TWI420308B - 區塊管理方法、記憶體控制器與記憶體儲存裝置 - Google Patents

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Description

區塊管理方法、記憶體控制器與記憶體儲存裝置
本發明是有關於一種區塊管理方法，且特別是有關於一種用於管理可複寫式非揮發性記憶體的實體區塊的區塊管理方法及使用此方法的記憶體控制器與記憶體儲存裝置。
數位相機、手機與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對儲存媒體的需求也急速增加。由於可複寫式可複寫式非揮發性記憶體(rewritable non-volatile memory)具有資料非揮發性、省電、體積小、無機械結構、讀寫速度快等特性，最適於可攜式電子產品，例如筆記型電腦。固態硬碟就是一種以快閃記憶體作為儲存媒體的儲存裝置。因此，近年快閃記憶體產業成為電子產業中相當熱門的一環。
快閃記憶體模組的記憶體子模組具有多個實體區塊(physical block)，且每一實體區塊具有多個實體頁面(physical page)，其中在實體區塊中寫入資料時必須依據實體頁面的順序依序地寫入資料。此外，已被寫入資料之實體頁面並需先被抹除後才能再次用於寫入資料。特別是，實體區塊為抹除之最小單位，並且實體頁面為程式化(亦稱寫入)的最小單元。因此，在快閃記憶體模組的管理中，實體區塊會被區分為取代區、資料區與閒置區。
取代區的實體區塊是用以取代損壞的實體區塊。具體來說，當資料區中有實體區塊損壞時，儲存裝置的記憶體管理電路會從取代區中提取正常實體區塊來取代壞實體區塊。特別是，倘若取代區無正常實體區塊可取代壞實體區塊時，則此儲存裝置將被宣告無法再被用來儲存資料，即進入寫入保護模式。
資料區的實體區塊是用以儲存主機系統所儲存之資料，而閒置區的實體區塊是用以輪替資料區中的實體區塊。因此，在閒置區中的實體區塊為空或可使用的單元，即無記錄資料或標記為已沒用的無效資料。也就是說，資料區與閒置區的實體區塊的實體頁面是以輪替方式來映射邏輯區塊的邏輯頁面，以儲存主機系統所寫入的資料。例如，當主機系統欲將資料寫入至儲存裝置之某一邏輯區塊的某一邏輯頁面時，儲存裝置的記憶體管理電路會從閒置區中提取實體區塊作為替換實體區塊，將此資料寫入至所提取之替換實體區塊的實體頁面中，並且記錄此邏輯頁面的資料被儲存於此實體頁面中。此外，在資料區中原先映射此邏輯頁面的實體頁面會被標記為無效。
特別是，倘若在閒置區中可用的實體區塊的數目少於一預設門檻值時，記憶體管理電路會進行資料合併(Merge)程序。具體來說，在資料合併程序中，記憶體管理電路會選擇一個空的實體區塊，將此替換實體區塊中的有效資料和資料區中對應之實體區塊中的有效資料複製至閒置區中空的實體區塊中，由此此替換實體區塊和資料區中的對應實體區塊就可被抹除並關聯至閒置區。然而，記憶體管理電路執行資料合併程序會延長執行寫入指令的時間。因此，如何有效地管理實體區塊，以提升儲存裝置的存取效能，是此領域技術人員所致力的目標。
本發明提供一種區塊管理方法，其能夠有效管理可複寫式非揮發性記憶體模組的實體區塊，以提升存取效能。
本發明提供一種記憶體控制器，其能夠有效管理可複寫式非揮發性記憶體模組的實體區塊，以提升存取效能。
本發明提供一種記憶體儲存裝置，其具有較高的存取效能。
本發明範例實施例提出一種區塊管理方法，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊。本區塊管理方法包括將此些實體區塊至少分組為資料區、閒置區與取代區。本區塊管理方法也包括，當屬於資料區之實體區塊的其中一個實體區塊變成壞實體區塊時，從取代區的實體區塊中提取一實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代此壞實體區塊。本區塊管理方法更包括將閒置區的實體區塊之中無儲存有效資料的實體區塊關聯至取代區。
本發明範例實施例提出一種區塊管理方法，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊，其中此些實體區塊分別地屬於第一記憶體子模組與第二記憶體子模組。本區塊管理方法包括將此些實體區塊至少分組為資料區、閒置區與取代區，並且將資料區與閒置區的實體區塊分組為多個實體單元，其中每一實體單元包括第一記憶體子模組的其中一個實體區塊與第二記憶體子模組的其中一個實體區塊。本區塊管理方法也包括，當在資料區中屬於第一記憶體子模組的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊時，從取代區中屬於第一記憶體子模組的實體區塊之中提取一實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代此壞實體區塊。本區塊管理方法更包括判斷取代區中屬於第一記憶體子模組的實體區塊的數目是否小於取代區塊準備數，以及當取代區中屬於第一記憶體子模組的實體區塊的數目小於取代區塊準備數時，執行取代實體單元歸還程序。在此，取代實體單元歸還程序包括將閒置區的實體單元之中無儲存有效資料的實體單元關聯至取代區。
在本發明之一實施例中，上述之區塊管理方法更包括：維護取代實體區塊佇列表，以記錄屬於取代區的實體區塊。
在本發明之一實施例中，上述之取代實體單元歸還程序更包括：藉由執行至少一個寫入指令來抹除資料區中的其中一個實體單元以及將所抹除之實體單元關聯至閒置區，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料。
本發明範例實施例提出一種區塊管理方法，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊，其中此些實體區塊分別地屬於第一記憶體子模組與第二記憶體子模組。本區塊管理方法包括將此些實體區塊至少分組為資料區、閒置區與取代區，並且將屬於資料區與閒置區的實體區塊分組為多個實體單元，其中每一實體單元包括第一記憶體子模組的其中一個實體區塊與第二記憶體子模組的其中一個實體區塊。本區塊管理方法也包括，當屬於資料區的實體單元的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊並且此壞實體區塊屬於第一記憶體子模組時，判斷在取代區中屬於第一記憶體子模組的實體區塊之中是否存有一可用實體區塊，以及當在取代區中屬於第一記憶體子模組的實體區塊之中存有可用實體區塊時，以此可用實體區塊取代此壞實體區塊。本區塊管理方法更包括，當在取代區中屬於第一記憶體子模組的實體區塊之中無存有可用實體區塊時，將閒置區的實體單元之中無儲存有效資料的多個實體單元中的其中一個實體單元關聯至取代區並且以此實體單元中屬於第一記憶體子模組的實體區塊來取代此壞實體區塊。
在本發明之一實施例中，上述之區塊管理方法更包括判斷閒置區中無儲存有效資料的實體單元的數目是否小於取代區塊準備數，以及當閒置區中無儲存有效資料的實體單元的數目小於取代區塊準備數時，藉由執行至少一個寫入指令來抹除資料區中的其中一個實體單元，且將所抹除之實體單元關聯至閒置區，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料。
本發明範例實施例提出一種記憶體控制器，用於管理可複寫式非揮發性記憶體模組，其中此可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊。本記憶體控制器包括主機介面、記憶體介面與記憶體管理電路。主機介面用以耦接至主機系統，並且記憶體介面用以耦接至可複寫式非揮發性記憶體模組。記憶體管理電路耦接至此主機介面與此記憶體介面，並且用以執行上述區塊管理方法。
