TWI659426B - 記憶體裝置之資料探測方法 - Google Patents

Abstract

一種記憶體裝置之資料探測方法，該記憶體裝置包括複數個區塊，該資料探測方法包括：讀取該些區塊之一目標區塊；當從該目標區塊所讀出的資料的一錯誤位元率超過一門檻值，則以一調整後讀取電壓來對該目標區塊重試讀取；以及當以該調整後讀取電壓所讀出資料的該錯誤位元率超過該門檻值，則將該目標區塊標記為一「待搬移區塊」。

Description

記憶體裝置之資料探測方法

本發明是有關於一種記憶體裝置之資料探測方法。

記憶體裝置(例如，快閃記憶體)所儲存的資料可能因為受到外界干擾(disturbance)或者因為保存(retention)因素而受到損壞。

故而，因為這些因素，導致記憶體裝置所儲存的資料的存放可能不穩定。所以，可能需要定期或不定期去探測(probe)記憶體裝置，以了解所儲存資料的狀態。如果發現某一區塊(block)的資料嚴重損壞的話，則需要搬移該區塊的資料，以避免該區塊的資料損失。

然而，太過繁煩的資料搬移，可能縮短記憶體裝置的使用壽命。

故而，需要有一種記憶體裝置的資料探測方法，能在資料搬移(資料保護)與延長記憶體裝置使用壽命之間取得平衡點。

根據本發明一實例，提出一種記憶體裝置之資料探測方法，該記憶體裝置包括複數個區塊，該資料探測方法包括：讀取該些區塊之一目標區塊；當從該目標區塊所讀出的資料的一錯誤位元率超過一門檻值，則以一調整後讀取電壓來對該目標區塊重試讀取；以及當以該調整後讀取電壓所讀出資料的該錯誤位元率超過該門檻值，則將該目標區塊標記為一「待搬移區塊」。

本案更提供一種記憶體裝置之資料探測方法，該記憶體裝置包括複數個區塊，該資料探測方法包括：讀取該些區塊之一目標區塊；當從該目標區塊所讀出的資料的一錯誤位元率超過一門檻值，標記該目標區塊為一「再檢查區塊」，並記錄該目標區塊的一讀取位址；在一第一時序與一第二時序之間，以一相同讀取電壓與該讀取位址再次讀取被標示為該「再檢查區塊」的該目標區塊；以及當從該「再檢查區塊」所讀出的資料的該錯誤位元率超過該門檻值，則將該「再檢查區塊」標示為一「待搬移區塊」。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。

現請參考第1圖，顯示記憶體裝置的功能方塊圖。如第1圖所示，記憶體裝置100包括記憶體控制器110與耦接至記憶體控制器110的記憶體120(例如但不受限於為快閃記憶體)。記憶體120包括複數個區塊(區塊0B0-區塊nBn，n為正整數)，而各區塊0B0-區塊nBn則包括複數個頁(頁0P0-頁mPm，m為正整數)。在底下，以記憶體為MCL(multi-level cell，多位元晶胞)為例來做說明，但當知本案並不受限於此。

第一實施例

第2圖顯示記憶體120的分布圖(distribution)，例如但不受限於，記憶體120剛完成程式化時的分布圖。如果分布圖如第2圖所示，則用3個讀取電壓(read voltage)VR1、VR2與VR3來讀取的話，則可以區隔這4個分布，故而，理論上，第2圖的分布圖的錯誤位元(error bit)的數量是0個(錯誤位元率為0)。

第3圖顯示當記憶體裝置120的分布漂移(例如，往高電壓漂移)的示意圖。第3圖例如但不受限於，記憶體裝置120經過干擾所造成分布往高電壓漂移的情況。如果仍利用第2圖的原始讀取電壓VR1、VR2與VR3去讀取的話，則容易讀出錯誤位元(error bit)，且這些錯誤可能是無法校正(uncorrectable)。故而，在本案第一實施例中，透過重試讀取(retry read)的方式，來調整讀取電壓(調整成VR1’，VR2’與 VR3’)，以降低錯誤位元的個數(降低錯誤位元率)，甚至可能下降至0。此外，如果以第3圖的分布圖來看，錯誤位元仍不算多，因為該些4個分布尚未重疊。

