旗標25内插在SSD 10中而判定是否滿足唯讀模式切換條 件’但是可藉由在啟動時直接判定在R〇模式切換條件中 使用的多種類型的管理資訊之至少一者是否滿足R〇模式 切換條件而非使用RO模式旗標25而判定是否切換至唯讀 模式。 現將描述安裝在主機100上之SSD控制工具no之一處理 程序變體。例如，可採納在圖25中圖解說明的操作程序來 取代在圖23中圖解說明的操作程序。在圖25中，當SSD 10 在正常模式中操作時，SSD 10控制工具11〇將週期性獲取 SSD 10之統計資訊之一命令發出至SSD 10(步驟S220)。此 命令可係 SMART READ DATA(B0h(D0h))或一 S.M.A.R.T (自監測分析及報告技術）命令（其係記憶體之一自診斷功 能）、在ACS-2中描述的SCT Command Transport或對廠商 唯一之一命令。在接收S.M.A.R.T之資訊之SSD 10中，記 憶體控制器50獲取統計資訊X01至X19、X23、X24之一 者、一部分或前述所有統計資訊，且將經獲取統計資訊傳 回至主機100 ^ SSD控制工具110藉由接收自SSD 10傳回的 統計資訊而獲取統計資訊（步驟S221)。 圖26圖解說明關於統計資訊X01至X19、X23、X24之一 管理表。例如，如在圖26中圖解說明，當使用B0h/D0h SMART READ DATA時，指派關於統計資訊之構成元素 (X01至X19、X23、X24等）之各者之一屬性ID，但是當然 屬性ID可僅指派至某些構成元素。關於統計資訊26之構成 元素，繼標準化之後SMAB採納為一最佳值，且繼標準化 162392.doc •53- 201239622 之後對於保證較低限度值之可靠度採納諸如定義為 SMAL=SMAB*AMALR(0<AMALR<1)(SMAL係一整數，且 藉由捨位或將小數點後捨進而轉換成一整數）之SMAL。屬 性值定義為：
屬性值=SMAL+SMABx(l-AMALR)x(RMAX-原始資料）/ RMAX 屬性臨限值=3 0 (固定值） (原始資料）=統計資訊之原始資料 使得記憶體控制器50計算S.M.A.R.T資訊之屬性值（圖26中 之「值」）且將此屬性值傳輸至SSD控制工具110 〇屬性臨 限值係圖26中之「臨限值」，且原始資料係圖26中之「原 始資料」。 繼標準化之後最佳值SMAB僅需要係一任意自然數，且 可採納SMAB=100 » AMALR僅需要係滿足0SAMALR<1之 一任意數’且可採納AMALR=0.3。此外，AMALR及 SMAB可關於各X01至X19、X23、X24採納不同值。若 SMAB=100及AMALR=0.3，貝ij關於待採納的統計資訊之屬 性值之最佳值係1〇〇(例如，緊接裝運之後值係1〇〇)，且隨 著可靠度劣化而逐步降低，其中當SSD無法再保證可靠度 時（當統計資訊之原始資料大於或等於RMAX時）屬性值30 達到小於或等於30之一值。BOh/DAh SMART RETURN STATUS(其係在ACS-2中描述的一命令）用作為用於偵測屬 性值是否超過臨限值之一手段，且可自相關命令之輸出判 定屬性值是否超過臨限值。 162392.doc • 54· 201239622 圖26之「最差」可採納為SSD控制工具110診斷SSD 10 之壽命之規範。由記憶體控制器50將「最差」計算為屬性 值之一最差值。在X01至X19、X23、X24之情況下，最差 係繼裝運（或製造）SSD 1 〇之後屬性值之一最小值。替代 地’關於最差，在過去的一恆定時間範圍内的屬性值之一 最小值可採納為最差值’或過去直至目前為止的一最小值 可採納為回至過去之最差值，其中實行通信或處理程序達 一特定次數（特定資料量）。 圖26中之「原始資料」（原始值）可採納為SSD控制工具 110診斷SSD 10之壽命之一規範。統計資訊（例如，χ〇 ^至 X19、X23、X24)之原始資料自SSD 10傳輸至SSD控制工具 110作為原始資料。在此情況下，SSD控制工具11 〇可已保 存RMAX或SSD控制工具11〇可藉由分開地自SSD 10讀出或 自另一儲存裝置讀取而獲取RMAX，比較RMAX與原始資 料’且當原始負料>RMAX或原始資料>RMAX時判定SSD 10達到哥命盡頭。例如，在NAND GC失敗旗標之情況 下’當原始資料係1時判定SSD 10達到壽命盡頭。在有損 壞£塊之總數目之情況下’當原始資料大於一預定值時判 定SSD 10達到壽命盡頭。關於原始資料，統計資訊之原始 資料不一定需要被輸出，且記憶體控制器5 〇可將藉由對統 計資訊之原始資料執行四次算術運算獲得的一值傳輸至 SSD控制工具110作為原始資料，且比較rmax與透過四次 算數運异獲彳于的值以作出判定。記憶體控制器5 〇可將藉由 加饮統計資訊之原始資料獲得的資料傳輸至SSD控制工具 162392.doc -55· 201239622 110作為原始資料，且記憶體控制器50可解碼該資料並比 較經解碼資料與RMAX以做出判定。 SSD控制工具110比較經獲取統計資訊與一預定臨限值 (諸如RMAX及RMIN)(步驟S222)，且相似於圖23，當判定 SSD 10達到壽命盡頭時（或剛好在壽命盡頭之前或處於非 正常狀態）（步驟S222 :是）（諸如當SSD 10之統計資訊大於 RMAX(或X24=l ，或當統計資訊小於RMIN時））無效化 RWIF驅動程式121(步驟S223)。SSD控制工具110可重新啟 動SSD 10(步驟S224)。繼重新啟動SSD 110之後，SSD控制 工具110有效化ROIF驅動程式122(步驟S225)。 當SSD 10處於正常模式時，主機100中之操作可係在圖 27中的操作程序。在此操作程序中，SSD控制工具110將一 SMART READ DATA 或一 S.M.A.R.T 命令或一廠商唯一命 令週期性地發出至SSD 10(步驟S240)。在接收S.M.A,R.T 之資訊之SSD 10中，記憶體控制器50基於儲存在RAM 40 中之管理資訊中之有損壞叢集表之項目數目而獲取當前有 損壞叢集數目，且將經獲取有損壞叢集數目傳回至主機 100。SSD控制工具110藉由接收自SSD 10傳回的有損壞叢 集數目而獲取有損壞叢集數目（步驟S241)。 SSD控制工具110比較經獲取有損壞叢集數目與一預定 臨限值（步驟S242)，且當SSD 10之有損壞叢集數目大於或 等於一臨限值時，無效化RWIF驅動程式121(步驟S243)， 重新啟動SSD 10(步驟S244)，且有效化ROIF驅動程式 122(步驟S245)，相似於圖13。 I62392.doc -56- 201239622 備份功能可載入在SSD控制工具110中。在SSD 10切換 至唯讀模式之一狀態下，假定SSD 10之資料保存性質劣 化，且因此SSD之使用者資料需要儘可能快地撤出至另一 次要儲存裝置。