本發明範例實施例提出一種記憶體儲存裝置，其包括連接器、可複寫式非揮發性記憶體模組與記憶體控制器。可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊。記憶體控制器耦接至此可複寫式非揮發性記憶體模組與此連接器，並且用以執行上述區塊管理方法。
本發明範例實施例提出一種區塊管理方法，用於管理可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊。本區塊管理方法包括將此些實體區塊至少分組為資料區、閒置區與取代區，其中，資料區的實體區塊是用以儲存來自於主機系統的資料，閒置區的實體區塊是用以替換資料區的實體區塊，取代區中的實體區塊是用以取代損壞的實體區塊。本區塊管理方法也包括監測取代區之實體區塊數；及當取代區之實體區塊數小於取代區塊準備數時，將資料區或閒置區中的至少一實體區塊關聯至取代區，藉此，取代區所對應之實體區塊是可變動的。
基於上述，本發明範例實施例的區塊管理方法及使用此方法的記憶體控制器與記憶體儲存裝置能夠有效地使用實體區塊，由此提升存取效能。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
在本發明的區塊管理方法中，取代區中至少部分的可用實體區塊會被關聯至閒置區來使用。此外，當屬於資料區的實體區塊的其中之一變成壞實體區塊時，取代區中的一個實體區塊會被提取以取代壞實體區塊，並且閒置區中無儲存有效資料的一個實體區塊會被關聯回取代區。基此，本發明的區塊管理方法可有效地使用實體區塊。以下將以數個範例實施來詳細地描述本發明。
[第一範例實施例]
一般而言，記憶體儲存裝置(亦稱，記憶體儲存系統)包括可複寫式非揮發性記憶體模組與控制器(亦稱，控制電路)。通常記憶體儲存裝置是與主機系統一起使用，以使主機系統可將資料寫入至記憶體儲存裝置或從記憶體儲存裝置中讀取資料。
圖1A是根據本發明第一範例實施例所繪示的主機系統與記憶體儲存裝置。
請參照圖1A，主機系統1000一般包括電腦1100與輸入/輸出(input/output,I/O)裝置1106。電腦1100包括微處理器1102、隨機存取記憶體(random access memory,RAM)1104、系統匯流排1108與資料傳輸介面1110。輸入/輸出裝置1106包括如圖1B的滑鼠1202、鍵盤1204、顯示器1206與印表機1208。必須瞭解的是，圖1B所示的裝置非限制輸入/輸出裝置1106，輸入/輸出裝置1106可更包括其他裝置。
在本發明實施例中，記憶體儲存裝置100是透過資料傳輸介面1110與主機系統1000的其他元件耦接。藉由微處理器1102、隨機存取記憶體1104與輸入/輸出裝置1106的運作可將資料寫入至記憶體儲存裝置100或從記憶體儲存裝置100中讀取資料。例如，記憶體儲存裝置100可以是如圖1B所示的隨身碟1212、記憶卡1214或固態硬碟(Solid State Drive,SSD)1216等的可複寫式非揮發性記憶體儲存裝置。
一般而言，主機系統1000可實質地為可與記憶體儲存裝置100配合以儲存資料的任意系統。雖然在本範例實施例中，主機系統1000是以電腦系統來作說明，然而，在本發明另一範例實施例中主機系統1000可以是數位相機、攝影機、通信裝置、音訊播放器或視訊播放器等系統。例如，在主機系統為數位相機(攝影機)1310時，可複寫式非揮發性記憶體儲存裝置則為其所使用的SD卡1312、MMC卡1314、記憶棒(memory stick)1316、CF卡1318或嵌入式儲存裝置1320(如圖1C所示)。嵌入式儲存裝置1320包括嵌入式多媒體卡(Embedded MMC,eMMC)。值得一提的是，嵌入式多媒體卡是直接耦接於主機系統的基板上。
圖2是繪示圖1A所示的記憶體儲存裝置的概要方塊圖。
請參照圖2，記憶體儲存裝置100包括連接器102、記憶體控制器104與可複寫式非揮發性記憶體模組106。
在本範例實施例中，連接器102是相容於序列先進附件(Serial Advanced Technology Attachment,SATA)標準。然而，必須瞭解的是，本發明不限於此，連接器102亦可以是符合電氣和電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronic Engineers,IEEE) 1394標準、高速周邊零件連接介面(Peripheral Component Interconnect Express,PCI Express)標準、通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)標準、安全數位(Secure Digital,SD)介面標準、記憶棒(Memory Stick,MS)介面標準、多媒體儲存卡(Multi Media Card,MMC)介面標準、小型快閃(Compact Flash,CF)介面標準、整合式驅動電子介面(Integrated Device Electronics,IDE)標準或其他適合的標準。
記憶體控制器104用以執行以硬體型式或韌體型式實作的多個邏輯閘或控制指令，並且根據主機系統1000的指令在可複寫式非揮發性記憶體模組106中進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。在本範例實施例中，記憶體控制器104用以根據本發明範例實施例的區塊管理方法來管理可複寫式非揮發性記憶體模組106。根據本發明範例實施例的區塊管理方法將於以下配合圖式作詳細說明。
可複寫式非揮發性記憶體模組106是耦接至記憶體控制器104，並且用以儲存主機系統1000所寫入之資料。在本範例實施例中，可複寫式非揮發性記憶體模組106為多層記憶胞(Multi Level Cell,MLC)NAND快閃記憶體模組。然而，本發明不限於此，可複寫式非揮發性記憶體模組106亦可是單層記憶胞(Single Level Cell,SLC)NAND快閃記憶體模組、其他快閃記憶體模組或其他具有相同特性的記憶體模組。
圖3是根據本發明第一範例實施例所繪示之記憶體控制器的概要方塊圖。
請參照圖3，記憶體控制器104包括記憶體管理電路202、主機介面204與記憶體介面206。
記憶體管理電路202用以控制記憶體控制器104的整體運作。具體來說，記憶體管理電路202具有多個控制指令，並且在記憶體儲存裝置100運作時，此些控制指令會被執行以根據本範例實施例的區塊管理方法來管理可複寫式非揮發性記憶體模組106。
在本範例實施例中，記憶體管理電路202的控制指令是以韌體型式來實作。例如，記憶體管理電路202具有微處理器單元(未繪示)與唯讀記憶體(未繪示)，並且此些控制指令是被燒錄至此唯讀記憶體中。當記憶體儲存裝置100運作時，此些控制指令會由微處理器單元來執行以完成根據本發明範例實施例的區塊管理方法。
在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路202的控制指令亦可以程式碼型式儲存於可複寫式非揮發性記憶體模組106的特定區域(例如，記憶體模組中專用於存放系統資料的系統區)中。此外，記憶體管理電路202具有微處理器單元(未繪示)、唯讀記憶體(未繪示)及隨機存取記憶體(未繪示)。特別是，此唯讀記憶體具有驅動碼段，並且當記憶體控制器104被致能時，微處理器單元會先執行此驅動碼段來將儲存於可複寫式非揮發性記憶體模組106中之控制指令載入至記憶體管理電路202的隨機存取記憶體中。之後，微處理器單元會運轉此些控制指令以執行本發明範例實施例的區塊管理方法。此外，在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路202的控制指令亦可以一硬體型式來實作。
