TWI722490B

TWI722490B - 記憶體管理方法、記憶體儲存裝置及記憶體控制電路單元

Info

Publication number: TWI722490B
Application number: TW108125075A
Authority: TW
Inventors: 朱啟傲; 彭崇; 王志; 洪婉君
Original assignee: 大陸商合肥兆芯電子有限公司
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2021-03-21
Also published as: TW202105185A

Abstract

一種記憶體管理方法，其用於記憶體儲存裝置。所述記憶體管理方法包括：在第一模式中，偵測所述記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊；以及根據所述效率資訊，調整臨界值。所述臨界值用以決定是否使所述記憶體儲存裝置進入所述第一模式。

Description

記憶體管理方法、記憶體儲存裝置及記憶體控制電路單元

本發明是有關於一種記憶體管理技術，且特別是有關於一種記憶體管理方法、記憶體儲存裝置及記憶體控制電路單元。

數位相機、行動電話與MP3播放器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。由於可複寫式非揮發性記憶體模組(rewritable non-volatile memory module)(例如，快閃記憶體)具有資料非揮發性、省電、體積小，以及無機械結構等特性，所以非常適合內建於上述所舉例的各種可攜式多媒體裝置中。

一般來說，當記憶體儲存裝置閒置一段固定時間後，記憶體儲存裝置會進入背景模式(亦稱為閒置模式)，以省電及/或執行一些背景操作，例如執行用於釋放閒置實體單元的垃圾回收操作等等。此外，在進入背景模式後，若接收到來自主機系統的指令，則記憶體儲存裝置可能會立即離開背景模式並進入正常模式，以在正常模式中執行主機系統所下達的指令。然而，用於決定是否進入背景模式的時間參數一般都是預設的。對於不同用途的記憶體儲存裝置或不同操作習慣的使用者來說，預設的時間參數可能會讓記憶體儲存裝置頻繁地在背景模式與正常模式之間切換，無謂地浪費系統效能。或者，在某些情況下，太晚進入背景模式也可能增加無謂的電力消耗。

本發明提供一種記憶體管理方法、記憶體儲存裝置及記憶體控制電路單元，可改善上述問題。

本發明的範例實施例提供一種記憶體管理方法，其用於記憶體儲存裝置。所述記憶體管理方法包括：在第一模式中，偵測所述記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊；以及根據所述效率資訊，調整臨界值。所述臨界值用以決定是否使所述記憶體儲存裝置進入所述第一模式。

在本發明的一範例實施例中，根據所述效率資訊調整所述臨界值的步驟包括：若所述效率資訊符合第一條件，將所述臨界值增加一調整值。

在本發明的一範例實施例中，根據所述效率資訊調整所述臨界值的步驟包括：若所述效率資訊符合第二條件，將所述臨界值減少一調整值。

在本發明的一範例實施例中，所述的記憶體管理方法更包括：若所述效率資訊符合第三條件，不調整所述臨界值。

在本發明的一範例實施例中，所述的記憶體管理方法更包括：在第二模式中，計數時間資訊；以及響應於所述時間資訊滿足所述臨界值，指示所述記憶體儲存裝置進入所述第一模式。

在本發明的一範例實施例中，偵測所述記憶體儲存裝置執行所述至少一操作事件的所述效率資訊的步驟包括：獲得所述至少一操作事件中的至少一第一類事件的第一總數；獲得所述至少一操作事件中的至少一第二類事件的第二總數；以及根據所述第一總數與所述第二總數獲得所述效率資訊。

本發明的範例實施例另提供一種記憶體儲存裝置，其包括連接介面單元、可複寫式非揮發性記憶體模組及記憶體控制電路單元。所述連接介面單元用以耦接至主機系統。所述記憶體控制電路單元耦接至所述連接介面單元與所述可複寫式非揮發性記憶體模組。所述記憶體控制電路單元用以在第一模式中，偵測所述記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊，並且所述記憶體控制電路單元更用以根據所述效率資訊，調整一臨界值。所述臨界值用以決定是否使所述記憶體儲存裝置進入所述第一模式。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體控制電路單元根據所述效率資訊調整所述臨界值的操作包括：若所述效率資訊符合第一條件，將所述臨界值增加一調整值。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體控制電路單元根據所述效率資訊調整所述臨界值的操作包括：若所述效率資訊符合第二條件，將所述臨界值減少一調整值。