圖28係圖解說明當SSD控制工具110載入有 備份功能時主機100之一組態之一視圖。次要儲存裝置（其 他SSD、硬碟機、可攜式磁碟儲存媒體等）400連接至主機 100，且主機100之OS與次要儲存裝置400透過一次要儲存 裝置驅動程式401而通信。 圖29圖解說明當作一備份時SSD控制工具110之一操作 實例。在圖29中，步驟S208添加至在圖22中圖解說明的 SSD控制工具110之操作程序。在步驟S208中之備份中， SSD控制工具110顯示一訊息（諸如「SSD切換至唯讀模 式。需要SSD之資料備份？」），及用於選擇備份必要性之 一「確定」按鈕及「取消」按鈕。當用滑鼠135點擊「確 定」按鈕時開始備份，且當用滑鼠135點擊「取消」按鈕 時顯示之訊息消失且不實行備份。讀出SSD 10之所有LBA 之資料之一命令發送至ROIF驅動程式122。SSD控制工具 110將一命令發送至次要儲存裝置驅動程式401以將自SSD 10讀出的資料寫入至相同於自SSD 10讀出的資料之 LBA(SSD之LBA)之LBA(次要儲存裝置400之LBA) °例 如，SSD 10之LBA=0h之資料複製至次要儲存裝置400之 LBA=0h。SSD 10之LBA=234c5h之資料複製至次要儲存裝 置 400之LBA=234c5h。 在備份處理程序中，SSD控制工具110可將一命令發送 r·· 162392.doc •57- 201239622 至主機100之OS，以將SSD 10之所有檔案複製至次要儲存 裝置400。在此情況下，0S參考在0S中含有的檔案管理表 或後設資料，獲取SSD 10之所有檔案之所有LBA，讀出經 獲取LBA之所有資料’將經讀取資料寫入在次要儲存裝置 400中’及更新檔案管理表或後設資料使得經寫入lba及 檔案索引相對應。包含SSD 10及檔案系統管理區域之主要 開機記錄（MBR)資訊之部分之資訊可經存取以獲取被使用 區域及檔案之資訊，基於經獲取資訊而產生SSD 1〇之資料 上之ROM映像，且經產生R0M映像可保存在另一儲存裝 置中。 在本貫施例中，為簡便起見，反及記憶體2〇之實體位址 與管理資訊中之LBA直接相關聯，但是可使用如在美國專 利申請公開案2009 0222617中之磁區大小的自然數倍之兩 倍或兩倍以上之管理單位來管理LBA，且可在管理資訊 (而非LBA)中描述管理單位與反及記憶體2〇之實體位址之 對應關係。描述反及記憶體2〇之實體位址與LB A之對應關
係之官理貢訊可採取多種形式，且由描述實體位址與lb A 之對應關係之表（邏輯·實體轉換表）採取的形式不影響本發 明之本質。且關於除反及型快閃記憶體外的非揮發性記憶 體，描述實體位址與非揮發性記憶體與LBA之對應關係之 管理資訊可採取多種形式’但是由描述實體位址與lba之 對應關係之表（邏輯-實體轉換表）採取的形式不影響本發明 之本質。 非關於在管理資訊區段中使用的可靠度資訊之資訊不影 162392.doc •58- 201239622 響本發明之本質。在第二實施例之後的實施例中亦可應用 對於可靠度資訊要求。 因此，根據第一實施例，在SSD 10中判定是否滿足唯讀 模式切換條件，其中若滿足唯讀模式切換條件則介面控 制器切換至專用於讀取之模式，基於自.SSD 10獲取的資訊 而在主機100中判定是否將SSD 10辨識為可讀取操作及寫 入操作之僅讀取操作之唯讀記憶體，及若判定辨識為唯讀 記憶體則用於SSD控制之介面驅動程式切換至專用於讀取 之模式，且因此主機通常可將切換至唯讀模式之SSD辨識 為僅可讀取操作之一裝置。 (第二實施例） 在第一實施例中，使用安裝至SSD 10之功能及安裝至主 機100之功能兩者。在第二實施例中，闡釋僅應用安裝至 SSD 1〇之功能之一情況。若功能安裝在88〇 10及主機1〇〇 兩者上則最有效，但是甚至藉由將功能僅安裝在SSD 10上 仍可展現足夠效果。 圖30圖解說明電腦系統之第二實施例之一組態。在第二 實施例中’ SSD 10安裝有在第一實施例中描述的介面控制 器30，且用於使SSD 10切換至介面驅動程式12〇之SSD控 制工具未安裝在主機100側上。在圖30中，在具有相同 於在圖1中圖解說明的構成元件之功能之構成元件上標記 相同參考數字’且將省略冗餘描述。在第二實施例中，例 如，IPL 55之功能安裝在控制器50上。且在第二實施例之 SSD 10中，可安裝上文在第一實施例中描述的SSD 10之所 162392.doc •59· 201239622 有功能。 在第二實施例中，記憶體控制器50在SSD啟動時或在 SSD操作期間使用上文描述的管理資訊來判定是否滿足使 SSD 10自正常可讀取/可寫入狀態切換至唯讀模式狀態之 上文描述的唯讀模式切換條件，其中若滿足唯讀模式切換 條件，則介面控制器30自RWIF控制器3 1切換至ROIF控制 器32。當一請求來自主機1〇〇時，RWIF控制器31將指示相 關碟機係一可讀/寫碟機之裝置識別資訊傳輸至主機。當 一請求來自主機100時，ROIF控制器32將指示相關碟機係 一讀取專用碟機之裝置識別資訊傳輸至主機。 期望RWIF控制器3 1經組態以對主機1 〇〇明確指示SSD 10 係ΑΤΑ裝置。例如，在ATA/ATAPI命令集2(ACS-2)中描述 的裝置簽章中，LBA(7:0)輸出為Olh，LBA(15:8)為00h， 及LB A(23:16)輸出至主機100作為〇〇h，使得可對主機100 通知SSD 10係ΑΤΑ裝置。期望ROIF控制器32經組態以對主 機100明確指示SSD 10係ATAPI裝置。例如，在ACS-2中描 述的裝置簽章中，LBA(7:0)輸出為Olh ’ LBA(15:8)為 14h，及LBA(23:16)輸出至主機100作為EBh，使得可對主 機100通知SSD 10係ATAPI裝置。 ROIF控制器32經組態以對主機100通知SSD 10不支援寫 入命令且僅進行讀取。例如，當透過ΑΤΑ介面90自主機 100接收在INCITS多媒體命令6(MMC-6)中採納的命令GET CONFIGURATION(46h)時，ROIF控制器 32對主機 1〇〇傳回 在諸如 Random Writable (Feature Number=0020h)、 -60· 162392.doc 201239622