主機介面204是耦接至記憶體管理電路202並且用以接收與識別主機系統1000所傳送的指令與資料。也就是說，主機系統1000所傳送的指令與資料會透過主機介面204來傳送至記憶體管理電路202。在本範例實施例中，主機介面204是相容於SATA標準。然而，必須瞭解的是本發明不限於此，主機介面204亦可以是相容於PATA標準、IEEE 1394標準、PCI Express標準、USB標準、SD標準、MS標準、MMC標準、CF標準、IDE標準或其他適合的資料傳輸標準。
記憶體介面206是耦接至記憶體管理電路202並且用以存取可複寫式非揮發性記憶體模組106。也就是說，欲寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組106的資料會經由記憶體介面206轉換為可複寫式非揮發性記憶體模組106所能接受的格式。
在本發明一範例實施例中，記憶體控制器104還包括緩衝記憶體252。緩衝記憶體252是耦接至記憶體管理電路202並且用以暫存來自於主機系統1000的資料與指令或來自於可複寫式非揮發性記憶體模組106的資料。
在本發明一範例實施例中，記憶體控制器104還包括電源管理電路254。電源管理電路254是耦接至記憶體管理電路202並且用以控制記憶體儲存裝置100的電源。
在本發明一範例實施例中，記憶體控制器104還包括錯誤檢查與校正電路256。錯誤檢查與校正電路256是耦接至記憶體管理電路202並且用以執行錯誤檢查與校正程序以確保資料的正確性。具體來說，當記憶體管理電路202從主機系統1000中接收到寫入指令時，錯誤檢查與校正電路256會為對應此寫入指令的資料產生對應的錯誤檢查與校正碼(Error Checking and Correcting Code,ECC Code)，並且記憶體管理電路202會將對應此寫入指令的資料與對應的錯誤檢查與校正碼寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組106中。之後，當記憶體管理電路202從可複寫式非揮發性記憶體模組106中讀取資料時會同時讀取此資料對應的錯誤檢查與校正碼，並且錯誤檢查與校正電路256會依據此錯誤檢查與校正碼對所讀取的資料執行錯誤檢查與校正程序。
圖4是根據本發明第一範例實施例所繪示之可複寫式非揮發性記憶體模組的概要方塊圖。
請參照圖4，可複寫式非揮發性記憶體模組106包括第一記憶體子模組410與第二記憶體子模組420。例如，第一記憶體子模組410與第二記憶體子模組420分別地為記憶體晶粒(die)。第一記憶體子模組410具有實體區塊410(0)~410(N)並且第二記憶體子模組420具有實體區塊420(0)~420(N)。例如，第一記憶體子模組410與第二記憶體子模組420是分別地透過獨立的資料匯流排410a與資料匯流排420a耦接至記憶體控制器104。然而，必須瞭解的是，在本發明另一範例實施例中，第一記憶體子模組410與第二記憶體子模組420亦可僅透過1個資料匯流排與記憶體控制器104耦接。第一記憶體子模組410與第二記憶體子模組420的每一實體區塊分別具有複數個實體頁面，其中屬於同一個實體區塊之實體頁面可被獨立地寫入且被同時地抹除。例如，每一實體區塊是由128個實體頁面所組成。然而，必須瞭解的是，本發明不限於此，每一實體區塊是可由64個實體頁面、256個實體頁面或其他任意個實體頁面所組成。
更詳細來說，實體區塊為抹除之最小單位。亦即，每一實體區塊含有最小數目之一併被抹除之記憶胞。實體頁面為程式化的最小單元。即，實體頁面為寫入資料的最小單元。然而，必須瞭解的是，在本發明另一範例實施例中，寫入資料的最小單位亦可以是扇區(Sector)或其他大小。每一實體頁面通常包括資料位元區D與冗餘位元區R。資料位元區D用以儲存使用者的資料，而冗餘位元區R用以儲存系統的資料(例如，錯誤檢查與校正碼)。
值得一提的是，雖然本發明範例實施例是以包括2個記憶體子模組的可複寫式非揮發性記憶體模組106為例來描述，但本發明不限於此。
圖5是根據本發明第一範例實施例所繪示之管理實體區塊的示意圖。
請參照圖5，記憶體控制器104的記憶體管理電路202會將實體區塊410(0)~410-(N)與實體區塊420(0)~420(N)邏輯地分組為系統區502、資料區504、閒置區506與取代區508。
邏輯上屬於系統區502的實體區塊是用以記錄系統資料。例如，系統資料包括關於可複寫式非揮發性記憶體模組的製造商與型號、可複寫式非揮發性記憶體模組的實體區塊數、每一實體區塊的實體頁面數等。
邏輯上屬於資料區504與閒置區506的實體區塊是用以儲存來自於主機系統1000的資料。具體來說，資料區504的實體區塊是被視為已儲存資料的實體區塊，而閒置區506的實體區塊是用以替換資料區504的實體區塊。也就是說，當從主機系統1000接收到寫入指令與欲寫入之資料時，記憶體管理電路202會從閒置區506中提取實體區塊，並且將資料寫入至所提取的實體區塊中，以替換資料區504的實體區塊。
邏輯上屬於取代區508中的實體區塊是用於壞實體區塊取代程序，以取代損壞的實體區塊。具體來說，倘若取代區508中仍存有正常之實體區塊並且資料區504的實體區塊損壞時，記憶體管理電路202會從取代區508中提取正常的實體單元來更換損壞的實體區塊。必須瞭解的，在本範例實施例中，記憶體管理電路202是以取代區508中屬於第一記憶體子模組410的正常實體區塊來取代第一記憶體子模組410中的壞實體區塊，並且以取代區508中屬於第二記憶體子模組420的正常實體區塊來取代第二記憶體子模組420中的壞實體區塊，由此使得記憶體管理電路202在執行寫入指令時仍同時利用資料匯流排410a與資料匯流排420a來以平行方式寫入資料。
圖6A~6B是根據本發明第一範例實施例所繪示之在記憶體儲存裝置初始化程序中配置實體區塊之範例。
請參照圖6A，在記憶體儲存裝置100被製造完成並初始化地啟動時，記憶體管理電路202會根據記憶體儲存裝置100所設計之容量初始地配置數個實體區塊(例如，實體區塊410(D)~410(F-1)與實體區塊420(D)~420(F-1))至資料區504，既使此些實體區塊並未實際儲存資料。
特別是，記憶體管理電路202會將屬於資料區504的實體區塊分組為多個實體單元，並且以實體單元為單位來管理實體區塊。例如，實體區塊410(D)~410(F-1)與實體區塊420(D)~420(F-1)會被分組為實體單元610(D)~610(F-1)。在本範例實施例中，每一實體單元是由分別屬於不同之記憶體子模組的2個實體區塊所組成。然而，必須瞭解的是，本發明不限於此。在另一範例實施例中，每一實體單元可由同一記憶體子模組或不同記憶體子模組中的至少一個實體區塊所組成。
此外，記憶體管理電路202會配置邏輯單元710(0)~710(H)以映射資料區504的實體單元。在此，記憶體管理電路202會維護邏輯單元-實體單元映射表(logical unit-physical unit mapping table)邏輯單元710(0)~710(H)與資料區504的實體單元的映射關係。具體來說，當主機系統1000欲存取某一邏輯存取位址時，記憶體管理電路202會將主機系統1000所存取的邏輯存取位址轉換為對應的邏輯單元的邏輯頁面，並且透過邏輯單元-實體單元映射表於實體單元的實體頁面中存取資料。
此外，在初始化過程中，記憶體管理電路202會確認配置給資料區504的實體區塊是否存有損壞的實體區塊(即，壞實體區塊)，並且當存有壞實體區塊時，記憶體管理電路202會以取代區508中的實體區塊來取代壞實體區塊。例如，記憶體管理電路202會在取代區508中屬於各記憶體子模組的正常實體區塊中註記下一個可使用之實體區塊，以利於取代壞實體區塊。例如，記憶體管理電路202會初始地以指標410b與指標420b來標記實體區塊410(N)與實體區塊420(N))。