第4圖顯示顯示當記憶體裝置120的分布漂移(例如，往高電壓漂移)的示意圖。第4圖例如但不受限於，記憶體裝置120因為保持因素而造成分布往高電壓漂移的情況。如第4圖所示，這4個分布已經重疊，即便調整讀取電壓為VR1”，VR2”與 VR3”)，錯誤位元降低的情況仍可能不明顯(亦即，錯誤位元率仍可能高)。故而，在本案第一實施例中，將該區塊標記起來，並對該標記區塊進行搬移(可以未必立即搬移，等到電腦系統為閒置時，再進行區塊資料搬移亦可)。

現請參照第5圖，其顯示根據本案第一實施例的記憶體裝置的資料探測方法的流程圖。如第5圖所示，於步驟510中，讀取目標區塊內的資料。在步驟510中，可以選取目標區塊內的一目標頁來讀取資料。在本案第一實施例中，原則上，不會讀取整個目標區塊內的資料，以避免花費太長讀取時間。故而，在本案第一實施例中，從目標區塊中選擇一目標頁，並讀取目標頁的資料。選擇目標頁的原則可以是從該目標區塊中隨機選擇一目標頁，或者是，從該目標區塊中的複數個頁中選比較有代表性的頁(例如但不受限於，如果已能事先知道該頁比較容易被存取或者是比較容易壞掉等)，則選擇具有代表性的該頁為目標頁。

於步驟520中，判斷從目標區塊(目標頁)所讀出的資料的錯誤位元率是否超過門檻值。如果從目標區塊(目標頁)所讀出的資料的錯誤位元率未超過門檻值，則代表該目標區塊的資料錯誤情況尚不嚴重，不需要搬移該目標區塊，則流程結束。

相反地，如果從目標區塊(目標頁)所讀出的資料的錯誤位元率超過門檻值，則代表該目標區塊的資料錯誤情況嚴重，故而，流程接續至步驟530。

步驟530中，判斷是否已試過其它重試讀取條件。在本案第一實施例中，「重試讀取條件」例如但不受限於，調整讀取電壓(如第3圖或第4圖般)，而如何調整讀取電壓的細節在此可不特別限定之。

如果步驟530判斷為否，則以調整後的讀取電壓來進行對該目標區塊重試讀取(亦即，再次讀取該目標區塊的該目標頁)(步驟550)，且流程接續至步驟520(判斷這次讀取資料的錯誤位元率是否超過門檻值)。

相反地，如果步驟530的判斷為是(已試過其他重試讀取條件)，則流程接續至步驟540，將該目標區塊標記為「待搬移區塊」。接著流程結束。被標記「待搬移區塊」的區塊可由記憶體控制器110判斷該於何時進行搬移，其細節在此不重述。

步驟530的「判斷是否已試過其他重試讀取條件」的細節例如但不受限於如下。假設先已設定好共有X組讀取電壓(亦即，有X種重試讀取條件)，X是正整數。1組讀取電壓是如第2圖的讀取電壓VR1，VR2與 VR3，或第3圖的讀取電壓VR1’，VR2’與 VR3’，或第4圖的讀取電壓VR1”，VR2”與 VR3”。當讀取目標區塊的資料後(以例如第2圖的讀取電壓VR1、VR2與VR3來讀取)，如果判斷錯誤位元率超過門檻值，則對上次所用的讀取電壓進行調整，並用調整後讀取電壓再次讀取該目標區塊。如果目標區塊的讀取資料的錯誤位元率一直超過門檻值，則流程重複步驟520、530與550，直到目標區塊的讀取資料的錯誤位元率低於門檻值，或者是，直到已試過其他重試讀取條件(例如但不受限於，試過至少1次其他重試讀取條件(甚至可以是所有其他重試讀取條件))。