在本發明的一範例實施例中，若所述效率資訊符合第三條件，所述記憶體控制電路單元不調整所述臨界值。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體控制電路單元更用以在第二模式中，計數時間資訊，並且響應於所述時間資訊滿足所述臨界值，所述記憶體控制電路單元更用以指示所述記憶體儲存裝置進入所述第一模式。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體控制電路單元偵測所述記憶體儲存裝置執行所述至少一操作事件的所述效率資訊的操作包括：獲得所述至少一操作事件中的至少一第一類事件的第一總數；獲得所述至少一操作事件中的至少一第二類事件的第二總數；以及根據所述第一總數與所述第二總數獲得所述效率資訊。

本發明的範例實施例另提供一種記憶體控制電路單元，其用於控制包括可複寫式非揮發性記憶體模組的記憶體儲存裝置。所述記憶體控制電路單元包括主機介面、記憶體介面及記憶體管理電路。所述主機介面用以耦接至主機系統。所述記憶體介面用以耦接至所述可複寫式非揮發性記憶體模組。所述記憶體管理電路耦接至所述主機介面與所述記憶體介面。所述記憶體管理電路用以在第一模式中，偵測所述記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊，並且所述記憶體管理電路更用以根據所述效率資訊，調整一臨界值。所述臨界值用以決定是否使所述記憶體儲存裝置進入所述第一模式。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體管理電路根據所述效率資訊調整所述臨界值的操作包括：若所述效率資訊符合第一條件，將所述臨界值增加一調整值。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體管理電路根據所述效率資訊調整所述臨界值的操作包括：若所述效率資訊符合第二條件，將所述臨界值減少一調整值。

在本發明的一範例實施例中，若所述效率資訊符合一第三條件，所述記憶體管理電路不調整所述臨界值。

在本發明的一範例實施例中，所述至少一操作事件包括對於所述可複寫式非揮發性記憶體模組的表格讀取事件、資料擷取事件及資料寫入事件的至少其中之一。

在本發明的一範例實施例中，所述效率資訊反映所述至少一操作事件之執行的成功率。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體管理電路更用以在第二模式中，計數時間資訊，並且響應於所述時間資訊滿足所述臨界值，所述記憶體管理電路更用以指示所述記憶體儲存裝置進入所述第一模式。

在本發明的一範例實施例中，所述時間資訊反映所述記憶體儲存裝置在所述第二模式中的閒置時間。

在本發明的一範例實施例中，所述記憶體管理電路偵測所述記憶體儲存裝置執行所述至少一操作事件的所述效率資訊的操作包括：獲得所述至少一操作事件中的至少一第一類事件的第一總數；獲得所述至少一操作事件中的至少一第二類事件的第二總數；以及根據所述第一總數與所述第二總數獲得所述效率資訊。

基於上述，在第一模式中，記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊可被偵測。根據所述效率資訊，用於決定是否使記憶體儲存裝置進入第一模式的一個臨界值可被調整。例如，在經過至少一次對於所述臨界值的調整後，所述臨界值可被調整至一個最佳的客製化數值。基於這個客製化數值，記憶體儲存裝置可更好地在省電與系統效能之間取得平衡。

為讓本發明的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。

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(rewritable non-volatile memory module)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1是根據本發明的一範例實施例所繪示的主機系統、記憶體儲存裝置及輸入/輸出(I/O)裝置的示意圖。圖2是根據本發明的另一範例實施例所繪示的主機系統、記憶體儲存裝置及I/O裝置的示意圖。

請參照圖1與圖2，主機系統11一般包括處理器111、隨機存取記憶體(random access memory, RAM)112、唯讀記憶體(read only memory, ROM)113及資料傳輸介面114。處理器111、隨機存取記憶體112、唯讀記憶體113及資料傳輸介面114皆耦接至系統匯流排(system bus)110。