Incremental Streaming Writable (Feature Number=0021h) ' Write Once (Feature Number=0025h)等之特徵中不支援所 有寫入功能。另一方面，ROIF控制器32可相似於RWIF控 制器31經組態以對主機1〇〇明確指示SSD 10係ΑΤΑ裝置， 且當透過ΑΤΑ介面90自主機1〇〇接收裝置識別資訊（諸如在 ACS-2中描述的命令ECh IDENTIFY DEVICE)時可經組態 以對主機100傳回不支援所有寫入功能。通知SSD 10是否 係一唯讀裝置之方法可採納多種其他形式。 例如’參考在第一實施例中使用的圖18，在SSD 1〇操作 (圖18 :步驟S160)時記憶體控制器50判定是否滿足尺〇模式 切換條件。何時滿足r〇模式切換條件之一特定實例包含 一條件’諸如判定何時SSD達到壽命盡頭（或剛好在達到壽 命盡頭之前，或處於非正常狀態），諸如何時統計資訊X01 至X19、X23、X24之至少一者大於RMAX，何時X24=l或 何時統計資訊小於RMIN。 當滿足R0模式切換條件時，期望記憶體控制器50取消 當前在反及記憶體2〇上執行的所有寫入處理程序（步驟 5161) ’傳回關於自主機ι〇〇接收的所有寫入請求之一錯 誤’及刪除自主機100接收的寫入請求之所有佇列（步驟 5162) 。接著’記憶體控制器5〇將1寫入至反及記憶體2〇之 管理資訊中之RO模式旗標25(步驟S163)。此後’ SSD 10傳 回關於自主機100接收的所有寫入請求之一錯誤直至切斷 或重設電力供應為止（步驟Sl64、S165)。 在SSD 10啟動時，執行在第一實施例中使用的相似於圖 162392.doc -61 · 201239622 21之操作。換言之’當SSD 10啟動時，記憶體控制器5〇中 之IPL 55讀出反及記憶體20之管理資訊中之r〇模式旗標 25(步驟S170)，且讀取r〇模式旗標25(步驟S171)。若RO模 式旗標25係0(步驟S171)，則IPL 55有效化介面控制器3〇之 RWIF控制器31(步驟S172)使之處於正常模式，且接著將反 及記憶體20之管理資訊讀出至RAM 40(步驟S173)。 若RO模式旗標25係1 ’則IPL 55有效化r〇if控制器32使 之處於RO模式（步驟S174)，且接著將反及記憶體20之管理 資訊讀出在RAM 40上（步驟S 175)。在RO模式中，SSD 10 當作不支板寫入之一唯讀裝置。 在啟動主機100或連接裝置時，主機10〇對經連接裝置請 求識別資訊。在正常模式中，SSD 1〇使RWIF控制器31將 指示SSD 10係關於主機1〇〇可讀取且可寫入之裝置識別資 訊傳回至主機’且因此主機1〇〇將SSD 1〇辨識為一可讀寫 裝置。在RO模式中，SSD丨〇使roif控制器32將指示SSD 10係一不支援寫入唯讀碟機之裝置識別資訊傳回至主機 100 ’且因此主機1〇〇將SSD 1〇辨識為不支援寫入裝置。因 此，在R〇模式時，寫入請求不自主機100發送至SSD 10。 因此，在R〇模式中，SSD 10當作不支援寫入之一唯讀裝 置’使得可自主機100進行除寫入外的存取。即使 Windows(註冊商標）安裝在主機1〇〇上以用於〇s，SSd 1〇 仍被辨識為一可讀取裝置。
當在SSD 10之可靠度劣化時SSD 10對主機1〇0通知SSD 10係一不支援寫入外部儲存裝置之識別資訊時’在主機 162392.doc • 62- 201239622 100看來猶如SSD 10自可讀寫外部儲存裝置切換至不支援 寫入外4儲存裝置。因此’具劣化可靠度之ssd 1〇當作主 機100之一唯讀裝置，使得主機1〇〇可將SSD 處置成一通 用唯讀外部儲存裝置，諸如CD-ROM或DVD-ROM。 (第三實施例） 在第三實施例中’展示應用僅安裝至主機1〇〇之功能之 一情況下。若功能安裝在881) 1〇及主機1〇〇兩者上則最有 效，但疋甚至藉由將功能僅安裝在主機1〇〇上仍可展現足 夠效果。 圖3 1圖解說明電腦系統之第三實施例之一組態。在第三 實施例中，在第一實施例中描述的介面驅動程式1及 SSD控制工具11〇安裝在主機1〇〇上，且可切換尺|11?控制器 31及ROIF控制器32之介面控制器30不安裝在SSD 1〇側 上。在圖31中，在具有相同於在圖丨中圖解說明的構成元 件之功能之構成元件上標記相同參考數字，且將省略冗餘 描述。安裝僅安裝有RWIF控制器3 1之一介面控制器38來 取代介面控制器30。且在第三實施例之主機1〇〇中可安 裝在上文第一實施例中描述的主機1〇〇之所有功能。在第 三實施例中，SSD 10自身不一定需要能夠切換至汉〇模 式。 在第二實施例中，S S D控制工具11 〇執行相似於在第一 實施例之圖25及圖27中描述的操作之操作。當主機1〇〇啟 動時，主機100啟動SSD控制工具11〇 ^期望SSD控制工具 藉由暫存啟動選單、服務或Windows(註冊商標）中之暫# 162392.doc -63 - 201239622 器隨著主機100之啟動而自動啟動》可由使用者用鍵盤 134、滑鼠135等來任意啟動SSD控制工具。當SSD控制工 具110啟動時，在圖25之情況（圖25 :步驟S220)下SSD控制 工具110將統計資訊之一傳輸請求傳輸至SSD 10以獲取 SSD 10之統計資訊X01至X19、X23、X24之至少一者。傳 輸請求可係SMART READ DATA或一 S.M.A.R.T命令（其係 記憶體之一自診斷功能）、在ACS-2中描述的SCT Command Transport或對廢商唯一之一命令，如上文描述。 SSD控制工具110依此方式獲取統計資訊（步驟S221)。 SSD控制工具110比較自SSD傳回的統計資訊與一臨限值 (例如，在第一實施例中描述的RMAX或RMIN)(步驟 S222)。當使用在 ACS-2 中描述的 B0h/D0h SMART READ DATA以獲取統計資訊時，SSD控制工具110獲取依在圖26 中圖解說明的屬性值、臨限值、最差值及原始資料（原始 值）形式之統計資訊26之構成元素（X01至X19 ' X23、X24) 之至少一統計資訊。由記憶體控制器50之屬性值、臨限 值、最差值及原始資料（原始值）之計算方法相同於第一實 施例，且依此方式計算的資訊自SSD 10傳輸至控制工具 110作為關於B0h/D0h SMART READ DATA之經讀取資 料。 例如，當將SMART之屬性值及臨限值用作為用於診斷 SSD 10之壽命（或非正常狀態）之比較資料時，SSD控制工 具110實行屬性值與臨限值之比較，且當屬性值 <臨限值 (或屬性值 <臨限值）時SSD控制工具判定SSD 10達到壽命盡 162392.doc -64- 201239622 頭（或非正常事件）。若如在第一實施例中SMAB= 100及 AMALR=0.3，貝|J關於待採納的統計資訊之屬性值之最佳值 係100(例如，緊接裝運之後值係100)，且隨著可靠度劣化 而逐步降低，其中當SSD無法再保證可靠度時（當統計資訊 之原始資料大於或等於RMAX時）屬性值30達到小於或等於 30之一值，且SSD控制工具110判定SSD 10被辨識為唯讀 記憶體（步驟 S222 :是）。BOh/DAh SMART RETURN STATUS(其係在ACS-2中描述的一命令）用作為用於偵測屬 性值是否超過臨限值之一手段，且可自相關命令之輸出判 定屬性值是否超過臨限值。 