此外，在本案第一實施例中，針對不同的重試讀取條件可以對應至不同的門檻值。例如但不受限於，讀取電壓較高的重試讀取條件可以對應至較低門檻值，反之亦然。

由上述可知，在本案第一實施例中，藉由引入重試讀取的觀念，經過重試讀取之後，如果目標區塊的錯誤位元率低於門檻值，則判斷這個目標區塊是情況良好，不用搬移資料。本案第一實施例中，藉由重試讀取，可能可以延後資料搬移的動作。而延後資料搬移的動作的好處在於，避免太頻繁的資料搬移。如所知般，太頻繁的資料搬移會減少記憶體裝置的壽命。故而，在本案第一實施例中，藉由重試讀取避免太頻繁的資料搬移，進而可以儘量避免由頻繁的資料搬移所導致記憶體裝置的壽命減少。

第二實施例

如所知般，如果記憶體裝置中的某一區塊經過長時間未被讀取，則當該區塊在長時間未讀取後的第一次讀取時，錯誤位元率可能很高。然而，如果相隔一段時間(此段時間未特別限定之)對該區塊讀取一次，則錯誤位元率可能降低了。但如果該區塊又經過長時間沒有被讀取，則該區塊的錯誤位元率可能又會變很高(但這並非代表該區塊已經損壞，或已需要被搬移)。第6圖顯示，區塊在長時間沒有被讀取後的一次讀取的錯誤位元率變化圖。其中，時序A代表由「不穩定態」轉態為「穩定態」的時序，而時序B代表由「穩定態」轉態為「不穩定態」的時序。其中，「不穩定態」代表該區塊的錯誤位元數量(或錯誤位元率)很高，而「穩定態」代表該區塊的錯誤位元數量(或錯誤位元率)較低。至於如何決定時序A與時序B的細節在此可不特別限定之。

在傳統方法來讀取該區塊(經長時間未被取)，則該區塊的錯誤位元率可能會變很高，導致傳統方法誤判為該區塊需要進行搬移，故而會對該區塊進行搬移。但實際上，絕大部份的區塊可能都會出現這種現象，且這樣的現象並非代表該區塊已經損壞或已經需要被搬移。

相反地，在本案第二實施例中，如果出現如第6圖的現象時，未必一定要馬上搬移該區塊，而是再經過一次(或多次)判斷，來決定是否真正需要搬移此區塊。

故而，在本案第二實施例中，當該區塊的錯誤位元的數量高(超過門檻值)時，則隔一段時間再讀取一次，如果再次讀取的錯誤位元的數量仍高，則將該區塊標記為待搬移區塊；相反地，如果再次讀取的錯誤位元的數量變低(低於門檻值)，則該區塊可以不用搬移。如此一來，可以減少區塊搬移的次數，進而避免過度縮短記憶體裝置的壽命。

現請參照第7圖，顯示根據本案第二實施例的記憶體裝置的資料探測方法流程圖。如第7圖所示，在步驟710中，讀取目標區塊內的資料。於步驟715中，判斷從目標區塊(目標頁)所讀出的資料的錯誤位元率是否超過門檻值。步驟710與715的細節可如第5圖的步驟510與520，於此不重述。

如果步驟715中，判斷從目標區塊(目標頁)所讀出的資料的錯誤位元率超過門檻值，則在步驟720中，將該區塊標記為「再檢查區塊」 ，並記錄該區塊(該頁)的讀取位址。

於步驟725中，在時序A與時序B之間，以相同讀取電壓與該相同讀取位址來再次讀取被標示為「再檢查區塊」的該區塊。

於步驟730中，判斷從「再檢查區塊」所讀出的資料的錯誤位元率是否超過門檻值。如果步驟730為否，則流程結束。如果步驟730為是，則於步驟735中，將該「再檢查區塊」標示為「待搬移區塊」，接著，流程結束。