在本範例實施例中，主機系統11是透過資料傳輸介面114與記憶體儲存裝置10耦接。例如，主機系統11可經由資料傳輸介面114將資料儲存至記憶體儲存裝置10或從記憶體儲存裝置10中讀取資料。此外，主機系統11是透過系統匯流排110與I/O裝置12耦接。例如，主機系統11可經由系統匯流排110將輸出訊號傳送至I/O裝置12或從I/O裝置12接收輸入訊號。

在本範例實施例中，處理器111、隨機存取記憶體112、唯讀記憶體113及資料傳輸介面114可設置在主機系統11的主機板20上。資料傳輸介面114的數目可以是一或多個。透過資料傳輸介面114，主機板20可以經由有線或無線方式耦接至記憶體儲存裝置10。記憶體儲存裝置10可例如是隨身碟201、記憶卡202、固態硬碟(Solid State Drive, SSD)203或無線記憶體儲存裝置204。無線記憶體儲存裝置204可例如是近距離無線通訊(Near Field Communication, NFC)記憶體儲存裝置、無線傳真(WiFi)記憶體儲存裝置、藍牙(Bluetooth)記憶體儲存裝置或低功耗藍牙記憶體儲存裝置(例如，iBeacon)等以各式無線通訊技術為基礎的記憶體儲存裝置。此外，主機板20也可以透過系統匯流排110耦接至全球定位系統(Global Positioning System, GPS)模組205、網路介面卡206、無線傳輸裝置207、鍵盤208、螢幕209、喇叭210等各式I/O裝置。例如，在一範例實施例中，主機板20可透過無線傳輸裝置207存取無線記憶體儲存裝置204。

在一範例實施例中，所提及的主機系統為可實質地與記憶體儲存裝置配合以儲存資料的任意系統。雖然在上述範例實施例中，主機系統是以電腦系統來作說明，然而，圖3是根據本發明的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。請參照圖3，在另一範例實施例中，主機系統31也可以是數位相機、攝影機、通訊裝置、音訊播放器、視訊播放器或平板電腦等系統，而記憶體儲存裝置30可為其所使用的安全數位(Secure Digital, SD)卡32、小型快閃(Compact Flash, CF)卡33或嵌入式儲存裝置34等各式非揮發性記憶體儲存裝置。嵌入式儲存裝置34包括嵌入式多媒體卡(embedded Multi Media Card, eMMC)341及/或嵌入式多晶片封裝(embedded Multi Chip Package, eMCP)儲存裝置342等各類型將記憶體模組直接耦接於主機系統的基板上的嵌入式儲存裝置。

圖4是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體儲存裝置的概要方塊圖。請參照圖4，記憶體儲存裝置10包括連接介面單元402、記憶體控制電路單元404與可複寫式非揮發性記憶體模組406。

連接介面單元402用以將記憶體儲存裝置10耦接至主機系統11。記憶體儲存裝置10可透過連接介面單元402與主機系統11通訊。在本範例實施例中，連接介面單元402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，連接介面單元402亦可以是符合並列先進附件(Parallel Advanced Technology Attachment, PATA)標準、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、SD介面標準、超高速一代(Ultra High Speed-I, UHS-I)介面標準、超高速二代(Ultra High Speed-II, UHS-II)介面標準、記憶棒(Memory Stick, MS)介面標準、MCP介面標準、MMC介面標準、eMMC介面標準、通用快閃記憶體(Universal Flash Storage, UFS)介面標準、eMCP介面標準、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。連接介面單元402可與記憶體控制電路單元404封裝在一個晶片中，或者連接介面單元402是佈設於一包含記憶體控制電路單元404之晶片外。

記憶體控制電路單元404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11的指令在可複寫式非揮發性記憶體模組406中進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。

可複寫式非揮發性記憶體模組406是耦接至記憶體控制電路單元404並且用以儲存主機系統11所寫入之資料。可複寫式非揮發性記憶體模組406可以是單階記憶胞(Single Level Cell, SLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞中可儲存1個位元的快閃記憶體模組)、多階記憶胞(Multi Level Cell, MLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞中可儲存2個位元的快閃記憶體模組)、三階記憶胞(Triple Level Cell，TLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞中可儲存3個位元的快閃記憶體模組)、四階記憶胞(Quad Level Cell，QLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞中可儲存4個位元的快閃記憶體模組)、其他快閃記憶體模組或其他具有相同特性的記憶體模組。