例如，當將SMART之最差值及臨限值用作為用於診斷 SSD 10之壽命（或非正常狀態）之比較資料時，SSD控制工 具110實行最差值與臨限值之比較，且當最差值 <臨限值 (或最差值S臨限值）時SSD控制工具判定SSD 10達到壽命盡 頭（或非正常事件）。若如在第一實施例中SMAB = 100及 AMALR=0.3，則關於待採納的統計資訊之最差值之最佳值 係100(例如，緊接裝運之後值係100)，且隨著可靠度劣化 而逐步降低，其中當SSD無法再保證可靠度時（當統計資訊 之原始資料大於或等於RMAX時）最差值30達到小於或等於 30之一值，且SSD控制工具110判定SSD 10被辨識為唯讀 記憶體（步驟S222 :是）。 例如，當將隨著SSD 10之可靠度劣化而增大之SMRAT 之原始資料（原始值）用作為用於診斷SSD 10之壽命（或非正 常狀態）之比較資料時，SSD控制工具110實行原始值與 162392.doc -65- 201239622 RMAX之比較，且當原始值k RMAX (或原始值>RMAX) 時SSD控制工具判定SSD 10達到壽命盡頭（或非正常狀 態）。RMAX係保存在主記憶體202(諸如SSD控制工具11〇) 上之一參數。當電腦系統1之電力供應斷開時，期望 RMAX儲存在SSD 10尹作為非揮發性資訊，且當電力供應 接通時當SSD控制工具載入至如在圖5及圖6中圖解說明的 主記憶體202時，RMAX載入至主記憶體202。如在第一實 施例中，期望在SSD 10開發時判定RMAX，且RMAX儲存 在成為SSD控制工具之安裝源之一區域（諸如網頁伺服器之 儲存媒體400之區域、光學儲存媒體500之儲存區域或USB 記憶體600之區域）中。 原始值隨著SSD 10之可靠度劣化而逐步增大，其中當 SSD 10無法再保證可靠度時，原始值達到大於或等於 RMAX之一值，且SSD控制工具110判定SSD 10被辨識為唯 讀記憶體（步驟S222 :是）。關於各構成元素（諸如統計資訊 X01至X19、X23、X24等），RMAX可採納不同值。
例如，當將隨著SSD 10之可靠度劣化而減小之SMRAT 之原始資料（原始值）用作為用於診斷SSD 10之壽命（或非正 常狀態）之比較資料時，SSD控制工具110實行原始值與 RMIN之比較，且當原始值2RMIN(或原始值<RMIN)時SSD 控制工具判定SSD 10達到壽命盡頭（或非正常狀態）。 RMIN係保存在主記憶體202(諸如SSD控制工具110)上之一 參數。當電腦系統1之電力供應斷開時，期望RMIN儲存在 SSD 10中作為非揮發性資訊，且當電力供應接通時當SSD I62392.doc -66. 201239622 控制工具載入至如在圖5及圖6中圖解說明的主記憶體2〇2 時’ RMIN載入至主記憶體2〇2。如在第一實施例中，期望 在SSD 10開發時判定，且rmin儲存在成為ssD控制 工具之安裝源之-區域（諸如網頁㈤服器之儲存媒體4〇〇之 區域、光學儲存媒體5〇〇之儲存區域或USB記憶體600之區 域）中。 原始值隨著SSD 1〇之可靠度劣化而逐步減小，其中當 SSD 10無法再保證可靠度時，原始值達到小於或等於 RMIN之一值，且SSD控制工具u〇判定SSD 1〇被辨識為唯 讀記憶體（步驟S222:是關於各構成元素（諸如統計資訊 X01至X19、X23、X24等），rmIN可採納不同值。 例如，當接收統計資訊X24作為SMART之原始資料（原 始值）且將該統計資訊X24用作為用於診斷SSD 10之壽命 (或非正常狀態）之比較資料時，SSD控制工具110實行原始 值是否為1之判定，且當原始值=1時判定SSD 10達到其壽 命盡頭。若SSD 10之可靠度劣化且記憶體控制器50甚至 NAND GC亦無法確保足夠數目個自由區塊，則由記憶體 控制器50將原始值設定為1 ’且SSD控制工具110判定將 SSD 10辨識為一唯讀記憶體（步驟S222 :是）。 若由於步驟S222之比較而判定在SSD 10中滿足RO模式 切換條件，即，若判定SSD 10被辨識為唯讀記憶體（步驟 S222 :是），則有效化ROIF驅動程式122(步驟S225)。SSD 控制工具11〇可藉由操作圖12中之作業系統150之系統參數 而致使作業系統150將SSD 10辨識為唯讀記憶體。期望 162392.doc -67- 201239622 SSD控制工具110傳輸一重設命令等且在步驟S225之前重 新啟動SSD 1〇(步驟；§224)。 期望SSD控制工具110週期性地實行如在圖25、圖27等 中圖解說明的步驟S220、步驟S221及步驟S222(在圖25之 情況下）之程序，即，甚至當主機100操作時將統計資訊傳 輸至SSD 10之請求及判定將SSD 10辨識為唯讀記憶體。例 如’可按每一恆定時間發出SMART READ DATA，且可判 定是否將SSD 1〇辨識為唯讀記憶體《可在主機loo啟動時 實行請求及判定，或可僅繼主機1〇0啟動之後實行請求及 判定以減小SSD控制工具11〇之中斷處理之次數。若判定將 SSD 10辨識為唯讀記憶體，則有效化介面驅動程式12〇之 ROIF驅動程式122。繼將SSD 10辨識為唯讀記憶體以減小 SSD控制工具11〇之中斷處理之次數之後，期望不實行統計 資訊之傳輸請求及r〇模式切換判定。 當辨識啟動或連接SSD 10時，SSD控制工具110可實行 請求及判定。例如，若介面9〇係SATA介面，則當關於主 機100之SSD 10之狀態暫存器自7Fh變至50h時判定啟動或 連接SSD 1〇，且接著可實行請求及判定。 可由記憶體控制器50實行辨識為唯讀記憶體之判定，且 SSD 控制工具 11〇 可透過 SMART READ DATA、SCT Command Transport或對廠商唯一之命令而僅接收判定結 果。例如，若由記憶體控制器50依相似於第一實施例之準 則判定辨識為唯讀記憶體，則SSD控制工具110自SSD 10 接收數值0作為SMART READ DATA之屬性值，且在其他 162392.doc • 68 - 201239622 時間（正常時間）接收數值1 〇〇 ’其中對於辨識為唯讀記憶體 及不辨識為唯讀記憶體之兩種情況，接收數值70作為臨限 值，且若屬性值 <臨限值則判定辨識為唯讀記憶體（步驟 S222 :是），且若屬性值 >臨限值則判定不辨識為唯讀記憶 體（步驟S222:否）β應明白最差值及原始值可用於接收判 定結果。 當對於統計資訊採納當前溫度Χ20、最高溫度X21及最 低溫度X22時’溫度異常可能係暫時的，且因此當屬性值之 臨限值（或屬性值 >臨限值）且判定返回正常狀態時，繼在 步驟S225中SSD控制工具11 〇有效化r〇if驅動程式之後無 效化ROIF驅動程式並有效化RWIF驅動程式。 