如上述般，由於傳統方式只讀取一次，接著判斷錯誤位元數量(錯誤位元率)，來決定該區塊是否要被搬移。所以，如果在「不穩定態」下讀取該區塊，則該區塊容易被判定為待搬移區塊。導致搬移次數可能較多，容易造成記憶體的損壞。

相反地，在本案第二實施例中，如果上次讀取區塊的錯誤位元數量(錯誤位元率)較高，則將該區塊暫標示為「再檢查區塊」。並於適當時序，再讀取一次並判斷錯誤位元數量(錯誤位元率)來決定是否要搬移該區塊。藉此，本案第二實施例可有效地減少將暫不需要搬移的區塊標示為待搬移區塊的可能性，減少了無謂區塊搬移的可能性，進而可延長記憶體裝置的壽命。

此外，上述二實施例及本案其他可能實施例也可應用至其他記憶體類型，如果這些記憶體類型也會因為外界干擾或保存因素而導致資料損壞需要搬移區塊的話。

綜上所述，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。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。因此，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。

100‧‧‧記憶體裝置

110‧‧‧記憶體控制器

120‧‧‧記憶體

B0-Bn‧‧‧區塊

P0-Pm‧‧‧頁

VR1、VR2、VR3、VR1’，VR2’、 VR3’、 VR1”，VR2”、 VR3”‧‧‧讀取電壓

A、B‧‧‧時序

510-550、710-735‧‧‧步驟

第1圖顯示記憶體裝置的功能方塊圖。 第2圖至第4圖顯示記憶體的分布圖。 第5圖顯示根據本案第一實施例的記憶體裝置的資料探測方法的流程圖。 第6圖顯示區塊在長時間沒有被讀取後的一次讀取的錯誤位元率變化圖。 第7圖顯示根據本案第二實施例的記憶體裝置的資料探測方法流程圖。

Claims (7)

1. 一種記憶體裝置之資料探測方法，該記憶體裝置包括複數個區塊，該資料探測方法包括： 讀取該些區塊之一目標區塊； 當從該目標區塊所讀出的資料的一錯誤位元率超過一門檻值，則以一調整後讀取電壓來對該目標區塊重試讀取；以及 當以該調整後讀取電壓所讀出資料的該錯誤位元率超過該門檻值，則將該目標區塊標記為一「待搬移區塊」。
2. 如申請專利範圍第1項所述之資料探測方法，其中，選取該目標區塊的複數個頁中隨機選擇一目標頁來讀取資料；或者從該目標區塊中的該些頁選擇一代表頁來讀取資料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之資料探測方法，其中，如果從該目標區塊所讀出的資料的該錯誤位元率未超過該門檻值，則不需要搬移該目標區塊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之資料探測方法，其中， 該些重試讀取對應複數個不同組讀取電壓；以及 各該些重試讀取對應至不同的該門檻值。
5. 一種記憶體裝置之資料探測方法，該記憶體裝置包括複數個區塊，該資料探測方法包括： 讀取該些區塊之一目標區塊； 當從該目標區塊所讀出的資料的一錯誤位元率超過一門檻值，標記該目標區塊為一「再檢查區塊」，並記錄該目標區塊的一讀取位址； 在一第一時序與一第二時序之間，以一相同讀取電壓與該讀取位址再次讀取被標示為該「再檢查區塊」的該目標區塊；以及 當從該「再檢查區塊」所讀出的資料的該錯誤位元率超過該門檻值，則將該「再檢查區塊」標示為一「待搬移區塊」。
6. 如申請專利範圍第5項所述之資料探測方法，其中，選取該目標區塊的複數個頁中隨機選擇一目標頁來讀取資料；或者從該目標區塊中的該些頁選擇一代表頁來讀取資料。
7. 如申請專利範圍第5項所述之資料探測方法，其中，該第一時序代表該目標區塊由一「不穩定態」轉態為一「穩定態」的一時序，而該第二時序代表該目標區塊由該「穩定態」轉態為該「不穩定態」的一時序。