可複寫式非揮發性記憶體模組406中的每一個記憶胞是以電壓(以下亦稱為臨界電壓)的改變來儲存一或多個位元。具體來說，每一個記憶胞的控制閘極(control gate)與通道之間有一個電荷捕捉層。透過施予一寫入電壓至控制閘極，可以改變電荷補捉層的電子量，進而改變記憶胞的臨界電壓。此改變記憶胞之臨界電壓的操作亦稱為“把資料寫入至記憶胞”或“程式化(programming)記憶胞”。隨著臨界電壓的改變，可複寫式非揮發性記憶體模組406中的每一個記憶胞具有多個儲存狀態。透過施予讀取電壓可以判斷一個記憶胞是屬於哪一個儲存狀態，藉此取得此記憶胞所儲存的一或多個位元。

在本範例實施例中，可複寫式非揮發性記憶體模組406的記憶胞可構成多個實體程式化單元，並且此些實體程式化單元可構成多個實體抹除單元。具體來說，同一條字元線上的記憶胞可組成一或多個實體程式化單元。若每一個記憶胞可儲存2個以上的位元，則同一條字元線上的實體程式化單元可至少可被分類為下實體程式化單元與上實體程式化單元。例如，一記憶胞的最低有效位元(Least Significant Bit，LSB)是屬於下實體程式化單元，並且一記憶胞的最高有效位元(Most Significant Bit，MSB)是屬於上實體程式化單元。一般來說，在MLC NAND型快閃記憶體中，下實體程式化單元的寫入速度會大於上實體程式化單元的寫入速度，及/或下實體程式化單元的可靠度是高於上實體程式化單元的可靠度。

在本範例實施例中，實體程式化單元為程式化的最小單元。即，實體程式化單元為寫入資料的最小單元。例如，實體程式化單元可為實體頁面(page)或是實體扇(sector)。若實體程式化單元為實體頁面，則此些實體程式化單元可包括資料位元區與冗餘(redundancy)位元區。資料位元區包含多個實體扇，用以儲存使用者資料，而冗餘位元區用以儲存系統資料(例如，錯誤更正碼等管理資料)。在本範例實施例中，資料位元區包含32個實體扇，且一個實體扇的大小為512位元組(byte, B)。然而，在其他範例實施例中，資料位元區中也可包含8個、16個或數目更多或更少的實體扇，並且每一個實體扇的大小也可以是更大或更小。另一方面，實體抹除單元為抹除之最小單位。亦即，每一實體抹除單元含有最小數目之一併被抹除之記憶胞。例如，實體抹除單元為實體區塊(block)。

圖5是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體控制電路單元的概要方塊圖。請參照圖5，記憶體控制電路單元404包括記憶體管理電路502、主機介面504及記憶體介面506。

記憶體管理電路502用以控制記憶體控制電路單元404的整體運作。具體來說，記憶體管理電路502具有多個控制指令，並且在記憶體儲存裝置10運作時，此些控制指令會被執行以進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。以下說明記憶體管理電路502的操作時，等同於說明記憶體控制電路單元404的操作。

在本範例實施例中，記憶體管理電路502的控制指令是以韌體型式來實作。例如，記憶體管理電路502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10運作時，此些控制指令會由微處理器單元來執行以進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。

在另一範例實施例中，記憶體管理電路502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406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502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，此唯讀記憶體具有開機碼(boot code)，並且當記憶體控制電路單元404被致能時，微處理器單元會先執行此開機碼來將儲存於可複寫式非揮發性記憶體模組406中之控制指令載入至記憶體管理電路502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進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。