如圖6B所示，假設在初始化的過程中，記憶體管理電路202發現在第一記憶體子模組410中存有1個壞實體區塊(即，實體區塊410(D+100))時，記憶體管理電路202會以實體區塊410(N)取代實體區塊410(D+100)，並且將指標410b重新指向實體區塊410(N-1)。此外，假設在初始過程中，記憶體管理電路202發現在第二記憶體子模組420中存有2個壞實體區塊(即，實體區塊420(D+1)與實體區塊420(D+2))時，記憶體管理電路202會以實體區塊420(N)取代實體區塊420(D+1)，以實體區塊420(N-1)取代實體區塊420(D+2)，並且將指標420b重新指向實體區塊420(R+2)，其中在本範例實施例中假設N等於R+4。
在完成初始化過程的壞實體區塊取代程序之後，記憶體管理電路202會為每一記憶體子模組至少保留數個實體區塊於取代區508中，其中所保留之實體區塊的數目必須大於或等於一取代區塊準備數。具體來說，由於實體區塊的抹除次數是有限的(例如，10000次)，因此在記憶體儲存裝置100運作期間，實體區塊可能會在經過多次抹除後而損毀。然而，倘若取代區508中無可用於取代壞實體區塊的正常實體區塊時，將導致記憶體儲存裝置100無法於即時回應主機系統1000的指令而造成逾時。基此，記憶體管理電路202會準備適當數量的正常實體區塊於取代區508中。
在本範例實施例中，此取代區塊準備數是被設定為3。然而，必須瞭解的是，本發明不限於此。值得一提的是，由於在本範例實施例中，記憶體管理電路202是以由分別屬於不同記憶體子模組的2個實體區塊所組成之實體單元為單位來管理，因此，取代區508中每一記憶體子模組的實體區塊的數目可能會不同。例如，在第一記憶體子模組410中實體區塊410(R)~410(R+2)與實體區塊410(N-1)會被配置於取代區508中並且在第二記憶體子模組420中實體區塊420(R)~420(R+2)會被配置於取代區508中。
然後，記憶體管理電路202會將其他剩餘的實體區塊配置給閒置區506，並且將閒置區506中的實體區塊分組為實體單元(例如，實體單元610(F)~610(R-1))來進行管理。類似於資料區504，閒置區506中每一實體單元亦是由分別屬於各記憶體子模組的一個實體區塊所組成。
經過上述初始化程序之後，記憶體儲存裝置100就可接收主機系統1000的寫入指令來寫入資料。
例如，在本發明一範例實施例中，記憶體管理電路202會從閒置區506中提取實體單元來寫入主機系統1000欲儲存的資料。例如，當主機系統1000欲寫入資料至對應邏輯單元710(0)的邏輯存取位址並且邏輯單元710(0)目前是映射實體單元610(0)時，記憶體管理電路202會從閒置區506中提取實體單元610(F)作為替換實體單元(亦稱子實體單元)並且將欲寫入的資料寫入至實體單元610(F)中。特別是，記憶體管理電路202會記錄映射邏輯單元710(0)的實體單元610(0)中哪些實體頁面中的資料已被更新(即，此些實體頁面的資料已變為無效資料)，並且記錄在實體單元610(F)中此些實體頁面中所儲存之資料是屬於哪些邏輯單元。基此，當主機系統1000下達讀取指令時，記憶體管理電路202可根據邏輯單元-實體單元映射表與所記錄之資訊於對應之實體區塊的實體頁面中讀取資料。此外，當實體單元610(0)中的所有資料都變為無效資料時，記憶體管理電路202可從閒置區506中提取的一個空的實體單元(例如，實體單元610(F+1))，執行資料合併程序以將屬於邏輯單元710(0)的有效資料依序地複製至實體單元610(F+1)中，並且在邏輯單元-實體單元映射表中將邏輯單元710(0)重新映射至實體單元610(F+1)。也就是說，實體單元610(F+1)會被關聯至資料區504，並且實體單元610(0)會被關聯至閒置區506。基此，在本範例實施例中，在記憶體儲存裝置100運作期間，實體單元會以輪替的方式來儲存主機系統1000所寫入的資料，並且實體區塊的分組關係會動態地變動。
如上所述，實體區塊可能會在經過多次抹除後變為壞實體區塊。基此，在本範例實施例中，在記憶體儲存裝置100運作過程中發現壞實體區塊時，記憶體管理電路202會執行上述壞實體區塊取代程序，並且根據取代區508中可用實體區塊的數目來進行調整閒置區506與取代區508的配置。
圖7A是根據本發明第一範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的範例。
請參照圖7A，倘若在圖6B所示的狀態下第一記憶體子模組410的實體區塊410(D+150)變為壞實體區塊時，記憶體管理電路202會根據指標410b以實體區塊410(N-1)來取代實體區塊410(D+150)，並且將指標410b指向實體區塊410(R+2)。特別是，由於取代區508中屬於第一記憶體子模組410之可用實體區塊的數目仍大於或等於上述取代區塊準備數(例如，如上所述在本範例實施例中，此取代區塊準備數被設定為3)，因此記憶體管理電路202將不會調整閒置區506與取代區508的配置。
圖7B是根據本發明第一範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的另一範例。
請參照圖7B，倘若在圖6B所示的狀態下第二記憶體子模組420的實體區塊420(D+150)變為壞實體區塊時，記憶體管理電路202會根據指標420b以實體區塊420(R+2)來取代實體區塊420(D+150)，並且將指標420b指向實體區塊420(R+1)。特別是，由於取代區508中屬於第二記憶體子模組420之可用實體區塊的數目小於上述取代區塊準備數，記憶體管理電路202將執行取代實體單元歸還程序。
在取代實體單元歸還程序中，記憶體管理電路202會將閒置區506中無儲存有效資料的任一實體單元關聯至取代區508。例如，如圖7B所示，倘若實體單元610(R-1)未儲存任何有效資料時，記憶體管理電路202會將實體單元610(R-1)的實體區塊410(R-1)與實體區塊420(R-1)關聯至取代區508。由此，第二記憶體子模組420之可用實體區塊的數目仍會維持3，並且閒置區506中的可用實體單元數目會減少1個。
值得一提的是，在執行來自於主機系統1000的寫入指令時，只要閒置區506仍有可用的實體單元，記憶體管理電路202會持續從閒置區506中提取實體區塊作為替換實體區塊來寫入資料，以避免執行資料合併程序，而提升記憶體儲存裝置100的效能，換句話說，取代區508可由閒置區506中提取實體區塊之原故，而使其所對應之實體區塊或實體區塊位址並非固定的，而是可變動的。因此，當資料區504中的其中一個實體區塊變為壞實體區塊而需要執行上述取代實體單元歸還程序時，閒置區506中的所有實體單元可能都已被提取作為替換實體區塊，而無空的實體單元。基此，記憶體管理電路202會藉由執行一個或多個寫入指令來執行資料合併程序，由此將資料區504中無儲存有效資料的實體單元進行抹除運作並且將所抹除的實體單元關聯至閒置區506，以使得閒置區506存有無儲存有效資料的實體單元。
例如，倘若在圖7B所示範例中，當發現壞實體區塊時，實體單元610(F)~610(R-1)皆存有有效資料時，記憶體管理電路202會暫時不調整閒置區506的實體單元。並且，在執行後續的寫入指令時，記憶體管理單元202會逐步地整理有效資料，以釋放出實體單元。例如，一旦儲存於某一個實體單元(例如，實體單元610(R-1))中的資料皆為無效資料時，記憶體管理電路202就會將其關聯至閒置區506，並且執行取代實體單元歸還程序。基此，上述取代區塊準備數會設定為3，就是要預防在未完成取代實體單元歸回程序之前，取代區508中無可用實體區塊可取代壞實體區塊。
在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路202會維護取代實體區塊佇列表，以記錄屬於取代區508的實體區塊。特別是，記憶體管理電路202會根據取代實體區塊佇列表的資訊來將指標410b與指標420b指向下一個正常的實體區塊。