自防止由SSD 10之資料破壞或損壞致使的使用者資料損 失之立場’期望ROIF驅動程式122經組態以根本不傳輸關 於SSD 10之寫入命令。然而，若需要寫入一部分資料（諸 如SSD 10中之作業系統之系統資訊），則反〇11?驅動程式in 可例外地允許將相關資料寫入至SSD 10但是期望相關資料 之資料量相對於反及記憶體20之容量足夠小。更期望地， 為了防止使用者因錯誤地傳輸寫入命令且將資料寫入至 SSD 10，ROIF驅動程式122根本不傳輸關於SSD 10之正常 寫入命令（諸如在ACS-2中描述的35h WRITE DMA EXT及 61h WRITE FPDMA QUEUED)，且若例外需要將資料寫入 SSD 10 t，則期望僅由使用一特殊命令（諸如在INCITS ACS-2中描述的SCT Command Transport及對廠商唯一之其 他命令）之命令允許關於SSD 10之寫入。 162392.doc •69- 201239622 且在第三實施例中，如在圖5中圖解說明，當主機裝置 100之電力供應斷開時，SSD控制工具110儲存在SSD ^之 反及記憶體20之區域110A中，但是在主機裝置1〇〇啟動或 程式啟動時自區域11〇A載入至區域11〇。如在圖6中圖解說 明’若複數個外部儲存裝置連接至主機裝置，則ssd控制 工具可儲存在作為SSD 10但不同於SSD 1〇之非揮發性儲存 裝置300之一區域11〇8中，可在主機裝置ι〇〇啟動或程式啟 動時自區域110B載入至區域110。特定言之，若非揮發性 儲存裝置300用作為用於儲存os之—系統碟機，及ssd 1〇 用作為用於儲存使用者資料（諸如文件、靜止影像資料及 移動影像資料）之-資料碟機，則自清楚分開碟機ι〇與碟 機3〇之角色（諸如將系統碟機则作為用於主要儲存仍及 j用程式之-碟機及將資料碟機_作為用於儲存使用者 資料之-碟機）之立場’期望將控制工具儲存在用作系統 碟機之非揮發性儲存裝置300中。 且在第三實施例中’如在圖5及圖6中圖解說明自令使 用者在實行控制工具之設定中省力之立場，期望電腦系統 裝運有健存在SSD 1G或麵發性儲存裝置_巾之SSD控 =工，’放置在架子上’且提供給使用者。自令使用者能 、擇是否安裳SSD工具之立場及自提供最新近控制工具給 ^用者之立場’期望控制工具藉由自在圖7令圖解說的網 下載、自在圖8中圖解說明的Dvd r〇m安裝及自在圖9 圖解說明的-外部儲存裝置儲存媒體（刪記憶體）安裝 而儲存在SSD 1〇或非揮發性儲存裝置则中。且在第三實 162392.doc 201239622 施例中’自促進使用者可得性之立場，在裝運SSD 1 〇時， 期望光學媒體500及USB記憶體600封裝有SSD 10且與SSD 10—起出售。光學媒體500或USB記憶體600可單獨出售作 為軟體產品或可附接為雜諸及書本之一增補。 因此’安裝在主機100上之SSD控制工具110判定SSD 10 之可靠度狀態（統計資訊），且基於判定結果而對s SD選擇 介面驅動程式，且因此當SSD 10之可靠度劣化時（當達到 壽命盡頭’處於非正常狀態時），在〇S及其他軟體看來猶 如SSD 10自可讀寫外部儲存裝置切換至不支援寫入外部儲 存裝置。因此’具劣化可靠度之SSD 10當作OS及軟體之 一唯讀裝置’使得主機100可將SSD 10處置為一通用唯讀 外部儲存裝置’諸如CD-ROM或DVD-ROM。 (第四實施例） 在第一實施例及第二實施例中，SSD 10將SSD 10係一唯 讀裝置之資訊傳輸至主機1〇〇。使用與SSD 10分開準備的 一介面中繼裝置700，介面中繼裝置7〇〇可將SSD 1〇係一唯 s買裝置之資訊傳輸至主機1〇〇。介面中繼裝置70Q稱為一唯 讀橋接器。在第四實施例中，SSD 10自身不一定需要能夠 切換至RO模式。
圖32圖解說明唯讀橋接器700連接至在圖10中圖解說明 的電腦系統之一狀態。圖33係圖解說明連接唯讀橋接器之 一第四實施例之一電腦系統之一方塊圖。唯讀橋接器7〇〇 經組態以將係唯讀裝置之資訊傳輸至主機100。係唯讀裝 置之 > 訊可係上文描述在MMC-6中採納的命令GET 162392.doc 201239622 CONFIGURATION(46h) ’或可係其他命令。此外，唯讀橋 接器700經組態以扮演主機側介面與SSD側介面之一中繼 器之角色（諸如將自主機100接收的多種命令及回應傳輸至 SSD 10且將自SSD 10接收的多種命令及回應傳輸至主機 100)。若主機侧介面與SSD側介面之介面標準不同，則唯 讀橋接器700轉換所接收命令及回應以遵循傳輸側介面， 且接著傳輸所接收命令及回應。若主機側介面係SATA介 面，則唯讀橋接器700可經組態以對主機ι〇〇明確指示SSD 10係ATAPI裝置》例如，在ACS-2中描述的裝置簽章中， LBA(7:0)輸出為 Olh，LBA(15:8)輸出為 I4h，及 LBA(23: 16)輸出至主機100作為為EBh，使得可對主機loo通知SSD 10係ATAPI裝置。 在正常使用主機100期間，SSD 10藉由用作ΑΤΑ介面90 之SATA纜線或USB纜線而連接至主機1〇〇之主機板130，如 在圖10中圖解說明。當安裝在主機100上之SSD控制工具 110藉由上文描述在ACS-2中描述的S.M.A.R.T資訊而獲取 統計資訊且當藉由比較管理資訊與臨限值而滿足統計資訊 >RMAX、統計資訊<RMIN或X24=l之條件時判定SSD 10之 可靠度劣化時，SSD控制工具110在顯示器133上顯示包含 一訊息（諸如「SSD壽命到達盡頭。將唯讀橋接器之裝置側 端子連接至SSD，將唯讀橋接器之主機側端子連接至個人 電腦，且備份SSD資料」）之一警告視窗（或警告對話方 塊）。待與管理資訊比較的臨限值（RMAX、RMIN等）可保 存在主機100中使得SSD控制工具110可實行可靠度劣化之 162392.doc • 72- 201239622 判定，或臨限值可保存在SSD 10中使得SSD 10之記憶體控 制器50可實行可靠度劣化之判定，且記憶體控制器50可僅 將管理資訊超過臨限值之資訊傳輸至主機100。 如在圖32中圖解說明，根據在顯示器133上顯示的警告 訊息，使用者用SATA纜線、USB纜線等連接SSD 10與唯 讀橋接器700，且用SATA纜線、USB纜線等連接唯讀橋接 器700與主機板130。 當此後主機100啟動時，唯讀橋接器700將SSD 10係唯讀 裝置之資訊傳輸至主機100。接著，主機100將唯讀ATAPI 驅動程式之唯讀驅動程式應用為唯讀橋接器700之介面驅 動程式170，且SSD 10被辨識為唯讀裝置，諸如主機上之 CD-ROM及DVD-ROM。另一方面，唯讀橋接器700可經組 態以對主機100明確指示SSD 10係ΑΤΑ裝置，且可經組態 以當透過ΑΤΑ介面自主機100接收裝置識別資訊（諸如在 ACS-2中描述的命令ECh INDENTIFY DEIVCE)時對主機 100傳回不支援所有寫入功能。