此外，在另一範例實施例中，記憶體管理電路502的控制指令亦可以一硬體型式來實作。例如，記憶體管理電路502包括微控制器、記憶胞管理電路、記憶體寫入電路、記憶體讀取電路、記憶體抹除電路與資料處理電路。記憶胞管理電路、記憶體寫入電路、記憶體讀取電路、記憶體抹除電路與資料處理電路是耦接至微控制器。記憶胞管理電路用以管理可複寫式非揮發性記憶體模組406的記憶胞或記憶胞群組。記憶體寫入電路用以對可複寫式非揮發性記憶體模組406下達寫入指令序列以將資料寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組406中。記憶體讀取電路用以對可複寫式非揮發性記憶體模組406下達讀取指令序列以從可複寫式非揮發性記憶體模組406中讀取資料。記憶體抹除電路用以對可複寫式非揮發性記憶體模組406下達抹除指令序列以將資料從可複寫式非揮發性記憶體模組406中抹除。資料處理電路用以處理欲寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組406的資料以及從可複寫式非揮發性記憶體模組406中讀取的資料。寫入指令序列、讀取指令序列及抹除指令序列可各別包括一或多個程式碼或指令碼並且用以指示可複寫式非揮發性記憶體模組406執行相對應的寫入、讀取及抹除等操作。在一範例實施例中，記憶體管理電路502還可以下達其他類型的指令序列給可複寫式非揮發性記憶體模組406以指示執行相對應的操作。

主機介面504是耦接至記憶體管理電路502。記憶體管理電路502可透過主機介面504與主機系統11通訊。主機介面504可用以接收與識別主機系統11所傳送的指令與資料。例如，主機系統11所傳送的指令與資料可透過主機介面504來傳送至記憶體管理電路502。此外，記憶體管理電路502可透過主機介面504將資料傳送至主機系統11。在本範例實施例中，主機介面504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504亦可以是相容於PATA標準、IEEE 1394標準、PCI Express標準、USB標準、SD標準、UHS-I標準、UHS-II標準、MS標準、MMC標準、eMMC標準、UFS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506是耦接至記憶體管理電路502並且用以存取可複寫式非揮發性記憶體模組406。也就是說，欲寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組406的資料會經由記憶體介面506轉換為可複寫式非揮發性記憶體模組406所能接受的格式。具體來說，若記憶體管理電路502要存取可複寫式非揮發性記憶體模組406，記憶體介面506會傳送對應的指令序列。例如，這些指令序列可包括指示寫入資料的寫入指令序列、指示讀取資料的讀取指令序列、指示抹除資料的抹除指令序列、以及用以指示各種記憶體操作(例如，改變讀取電壓準位或執行垃圾回收操作等等)的相對應的指令序列。這些指令序列例如是由記憶體管理電路502產生並且透過記憶體介面506傳送至可複寫式非揮發性記憶體模組406。這些指令序列可包括一或多個訊號，或是在匯流排上的資料。這些訊號或資料可包括指令碼或程式碼。例如，在讀取指令序列中，會包括讀取的辨識碼、記憶體位址等資訊。

在一範例實施例中，記憶體控制電路單元404還包括錯誤檢查與校正電路508、緩衝記憶體510與電源管理電路512。

錯誤檢查與校正電路508是耦接至記憶體管理電路502並且用以執行錯誤檢查與校正操作以確保資料的正確性。具體來說，當記憶體管理電路502從主機系統11中接收到寫入指令時，錯誤檢查與校正電路508會為對應此寫入指令的資料產生對應的錯誤更正碼(error correcting code, ECC)及/或錯誤檢查碼(error detecting code，EDC)，並且記憶體管理電路502會將對應此寫入指令的資料與對應的錯誤更正碼及/或錯誤檢查碼寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組406中。之後，當記憶體管理電路502從可複寫式非揮發性記憶體模組406中讀取資料時會同時讀取此資料對應的錯誤更正碼及/或錯誤檢查碼，並且錯誤檢查與校正電路508會依據此錯誤更正碼及/或錯誤檢查碼對所讀取的資料執行錯誤檢查與校正操作。

緩衝記憶體510是耦接至記憶體管理電路502並且用以暫存來自於主機系統11的資料與指令或來自於可複寫式非揮發性記憶體模組406的資料。電源管理電路512是耦接至記憶體管理電路502並且用以控制記憶體儲存裝置10的電源。

在一範例實施例中，圖4的可複寫式非揮發性記憶體模組406亦稱為快閃(flash)記憶體模組，且記憶體控制電路單元404亦稱為用於控制快閃記憶體模組的快閃記憶體控制器。在一範例實施例中，圖5的記憶體管理電路502亦稱為快閃記憶體管理電路。