圖8A與圖8B是根據本發明第一範例實施例所繪示之區塊管理方法的流程圖，其中圖8A是繪示記憶體儲存裝置初始化時的管理步驟，而圖8B是繪示記憶體儲存裝置100運作期間發現壞實體區塊的管理步驟。
請參照圖8A，在步驟S801中，記憶體管理電路202會將實體區塊至少分組為資料區504、閒置區506與取代區508。資料區504、閒置區506與取代區508的配置方式已描述如上，在此不重複描述。
在步驟S803中，記憶體管理電路202會將資料區504與閒置區506的實體區塊分組為多個實體單元。並且，在步驟S805，記憶體管理電路202會配置對應邏輯存取位址的邏輯單元以映射資料區504的實體單元。將實體區塊分組為實體單元以映射邏輯單元的方法已描述如上，在此不重複描述。
在完成圖8A的初始化後，在記憶體儲存裝置100運作期間，記憶體管理電路202會持續地監控所有實體區塊，並且當發現壞實體區塊時，記憶體管理電路202會執行圖8B的步驟。
請參照圖8B，在步驟S807中，記憶體管理電路202會以取代區508中對應的可用實體區塊來取代壞實體區塊。具體來說，在本範例實施例中，記憶體管理電路202會根據壞實體區塊所屬之記憶體子模組以及對應的指標來從取代區508中提取可用的實體區塊以取代壞實體區塊。
在步驟S809中，記憶體管理電路202會判斷在取代區508中此壞實體區塊所屬之記憶體子模組的實體區塊的數目是否小於上述取代區塊準備數。
當在取代區508中壞實體區塊所屬之記憶體子模組的實體區塊的數目非小於上述取代區塊準備數時，則圖8B的流程會被結束。
當在取代區508中此壞實體區塊所屬之記憶體子模組的實體區塊的數目小於上述取代區塊準備數時，在步驟S811中記憶體管理電路202會執行上述取代實體單元歸還程序。
圖8C是根據本發明第一範例實施例所繪示的取代實體單元歸還程序的流程圖。
請參照圖8C，在步驟S813中記憶體管理電路202會判斷閒置區506是否存有可用的實體單元(即，空的實體單元)。倘若閒置區506存有空的實體單元存有可用的實體單元時，則在步驟S815中，記憶體管理電路202會將其中一個可用的實體單元關聯至取代區508。倘若閒置區506無存有空的實體單元存有可用的實體單元時，步驟S813會持續的被執行。具體來說，記憶體管理電路202會在每次執行寫入指令後確認閒置區506是否存有可用的實體單元，直到將實體單元歸還至取代區508為止。
[第二範例實施例]
本發明第二範例實施例的記憶體儲存裝置與主機系統本質上是相同於第一範例實施例的記憶體儲存裝置與主機系統，其中差異在於第二範例實施例的記憶體控制器使用不同的區塊管理方法來配置閒置區與取代區。以下將使用圖1A、圖2與圖3的裝置結構來描述第二範例實施例與第一範例實施例的差異部分。
在本範例實施例中，在完成初始化過程的壞實體區塊取代程序之後，記憶體管理電路202會將取代區508中能夠建構成實體單元的實體區塊都配置到閒置區506中，以作為寫入資料之用。
圖9是根據本發明第二範例實施例所繪示之在記憶體儲存裝置初始化程序中配置實體區塊之範例。
請參照圖9，配置資料區504的實體單元以映射邏輯單元的方法是相同於第一範例實施例，在此不重複描述。
假設在初始化的過程中，記憶體管理電路202發現在第一記憶體子模組410中存有1個壞實體區塊(即，實體區塊410(D+100))時，記憶體管理電路202會以實體區塊410(N)取代實體區塊410(D+100)。此外，假設在初始化的過程中，記憶體管理電路202發現在第二記憶體子模組420中存有2個壞實體區塊(即，實體區塊420(D+1)與實體區塊420(D+2))時，記憶體管理電路202會以實體區塊420(N)取代實體區塊420(D+1)，並且以實體區塊420(N-1)取代實體區塊420(D+2)。然後，記憶體管理電路202會將取代區508中能夠組成實體單元的實體區塊配置至閒置區506，並且將閒置區506中的實體區塊分組為實體單元來進行管理。具體來說，如上述所述，在本範例實施例中，每一實體單元是由各記憶體子模組的一個實體區塊所組成。因此，在此範例中，記憶體管理電路202會將取代區508中的實體區塊410(R)~410(R+2)與實體區塊420(R)~420(R+2)配置至閒置區506。並且，實體區塊410(F)~410(R+2)與實體區塊420(F)~420(R+2)會被分組為實體單元610(F)~610(R+2)來管理。
此外，例如，記憶體管理電路202會維護取代實體區塊佇列表來記錄取代區508中可用於取代壞實體區塊的可用實體區塊(例如，如圖9所示的實體區塊410(N-1))。
圖10A是根據本發明第二範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的範例。
請參照圖10A，倘若在圖9所示的狀態下第一記憶體子模組410的實體區塊410(D+150)變成壞實體區塊時，記憶體管理電路202會根據取代實體區塊佇列表，以屬於第一記憶體子模組410的實體區塊410(N-1)來取代實體區塊410(D+150)。
圖10B是根據本發明第一範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的另一範例。
請參照圖10B，倘若在圖9所示的狀態下第二記憶體子模組420的實體區塊420(D+150)變為壞實體區塊時，記憶體管理電路202會根據取代實體區塊佇列表識別出取代區508中無屬於第二記憶體子模組之可用的實體區塊並且因此執行取代實體單元歸還程序。
在取代實體單元關還程序中，記憶體管理電路202會將閒置區506中無儲存有效資料的任一實體單元關聯至取代區508。例如，如圖10B所示，倘若實體單元610(R+2)未儲存任何有效資料時，記憶體管理電路202會將實體單元610(R+2)的實體區塊410(R+2)與實體區塊420(R+2)關聯至取代區508。由此，記憶體管理電路202會以實體區塊420(R+2)來取代損壞的實體區塊420(D+150)，並且將實體區塊410(R+1)記錄在取代實體區塊佇列表中。
特別是，倘若閒置區506的實體單元皆存有有效資料並且發現壞實體區塊時，記憶體管理電路202將無法立即地從閒置區506中取得一個實體單元，以歸還至取代區508。因此，在本範例實施例中，在記憶體儲存裝置100運作期間，記憶體管理電路202會監控在閒置區506中無儲存有效資料的實體單元的數目是否小於取代區塊準備數，並且當在閒置區506中無儲存有效資料的實體單元的數目小於取代區塊準備數時，記憶體管理電路202會執行資料合併程序，以將資料區504中無儲存有效資料的實體單元進行抹除運作並且將所抹除的實體單元關聯至閒置區506。
也就是說，在本範例實施例中，在執行來自於主機系統1000的寫入指令時，只要閒置區506的可用實體單元的數目未小於取代區準備數時，記憶體管理電路202會持續從閒置區506中提取實體區塊作為替換實體區塊來寫入資料，以避免執行資料合併程序，而提升記憶體儲存裝置100的存取效能。
圖11A與圖11B是根據本發明第二範例實施例所繪示的區塊管理方法的流程圖，其中圖11A是繪示記憶體儲存裝置初始化時的管理步驟，而圖11B是繪示記憶體儲存裝置100運作期間發生壞實體區塊的管理步驟。
請參照圖11A，在步驟S1101中，記憶體管理電路202會將實體區塊至少分組為資料區504、閒置區506與取代區508。資料區504、閒置區506與取代區508的配置方式已描述如上(如圖9所示)，在此不重複描述。
在步驟S1103中，記憶體管理電路202會將資料區504與閒置區506的實體區塊分組為多個實體單元。並且，在步驟S1105，記憶體管理電路202會配置對應邏輯存取位址的邏輯單元以映射資料區504的實體單元。將實體區塊分組為實體單元以映射邏輯單元的方法已描述如上(如圖9所示)，在此不重複描述。