通知SSD 10是否為一唯讀 裝置之方法可採納多種其他方式。 在實施例中，當停用關於SSD之寫入或不保證關於SSD 之寫入操作時，主機可藉由甚至在關於SSD之寫入操作可 導致SSD資料缺陷或SSD失敗之情況下簡單地將唯讀橋接 器700連接在主機100與SSD之間而對SSD 10實行讀取操 作。 用以在連接唯讀橋接器700之情況下啟動主機之系統磁 碟可係SSD 10，或可係與SSD 10分開準備預先安裝有系統 162392.doc -73- 201239622 之一 SSD或一硬碟機（HDD)，或可係安裝有一開機程式之 一 DVD-DOM、一 CD-ROM或 USB記憶體。 甚至當連接唯讀橋接器700時，主機1〇〇可保存具有備份 SSD資料之功能之SSD控制工具11〇或其他軟體。當偵測到 連接唯讀橋接器700時，具有備份功能之軟體顯示一訊 息，諸如「連接唯讀橋接器。備份SSD之資料？」以及用 於在軟體之視窗中選擇備份之必要性之「確定」按鈕及 「取消」按鈕。當用滑鼠135點擊「確定」按鈕時備份開 始，且當用滑鼠135點擊「取消」按鈕時訊息之顯示消失 且不實行備份即使用滑鼠135按壓「取消」按鈕，隨後 仍可實行備份。 在第一實施例至第四實施例中，已描述對於非揮發性記 憶體採納反及記憶體之一情況，但是第一實施例至第四實 施例除可應用於反及記憶體之外，亦可應用於非揮發性記 憶體’諸如非揮發性記憶體之硬碟機（hdd)。非揮發性記 憶體可係如在美國專利申請公開案第2〇1〇 〇172189號及美 國專利申請公開案第2010 0254191號中展示記憶體胞配置 成二維之一半導體儲存媒體。 雖然已描述特定實施例’但是此等實施例僅藉由實例而 呈現’且不希望限制本發明之範疇。實際上，本文描述的 新穎實施例可依各種其他形式具體實施；此外，可在不背 離本發明之精神之情況下作出依本文描述的實施例之形式 之多種省略、代換及變更。希望隨附申請專利範圍及其等 等效物涵蓋亦將落在本發明之範疇及精神内之此等形式或 162392.doc 74 · 201239622 修改。 【圖式簡單說明】 圖1係圖解說明一第一實施例之一電腦系統之一功能組 態實例之一方塊圖。 圖2係圖解說明一反及s己憶體晶片之一内部組態實例之 一方塊圖。 圖3係圖解說明在反及記憶體晶片中含有的一平面之一 組態實例之一電路圖。 圖4係圖解說明依四值資料儲存方法之一臨限值分佈之 一視圖。 圖5係圖解說明當將一 SSD控制工具保存在一 SSD中時一 電腦系統之一功能組態實例之一方塊圖。 圖6係圖解說明當將SSD控制工具保存在另一外部儲存 裝置中時一電腦系統之一功能組態實例之一方塊圖。 圖7係圖解說明當安裝來自網頁之SSD控制工具時一電 腦系統之一功能組態實例之一方塊圖。 圖8係圖解說明當安裝來自一光碟機之SSD控制工具時 一電腦系統之一功能組態實例之一方塊圖。 圖9係圖解說明當安裝來自USB記憶體之SSD控制工具時 一電腦系統之一功能組態實例之一方塊圖。 圖10係圖解說明電腦系統之一外觀組態之一視圖。 圖11係圖解說明主機之一功能組態實例之一方塊圖。 圖12係圖解說明主機之一階層式功能組態實例之一方棟 圖。 162392.doc -75· 201239622 圖13係圖解說明SSD之管理資訊之一視圖。 圖14係圖解說明SSD之寫入操作實例之一流程圖。 圖15係圖解說明SSD之反及記憶體之廢棄項目收集之操 作實例之一流程圖。 圖16係圖解說明SSD之讀取操作實例之一流程圖。 圖17係圖解說明在SSD發生錯誤時操作實例之一流程 圖。 圖18係圖解說明當在SSD中滿足唯讀模式切換條件時操 作實例之一流程圖。 圖19係圖解說明統計資訊之原始資料與SSD之缺陷率之 關係之一圖表。 圖20係圖解說明統計資訊之原始資料與SSD之效能之關 係之一圖表。 圖21係圖解說明在SSD啟動時操作實例之一流程圖。 圖22係圖解說明在主機啟動時一操作實例之一流程圖。 圖23係圖解說明在主機操作期間一操作實例之一流程 圖。 圖24A及圖24B係圖解說明主機中之一碟機顯示螢幕實 例之一視圖。 圖25係圖解說明在主機啟動時另一操作實例之一流程 圖。 圖26係圖解說明統計資訊X01至X19、X23、X24之一管 理表之一實例之一視圖。 圖27係圖解說明在主機啟動時另一操作實例之一流程 162392.doc -76- 201239622
圖28係圖解說明主機之另一組態實例之一方塊圖。 圖29係圖解說明當採納在圖28中圖解說明的主機時在主 機啟動時之一操作實例之一流程圖。 圖3 0係圖解說明一第二實施例之一電腦系統之一功能組 態實例之一方塊圖。 圖31係圖解說明一第三實施例之一電腦系統之一功能組 態實例之一方塊圖。 圖32係圖解說明一第四實施例之一電腦系統之一外觀組 態實例之一視圖。 圖33係圖解說明第四實施例之一電腦系統之一功能組態 實例之一方塊圖。 【主要元件符號說明】 1 電腦系統 10 固態磁碟（SSD) 20 反及快閃記憶體 21 自由區塊表 22 有損壞區塊表 23 作用區塊表 24 作用頁面表 25 唯讀（RO)模式旗襟 26 統計資訊 30 介面控制器 31 可讀取/可寫入楹^ 162392.doc •77- 201239622 32 唯讀模式介面（ROIF)控制器 33 選擇切換器 34 選擇切換器 38 介面控制器 40 隨機存取記憶體 40a 快取記憶體（CM) 50 記憶體控制器 55 初始程式載入器（IPL) 57 匯流排 58 錯誤校正碼（ECC)校正電路 90 ΑΤΑ介面 100 主機/主機裝置 110 固態磁碟（SSD)控制工具 110A 區域 110B 區域 110C 固態磁碟（SSD)控制工具 110D 固態磁碟（SSD)控制工具 110E 固態磁碟（SSD)控制工具 120 介面驅動程式 121 可讀取/可寫入模式介面（RWIF)驅動程式 122 唯讀模式介面（ROIF)驅動程式 123 選擇切換器 124 選擇切換器 130 主機板 162392.doc •78- 201239622 131 132 133 134 135 140 150 170 200 201 202 203 205 206 207 208 209 300 400 401 500 600 700 電力供應纜線 電力供應電路 顯示器 鍵盤 滑鼠 軟體 作業系統 介面驅動程式 中央處理單元（CPU) 北橋 主記憶體 顯示控制器 南橋 光碟機 基本輸入輸出系統-唯讀記憶體（BIOS-ROM) 區域網路（LAN)控制器 通用串列匯流排（USB)控制器 非揮發性儲存裝置 儲存媒體 次要儲存裝置驅動程式 光學儲存媒體 通用串列匯流排（USB)記憶體 介面中繼裝置/唯讀橋接器