圖6是根據本發明的一範例實施例所繪示的管理可複寫式非揮發性記憶體模組的示意圖。請參照圖6，記憶體管理電路502可將可複寫式非揮發性記憶體模組406的實體單元610(0)~610(B)邏輯地分組至儲存區601與替換區602。儲存區601中的實體單元610(0)~610(A)是用以儲存資料，而替換區602中的實體單元610(A+1)~610(B)則是用以替換儲存區601中損壞的實體單元。例如，若從某一個實體單元中讀取的資料所包含的錯誤過多而無法被更正時，此實體單元會被視為是損壞的實體單元。須注意的是，若替換區602中沒有可用的實體抹除單元，則記憶體管理電路502可能會將整個記憶體儲存裝置10宣告為寫入保護(write protect)狀態，而無法再寫入資料。

在本範例實施例中，每一個實體單元是指一個實體抹除單元。然而，在另一範例實施例中，一個實體單元亦可以是指一個實體位址、一個實體程式化單元或由多個連續或不連續的實體位址組成。記憶體管理電路502會配置邏輯單元612(0)~612(C)以映射儲存區601中的實體單元610(0)~610(A)。在本範例實施例中，每一個邏輯單元是指一個邏輯位址。然而，在另一範例實施例中，一個邏輯單元也可以是指一個邏輯程式化單元、一個邏輯抹除單元或者由多個連續或不連續的邏輯位址組成。此外，邏輯單元612(0)~612(C)中的每一者可被映射至一或多個實體單元。

記憶體管理電路502可將邏輯單元與實體單元之間的映射關係(亦稱為邏輯-實體位址映射關係)記錄於至少一邏輯-實體位址映射表。當主機系統11欲從記憶體儲存裝置10讀取資料或寫入資料至記憶體儲存裝置10時，記憶體管理電路502可根據此邏輯-實體位址映射表來執行對於記憶體儲存裝置10的資料存取操作。

在預設情況下，記憶體儲存裝置10是操作在正常模式。在正常模式中，記憶體管理電路502可接收來自主機系統11的指令，以執行資料讀取、資料寫入或資料抹除等操作。例如，根據來自主機系統11的讀取指令，記憶體管理電路502可從可複寫式非揮發性記憶體模組406讀取主機系統11所請求的資料。或者，根據來自主機系統11的寫入指令，記憶體管理電路502可將來自主機系統11的資料寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組406。或者，根據來自主機系統11的刪除指令，記憶體管理電路502可將主機系統11所指示的資料從可複寫式非揮發性記憶體模組406抹除。

在某些情況下，記憶體管理電路502可指示記憶體儲存裝置10進入背景模式。在背景模式中，記憶體管理電路502可執行背景操作。一般來說，背景操作不包含由主機系統11所指示執行之操作。例如，背景操作可包括由記憶體管理電路502自主執行的各式管理操作，包括用於釋放閒置實體單元的資料整併操作(亦稱為垃圾回收操作)、用於延長記憶體儲存裝置10之壽命的損耗平衡操作及/或用於更新系統資訊(或管理資訊)的表格更新操作等等。此外，在進入背景模式之後，記憶體管理電路502可指示記憶體儲存裝置10離開背景模式並進入正常模式，以處理來自主機系統11的指令。

在一範例實施例中，一個背景操作可對應至少一個操作事件。資料整併操作可包含對於可複寫式非揮發性記憶體模組406的至少一表格讀取事件、至少一資料擷取事件及至少一資料寫入事件。表格讀取事件用於從可複寫式非揮發性記憶體模組406讀取管理資訊(例如邏輯-實體位址映射表所記載之映射資訊)。資料擷取事件用於根據所讀取的管理資訊從作為來源節點的實體單元收集有效資料。資料寫入事件則用於將所收集的有效資料寫入至作為目標節點的實體單元。損耗平衡操作可包括將資料在不同損耗等級的實體單元之間進行搬移之資料讀取事件與資料寫入事件。表格更新操作可包括根據緩衝記憶體510中的資料更新可複寫式非揮發性記憶體模組406中的特定管理表格(例如邏輯-實體位址映射表)之資料寫入事件等。此外，實務上，所述背景操作還可以包含在背景模式中由記憶體管理電路502自主執行的其他類型之事件，在此不逐一描述。