在完成圖11A的初始化後，在記憶體儲存裝置100運作期間，記憶體管理電路202會持續地監控所有實體區塊，並且當發現壞實體區塊時，記憶體管理電路202會執行圖11B的步驟。
請參照圖11B，在步驟S1107中，記憶體管理電路202會判斷在取代區508中是否有對應的可用實體區塊。具體來說，如上所述，記憶體管理電路202會根據壞實體區塊所屬之記憶體子模組與取代實體區塊佇列表來判斷是否有可用於取代壞實體區塊的實體區塊。
倘若在取代區508中有可用實體區塊時，在步驟S1109中記憶體管理電路202會以此可用實體區塊來取代壞實體區塊。
倘若在取代區508中無可用實體區塊時，在步驟S1111中記憶體管理電路202會執行上述取代實體單元歸還程序，並且以所歸還之實體單元中的實體區塊來取代壞實體區塊。
之後，在步驟S1113中，記憶體管理電路202會更新取代實體區塊佇列表。
綜上所述，本發明範例實施例的區塊管理方法能夠有效地使用記憶體儲存裝置內的實體區塊。特別是，根據本範例實施例的區塊管理方法，能夠在相同的可複寫式非揮發性記憶體模組下增加閒置區中可用實體區塊的數目，由此在執行寫入指令時能夠使用更多的實體區塊作為替換實體區塊，以減少資料合併的次數並提升存取效能。此外，當發生壞實體區塊時，根據本範例實施例的區塊管理方法能夠適時的提供可用實體區塊以取代壞實體區塊。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1000．．．主機系統
1100．．．電腦
1102．．．微處理器
1104．．．隨機存取記憶體
1106．．．輸入/輸出裝置
1108．．．系統匯流排
1110．．．資料傳輸介面
1202．．．滑鼠
1204．．．鍵盤
1206．．．顯示器
1208．．．印表機
1212．．．隨身碟
1214．．．記憶卡
1216．．．固態硬碟
1310．．．數位相機
1312．．．SD卡
1314．．．MMC卡
1316．．．記憶棒
1318．．．CF卡
1320．．．嵌入式儲存裝置
100．．．記憶體儲存裝置
102．．．連接器
104．．．記憶體控制器
106．．．可複寫式非揮發性記憶體模組
202．．．記憶體管理電路
204．．．主機介面
206．．．記憶體介面
252．．．緩衝記憶體
254．．．電源管理電路
256．．．錯誤檢查與校正電路
410．．．第一記憶體子模組
420．．．第二記憶體子模組
410a．．．資料匯流排
420a．．．資料匯流排
410(0)~410(N)、420(0)~420(N)．．．實體區塊
502．．．系統區
504．．．資料區
506．．．閒置區
508．．．取代區
410b．．．指標
420b．．．指標
610(D)~610(R-1)．．．實體單元
710(0)~710(H)．．．邏輯單元
S801、S803、S805、S807、S809、S811、S813、S815．．．區塊管理方法的步驟
610(R)~610(R+2)．．．實體單元
S1101、S1103、S1105、S1107、S1109、S1111、S1113．．．區塊管理方法的步驟
圖1A是根據本發明第一範例實施例繪示主機系統與記憶體儲存裝置。
圖1B是根據本發明範例實施例所繪示的電腦、輸入/輸出裝置與記憶體儲存裝置的示意圖。
圖1C是根據本發明另一範例實施例所繪示的主機系統與記憶體儲存裝置的示意圖。
圖2是繪示圖1A所示的記憶體儲存裝置的概要方塊圖。
圖3是根據本發明第一範例實施例所繪示之記憶體控制器的概要方塊圖。
圖4是根據本發明第一範例實施例所繪示之可複寫式非揮發性記憶體模組的概要方塊圖。
圖5是根據本發明第一範例實施例所繪示之管理實體區塊的示意圖。
圖6A~6B是根據本發明第一範例實施例所繪示之在記憶體儲存裝置初始化程序中配置實體區塊之範例。
圖7A是根據本發明第一範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的範例。
圖7B是根據本發明第一範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的另一範例。
圖8A、圖8B及圖8C是根據本發明第一範例實施例所繪示之區塊管理方法的流程圖。
圖9是根據本發明第二範例實施例所繪示之在記憶體儲存裝置初始化程序中配置實體區塊之範例。
圖10A是根據本發明第二範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的範例。
圖10B是根據本發明第一範例實施例所繪示之處理壞實體區塊的另一範例。
圖11A與圖11B是根據本發明第二範例實施例所繪示之區塊管理方法的流程圖。
S807、S809、S811．．．區塊管理方法的步驟

Claims (19)

  1. 一種區塊管理方法，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊，該區塊管理方法包括：將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區；當屬於該資料區的該些實體單元的該些實體區塊的其中之一變成一壞實體區塊時，從該取代區的該些實體區塊中提取一實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代該壞實體區塊；以及將該閒置區的該些實體區塊之中無儲存有效資料的一實體區塊關聯至該取代區。
  2. 一種區塊管理方法，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊，其中該些實體區塊分別地屬於一第一記憶體子模組與一第二記憶體子模組，該區塊管理方法包括：將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區；將該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中每一該些實體單元包括該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一與該第二記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一；當在該資料區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊時，從該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊中提取一 實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代該壞實體區塊；判斷該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的數目是否小於一取代區塊準備數；以及當判斷該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的數目小於該取代區塊準備數時，執行一取代實體單元歸還程序，其中該取代實體單元歸還程序包括：將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的一實體單元關聯至該取代區。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之區塊管理方法，更包括維護一取代實體區塊佇列表，以記錄屬於該取代區的該些實體區塊。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之區塊管理方法，其中該取代實體單元歸還程序更包括：藉由執行至少一個寫入指令來抹除該資料區的該些實體單元的其中之一，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料；以及將所抹除之實體單元關聯至該閒置區。