S 162392.doc -79- 201239622 20080 反及記憶體晶片 20081 反及控制器（NANDC) 20082 記憶體胞陣列 20083 位元線控制電路 20084 行解碼器 20085 字線控制電路 20086 控制電路 20087 控制信號輸入終端 20088 資料輸入/輸出終端 20089 資料輸入/輸出緩衝器 A1 正臨限值電壓分佈 A2 臨限值電壓分佈 B2 臨限值電壓分佈 BL〇-BLn. i 位元線 C2 臨限值電壓分佈 ER 臨限值電壓分佈 ER1 臨限值電壓分佈 ER2 臨限值電壓分佈 MS 記憶體串 SI 選擇閘極 S2 選擇閘極 SGD 選擇線 SGS 選擇線 SRC 源極線 -80 · 162392.doc 201239622
Vai 電壓 Vaiv 驗證電壓 Va2 電壓 Va2V 驗證電壓 Vb2 電壓 Vb2V 驗證電壓 VC2 電壓 Vc2V 驗證電壓 Vev 擦除驗證電位/驗證電壓 Vev 1 擦除驗證電壓 Vev2 擦除驗證電壓 Vev3 擦除驗證電壓 ^read 1 讀取電壓 Vread2 讀取電壓 WL〇-WLm-i 字線 XOl 有損壞區塊之總數目 X02 總擦除次數 X03 擦除次數之平均值 X04 反及記憶體之寫入錯誤發生之次數之累 積值 X05 反及記憶體之擦除錯誤發生之次數之累 積值 X06 讀出邏輯磁區之總數目 X07 寫入邏輯磁區之總數目 162392.doc -81 - 201239622 X08 X09 ΧΙΟ Xll Χ12 Χ13 Χ14 Χ15 Χ16 Χ17 Χ18 Χ19 Χ20 Χ21 Χ22 Χ23 Χ24 不可校正錯誤校正碼（ECC)錯誤計數之 總數目 η位元至m位元錯誤校正碼（ECC)校正單 位之總數目 串列ATA(SATA)通信之R錯誤發生之次數 串列ATA(SATA)通信之錯誤發生之次數 隨機存取記憶體（RAM)40之錯誤發生之 次數 固態磁碟（SSD) 10之總使用次數 溫度高於推薦的操作溫度之最高值之總 時間 溫度低於推薦的操作溫度之最低值之總 時間 命令回應時間之最大值 命令回應時間之平均值 反及記憶體之回應時間之最大值 反及記憶體之回應時間之平均值 當前溫度 最高溫度 最低溫度 統計資訊之增加速率 反及記憶體廢棄項目收集（GC)失敗旗標 162392.doc •82·

Claims (1)

  1. 201239622 七、申請專利範圍： 1. 一種包括一主機裝置及一外部儲存裝置之資訊處理裝 置，其中 該外部鍺存裝置包含： 可讀寫非揮發性記憶體， 一介面控制器，其連接至該主機裝置，該介面控制 器啟用—第介面控制器以支援該非揮發性記憶體之讀 取及寫入操作，且替代地選擇一第二介面控制器以僅支 援該非揮純記憶體之料讀取及寫人操作之該讀取操 作，及 -第-控制單元’其用於判定是否滿足致使該非揮 發性記憶體切換至僅實行該等讀取及寫人操作之該讀取 操作之讀模式之—切換條件，且當滿足該㈣條件 時’使該介面控制器自該第—介面控制器切換至該第二 介面控制器；且 該主機裝置包含： 介面驅動程式’其用於操作該外部儲存裝置，該 介面驅動㈣啟用-第—介面驅動程式以支援該非揮發 性記憶體之讀取及寫人操作，且替代地選擇—第二介面 ' 驅動程式以僅支援該_發性記㈣之該等讀取及寫入 操作之該讀取操作，及 -第二控制單元’其用於基於自該外部儲存裝置所 獲取的資訊而判定該非揮發性記憶體是否被辨識為僅該 等讀取及寫入操作之該讀取操作可行之唯讀記憶體，且 162392.doc 201239622 當判定辨識為該唯讀記憶體時，使該介面驅動程式自該 第一介面驅動程式切換至該第二介面驅動程式。 2. 如請求们之資訊處理裝置’其中在操作該外部儲存裝 置期間及在該外部儲存裝置啟動時，該第一控制單元判 定是否滿足該切換條件。 3. 如請求们之資訊處理裝置’其中在操作該主機裝置期 間及在該主機裝置啟動時，該第二控制單元判定是否將 該非揮發性記憶體辨識為該唯讀記憶體。 4·如請求項1之資訊處理裝置，其中 該第一介面控制器回應於來自該主機裝置之一存取而 通知該主機裝置為可讀寫裝置；且 該第二介面控制器回應於來自該主機裝置之一存取而 通知該主機裝置為僅該等讀取及寫入操作之該讀取操作 可行之一裝置。 5_如請求項1之資訊處理裝置其中 當自該主機裝置接收-寫入請求時，該第二介面控制 器將一錯誤傳回至該主機裝置；且 當自該外部儲存裝置接收一錯誤時，該第二控制單元 使該介面驅動程式㈣第一介面驅動帛式切換至該第二 介面驅動程式β 6.如請求項！之資訊處理裝置，纟中繼使該介面驅動程式 自該第一介面驅動程式切換至該第二介面驅動程式之 後’該第二控制單元對一使用者明確通知是否將該非揮 發性記憶體之儲存資料備份至另一儲存媒體，且若獲得 162392.doc 201239622 批准則將該非揮發性記憶體之該儲存資料備份至另一儲 存媒體。 7· -種包括-主機裝置及一外部儲存裝置之—資訊處理裝 置之控制方法，該外部儲存裝置包含可讀寫非揮發性記 憶體，該方法包括： 在該外部儲存裝置中判定是否滿足致使該非揮發性記 憶體切換至僅實行讀取及寫入操作之一讀取操作之一唯 讀模式之一切換條件，且當滿足該切換條件時，使連接 至該，機裝置之-介面控制器自支援該非揮發性記憶體 之該等讀取及寫入操作之一第一介面控制器切換至僅支 援該非揮發性記憶體之該等讀取及寫人操作之該讀取操 作之一第二介面控制器；及 基於自該外部儲存裝置所獲取的資㉟而在該主機裝置 “J疋該非揮發性5己憶體是否被辨識為僅該等讀取及寫 入操作之該讀取操作可行之唯讀記憶體，且當判定辨識 為該唯讀記憶體時，使用於操作該外部儲存裝置之一介 面驅動程式自支援該非冑發性記憶體之該等讀取及寫入 操作之一第一介面驅動程式切換至僅支援該非揮發性記 憶體之該等讀取及寫入操作之該讀取操作之一第二介面 驅動程式。 8.如請求項7之資訊處理裝置之控制方法，其進一步包 括： ' 當自該主機裝置接收一寫入請求時，將一錯誤自該外 部儲存裝置傳回至該主機裝置；及 162392.doc 201239622 當自該外部裝置接收一錯誤時，在該主機裝置中使該 介面驅動程式自該第一介面驅動程式切換至該第二介面 驅動程式。 9.如請求項7之資訊處理裝置之控制方法，其進一步包 括： 繼使該介面驅動程式自該第一介面驅動程式切換至該 第二介面驅動程式之後，由該主機裝置對一使用者明確 通知疋否將該外部儲存裝置之儲存資料備份至另一儲存 媒體，且若獲得批准則將該外部儲存裝置之該儲存資料 備份至另一儲存媒體。 10. —種與一外部儲存裝置連接的主機裝置，該外部儲存裝 置包含可讀寫非揮發性記憶體，該主機裝置包括： 一介面驅動程式，其用於操作該外部儲存裝置，該介 面驅動程式啟用一第一介面驅動程式以支援該非揮發性 記憶體之讀取及寫人操作，且替代地選擇—第二介面驅 動程式以僅支援該非揮發性記憶體之該等讀取及寫入操 作之該讀取操作，及 -控制單7C ’其肖於基於自料部儲存裝置所獲取的 資訊而判定該非揮發性記憶體是否被辨識為僅該等讀取 及寫入操作之㈣取操作可行之唯讀記憶體，且當判定 辨識為該唯讀記憶體時，使該介面驅動程式自該第一介 面驅動程式切換至該第二介面驅動程式。 