  5. 一種區塊管理方法，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊，其中該些實體區塊分別地屬於一第一記憶體子模組與一第二記憶體子模組，該區塊管理方法包括：將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區； 將屬於該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中每一該些實體單元包括該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一與該第二記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一；當在該資料區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊時，判斷在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中是否存有一可用實體區塊；當在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中存有該可用實體區塊時，以該可用實體區塊取代該壞實體區塊；以及當在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中無存有該可用實體區塊時，將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的多個實體單元中的其中一個實體單元關聯至該取代區並且以該其中一個實體單元中屬於該第一記憶體子模組的實體區塊來取代該壞實體區塊。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之區塊管理方法，更包括：判斷該閒置區中無儲存有效資料的該些實體單元的數目是否小於一取代區塊準備數；以及當該閒置區中無儲存有效資料的該些實體單元的數目小於該取代區塊準備數時，藉由執行至少一個寫入指令來抹除該資料區的該些實體單元的其中之一，且將所抹除 之實體單元關聯至該閒置區，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料。
  7. 一種記憶體控制器，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體模組，其中該可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊，該記憶體控制器包括：一主機介面，用以耦接至一主機系統；一記憶體介面，用以耦接至該可複寫式非揮發性記憶體模組；以及一記憶體管理電路，耦接至該主機介面與該記憶體介面，其中該記憶體管理電路用以將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區並且將該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中當屬於該資料區的該些實體單元的該些實體區塊的其中之一變成一壞實體區塊時，該記憶體管理電路更用以從該取代區的該些實體區塊中提取一實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代該壞實體區塊，其中該記憶體管理電路更用以將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的一實體單元關聯至該取代區。
  8. 一種記憶體控制器，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體模組，其中該可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊，其中該些實體區塊分別地屬於一第一記憶體子模組與一第二記憶體子模組，該記憶體控制器包括： 一主機介面，用以耦接至一主機系統；一記憶體介面，用以耦接至該可複寫式非揮發性記憶體模組；以及一記憶體管理電路，耦接至該主機介面與該記憶體介面，其中該記憶體管理電路用以將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區並且將該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中每一該些實體單元包括該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一與該第二記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一，其中當在該資料區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊時，該記憶體管理電路更用以從該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊中提取一實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代該壞實體區塊，其中該記憶體管理電路更用以判斷該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的數目是否小於一取代區塊準備數，其中當判斷該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的數目小於該取代區塊準備數時，該記憶體管理電路更用以將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的一實體單元關聯至該取代區。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之記憶體控制器，其中該記憶體管理電路更用以維護一取代實體區塊佇列表，以記錄屬於該取代區的該些實體區塊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之記憶體控制器，其中該記憶體管理電路更用以藉由執行至少一個寫入指令來抹除該資料區的該些實體單元的其中之一，並且將所抹除之實體單元關聯至該閒置區，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料。
  11. 一種記憶體控制器，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體模組，其中該可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊，其中該些實體區塊分別地屬於一第一記憶體子模組與一第二記憶體子模組，該記憶體控制器包括：一主機介面，用以耦接至一主機系統；一記憶體介面，用以耦接至該可複寫式非揮發性記憶體模組；以及一記憶體管理電路，耦接至該主機介面與該記憶體介面，其中該記憶體管理電路用以將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區並且將屬於該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中每一該些實體單元包括該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一與該第二記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一，其中當在該資料區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊時，該記憶體管理電路更用以判斷在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中是否存有一可用實體區塊，其中當在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該 