11. 如明求項10之主機裝置’其中在操作該主機裝置期間及 在該主機裝置啟㈣’該控制單元㈣是否將該非揮發 162392.doc 201239622 性記憶體辨識為該唯讀記憶體。 12.如請求項1〇之主機裝置，其中 當繼切換至該非揮發性記憶 自該主機裝置接收一寫入，=讀操作之後 Μ禮π 時，該外部儲存裝置將一 錯誤傳回至該主機裝置；及 :自：外部裝置接收一錯誤時，該控制單元使該介面 ^程式自該第-介面驅動程式切換至該第二介面驅動 程式。 13.如請求項丨〇之主機裝 且丹甲繼使该介面驅動程式自該 第一^面驅動程式切換至該第二介面驅動程式之後該 控制單元對一使用者明破.s 使用者明確通知是否將該外部儲存裝置之 儲存資料備份至另一儲存媒 炼體且右獲得批准則將該外 。子裝置之該儲存資料備份至另一健存媒體。 14. -種在與—外部儲存裝置連接的—主機裝置中載入的控 制程式’料部儲存裝置包含可讀寫詩發性記憶體， 該主機裝置包含一介面驅動程式，該介面驅動程式用於 操作該外部儲存裝置，該介面驅動程式啟用-第-介面 驅動程式以支援該非揮發性記憶體之讀取及寫入操作， 且替代地選擇—楚-a ^ 第一介面驅動程式以僅支援該非揮發性 己隐體之該等讀取及寫人操作之該讀取操作；其中 一該控制程式基於自該外部儲存裝置所獲取的資訊而判 定該非揮發性記憶體是Μ㈣為僅料讀取及寫入操 作之該讀取操作可行之唯讀記憶體，且配置成當判定辨 識為該唯讀記憶體時，使該介面驅動程式自該第-介面 S 162392.doc 201239622 驅動程式切換至該第二介面驅動程式。 15·如請求項14之控制程式，其中在操作該外部儲存裝置期 間及在該外部儲存裝置啟動時，該控制程式判定是否將 該非揮發性記憶體辨識為該唯讀記憶體。 16•如請求項u之控制程式’其中在操；該主機裝置期間及 在該主機裝置啟動時，該控制程式判定是否將該非揮發 性s己憶體辨識為該唯讀記憶體。 17. 如請求項14之控制程式’其中該控制程式請求將統計資 S傳輸至該外補存裝置，比較自該外部儲存裝置所接 收的該統計資訊與-臨限值m統計資訊超過該臨 限值則判定該外部儲存裝置被辨識為該唯讀記憶體。 18. 如請求項14之控制程式，其中 S繼切換至致使該非揮發性記憶體僅實行該讀取操作 之後自該主機褒置接收—寫人請求時，該外部儲存裝置 將一錯誤傳回至該主機裝置，及 當自該外部儲存裝置接收一錯誤時，該控制程式使該 ”面驅動程式自該第—介面驅動程式切換至該第二介面 驅動程式。 19.如：：項14之控制程式，其中繼使該介面驅動程式自該 第"面驅動程式切換至該第二介面驅動程式之後，該 二亲]程式對一使用者明確通知是否將該外部儲存裝置之 ，存資料備份至另-儲存媒體，且若獲得批准則將該外 卩儲存裝置之該儲存資料備份至另—儲存媒體。 2〇. 一種連接至一主機裝置之外部儲存裝置，該外部儲存裝 I62392.doc 201239622 置包括： 可讀寫非揮發性記憶體； "面控制器，其連接至該主機裝置，該介面控制器 啟用一第一介面控制器以支援該非揮發性記憶體之讀取 及寫入操作，且替代地選擇一第二介面控制器以僅支援 該非揮發性記㈣之料讀取及寫人操作之該讀取操 作，及 一控制單元’其用於衫是否滿足致使該非揮發性記 隐體切換至僅實行該等讀取及寫人操作之該讀取操作之 -唯讀模式之-切換條件，且#滿足該切換條件時，使 該介面控制器自該第一介面控制器切換至該第二介面控 制器。 1 21. 22. 23. 如請求項20之外㈣存裝置，其巾在操作該外部储存裝 置期間及在該外部儲存震置啟動時，該控制單S判定是 否滿足該切換條件。 如請求項20之外部儲存裝置，其中 該第一介面控制器回應於來自該主機裝置之一存取而 通知該主機裝置為該可讀寫裝置，及 該第二介面控制器回應於來自該主機裝置之一存取而 通知該主機裝置為僅該等讀取及寫入操作之該讀取操作 可行之一裝置。 ' 一種包括一主機裝置、一外部儲存裝置及一中繼裝置之 資訊處理裝置，該外部儲存裝置包含可讀寫非揮發性記 憶體’該t繼裝置可連接在該主機裝置與該外部儲存裝 162392.doc 201239622 之間以在該主機裝置與該外部儲存裝置之間中繼資 訊，其中 該主機裝置包含一控制單元，該控制單元用於基於自 該外部儲存裝置所獲取的資訊而判定是否將該非揮發性 記憶體辨識為僅該等讀取及寫入操作之該讀取操作可行 之唯讀記憶體，且當判定辨識為該唯讀記憶體時，對一 使用者明確通知該中繼裝置連接在該主機裝置與該外部 儲存裝置之間， 。中繼裝置包含一通知單元，該通知單元用於在偵測 °亥主機裝置啟動時通知該主機裝置為一唯讀裝置，及 該控制單元回應於來自該中繼裝置之該通知而將僅支 援该外部儲存裝置之該等讀取及寫入操作之該讀取操作 之一介面驅動程式應用為操作該中繼裝置之一介面驅動 程式。 24.種包括一主機裝置、—外部儲存裝置及-巾繼裝置之 貝訊處理裝置之控制方法，該外部儲存裝置包含可讀 寫非揮發性記憶體，該中繼裝置可連接在該主機裝置與 ^卜邰儲存裝置之間以在該主機裝置與該外部儲存裝置 之間中繼資訊，該方法包括： 基於自該外部儲存裝置所獲取的資訊而在該主機裝置 中判疋是否將該非揮發性記憶體辨識為僅該等讀取及寫 入操作之該讀取操作可行之唯讀記憶體，且當判定辨識 為該唯讀錢料’對—使用者明_通知該中繼裝置連 接在該主機裝置與該外部儲存裝置之間； 162392.doc 201239622 在伯測該主機裝置啟動時通知該主機裝置為 置；及 唯讀裝 回應於來自該中繼裝置之該通知 艰知而將僅支援該外部儲 存裝置之該等讀取及寫入操作之該讀取操作之_ 動程式應用為操作該中繼裝置之—介面驅動程式 介面驅 25. 一種用於在-主機裝置與-外·存裝置之間中繼資訊 之中繼裝置，該中繼裝置可連接在以下裝置之間， 該外部儲存裝置，其包含可讀寫非揮發性裝二；與 該主機農置，其包含-控制單元，該控制單元基於自 該外部儲存裝置所接收的資⑽取Μ將該非揮發性 記憶體辨識為僅該等讀取及寫人操作之該讀取操作可行 之唯讀記憶體’且當判㈣識為該唯讀記憶體時，對一 使用者明確通知該中繼裝置連接在該主機裝置與該外部 裝置之間，其中 該令繼裝置包含-通知單元，該通知單元用於在該主 機裝置啟動時通知該主機裝置為一唯讀裝置，且 藉由由該通知單元對該主機裝置之該通知，在該主機 裝置中僅支援該外部儲存裝置之該等讀取及寫人操作之 該讀取操作之-介面驅動程式應用為用則桑作該中繼裝 置之一介面驅動程式。 162392.doc
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