些實體區塊之中存有該可用實體區塊時，該記憶體管理電路更用以以該可用實體區塊來取代該壞實體區塊，其中當在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中無存有該可用實體區塊時，該記憶體管理電路更用以將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的多個實體單元中的其中一個實體單元關聯至該取代區並且以該其中一個實體單元中屬於該第一記憶體子模組的實體區塊來取代該壞實體區塊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之記憶體控制器，其中該記憶體管理電路更用以判斷該閒置區中無儲存有效資料的該些實體單元的數目是否小於一取代區塊準備數，其中當該閒置區中無儲存有效資料的該些實體單元的數目小於該取代區塊準備數時，該記憶體管理電路更用以藉由執行至少一個寫入指令來抹除該資料區的該些實體單元的其中之一並且將所抹除之實體單元關聯至該閒置區，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料。
  13. 一種記憶體儲存裝置，包括：一連接器，用以耦接至一主機系統；一可複寫式非揮發性記憶體模組，具有多個實體區塊；以及一記憶體控制器，耦接至該連接器與該可複寫式非揮發性記憶體模組， 其中該記憶體控制器用以將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區並且將屬於該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中當屬於該資料區的該些實體單元的該些實體區塊的其中之一變成一壞實體區塊時，該記憶體控制器更用以從該取代區的該些實體區塊中提取一實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代該壞實體區塊，其中該記憶體控制器更用以將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的一實體單元關聯至該取代區。
  14. 一種記憶體儲存裝置，包括：一連接器，用以耦接至一主機系統；一可複寫式非揮發性記憶體模組，具有多個實體區塊，其中該些實體區塊分別地屬於一第一記憶體子模組與一第二記憶體子模組；以及一記憶體控制器，耦接至該連接器與該可複寫式非揮發性記憶體模組，其中該記憶體控制器用以將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區並且將屬於該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中每一該些實體單元包括該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一與該第二記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一，其中當在該資料區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊時，該 記憶體控制器更用以從該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊中提取一實體區塊並且以所提取的實體區塊來取代該壞實體區塊，其中該記憶體控制器更用以判斷該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的數目是否小於一取代區塊準備數，其中當判斷該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的數目小於該取代區塊準備數時，該記憶體控制器更用以從該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊中提取一實體區塊，以所提取的實體區塊來取代該壞實體區塊，並且將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的一實體單元關聯至該取代區。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制器更用以維護一取代實體區塊佇列表，以記錄屬於該取代區的該些實體區塊。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制器更用以藉由執行至少一個寫入指令來抹除該資料區的該些實體單元的其中之一，並且將所抹除之實體單元關聯至該閒置區，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料。
  17. 一種記憶體儲存裝置，包括：一連接器，用以耦接至一主機系統；一可複寫式非揮發性記憶體模組，具有多個實體區塊，其中該些實體區塊分別地屬於一第一記憶體子模組與 一第二記憶體子模組；以及一記憶體控制器，耦接至該連接器與該可複寫式非揮發性記憶體模組，其中該記憶體控制器用以將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區並且將屬於該資料區與該閒置區的該些實體區塊分組為多個實體單元，其中每一該些實體單元包括該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一與該第二記憶體子模組的該些實體區塊的其中之一，其中當在該資料區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊的其中一個實體區塊變成一壞實體區塊時，該記憶體控制器更用以判斷在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中是否存有一可用實體區塊，其中當在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中存有該可用實體區塊時，該記憶體控制器更用以以該可用實體區塊來取代該壞實體區塊，其中當在該取代區中屬於該第一記憶體子模組的該些實體區塊之中無存有該可用實體區塊時，該記憶體控制器更用以將該閒置區的該些實體單元之中無儲存有效資料的多個實體單元中的其中一個實體單元關聯至該取代區並且以該其中一個實體單元中屬於該第一記憶體子模組的實體區塊來取代該壞實體區塊。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制器更用以判斷該閒置區中無儲存有 效資料的該些實體單元的數目是否小於一取代區塊準備數，其中當該閒置區中無儲存有效資料的該些實體單元的數目小於該取代區塊準備數時，該記憶體控制器更用以藉由執行至少一個寫入指令來抹除該資料區的該些實體單元的其中之一並且將所抹除之實體單元關聯至該閒置區，其中儲存於所抹除之實體單元中的資料皆為無效資料。
  19. 一種區塊管理方法，用於管理一可複寫式非揮發性記憶體的多個實體區塊，該區塊管理方法包括：將該些實體區塊至少分組為一資料區、一閒置區與一取代區，其中，該資料區的實體區塊是用以儲存來自於一主機系統的資料，該閒置區的實體區塊是用以替換該資料區的實體區塊，該取代區中的實體區塊是用以取代損壞的實體區塊；監測該取代區之實體區塊數；及當該取代區之實體區塊數小於一取代區塊準備數時，將該資料區或該閒置區中的至少一實體區塊關聯至該取代區，藉此，該取代區所對應之實體區塊是可變動的。
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