在進入背景模式後，記憶體管理電路502可指示可複寫式非揮發性記憶體模組406執行背景操作的一或多個操作事件。一個操作事件可能被成功地執行或者失敗。例如，在一範例實施例中，在進入背景模式後，記憶體管理電路502可指示可複寫式非揮發性記憶體模組406執行一個表格讀取事件。在記憶體儲存裝置10離開背景模式之前，若此表格讀取事件被執行完畢，則此表格讀取事件可被視為一個成功地執行的事件。然而，在另一範例實施例中，在完成此表格讀取事件之前，記憶體儲存裝置10被指示離開背景模式。在此情況下，此未完成的表格讀取事件即為一個失敗的事件(或未被成功地執行的事件)。

圖7是根據本發明的一範例實施例所繪示的控制記憶體儲存裝置之操作模式的示意圖。在以下範例實施例中，為了說明方便，背景模式亦稱為第一模式，且正常模式亦稱為第二模式。請參照圖7，假設當前記憶體儲存裝置10操作於第二模式(即正常模式)。在第二模式中，記憶體管理電路502可計數時間資訊T(idle)。時間資訊T(idle)可反映記憶體儲存裝置10在第二模式中的閒置時間。

在本範例實施例中，假設在時間點T(0)，可複寫式非揮發性記憶體模組406完成來自主機系統11的最後一個指令所指示的操作。因此，在時間點T(0)，記憶體儲存裝置10開始閒置。響應於記憶體儲存裝置10開始閒置，記憶體管理電路502可從時間點T(0)開始計數時間資訊T(idle)。記憶體管理電路502可持續判斷時間資訊T(idle)是否滿足一個臨界值THR。例如，記憶體管理電路502可判斷時間資訊T(idle)所對應的時間長度是否等於(或大於)臨界值THR。若時間資訊T(idle)所對應的時間長度等於(或大於)臨界值THR，記憶體管理電路502可判定時間資訊T(idle)滿足臨界值THR。然而，若時間資訊T(idle)所對應的時間長度小於臨界值THR，記憶體管理電路502可判定時間資訊T(idle)不滿足臨界值THR。

在本範例實施例中，假設在時間點T(1)，記憶體管理電路502判定時間資訊T(idle)滿足臨界值THR。因此，在時間點T(1)之後，記憶體管理電路502指示記憶體儲存裝置10進入第一模式(即背景模式)。在進入第一模式之後，假設在時間點T(2)，記憶體管理電路502接收到來自主機系統11的新的指令(例如寫入指令)。響應於此新的指令，在時間點T(2)之後，記憶體管理電路502可指示記憶體儲存裝置10離開第一模式並進入第二模式。在第二模式中，記憶體管理電路502可指示可複寫式非揮發性記憶體模組406執行此新的指令所指示之操作(例如寫入操作)。此外，在背景模式中(即時間點T(1)至T(2)之間)，記憶體管理電路502可指示可複寫式非揮發性記憶體模組406執行背景操作的至少一個操作事件。

須注意的是，在圖7的範例實施例中，進入第一模式的時間點(即時間點T(1))是由記憶體管理電路502所自主決定的，而離開第一模式的時間點(即時間點T(2))則是根據接收到下一個主機指令的時間點而決定的。換言之，記憶體管理電路502(只)對圖7中的時間點T(1)之決定具有控制權，而不對時間點T(2)之決定具有控制權。

在一範例實施例中，每次的記憶體儲存裝置10的操作模式之切換都會造成額外的系統功耗。因此，若在背景模式中(例如時間點T(1)至T(2)之間)，被成功執行的事件的總數在所有已執行之事件中的佔比越多，則表示此次用於進入與離開第一模式的額外系統功耗是越值得的。反之，若在背景模式中(例如時間點T(1)至T(2)之間)，被成功執行的事件的總數在所有已執行之事件中的佔比越少，則表示此次用於進入與離開第一模式的額外系統功耗越不值得。若背景模式中被成功執行的事件的總數在所有已執行之事件中的佔比越多，則可以在額外系統功耗與成功執行的操作事件之間取得越佳的平衡，進而提升記憶體儲存裝置10的系統性能。

在一範例實施例中，記憶體管理電路502可偵測在第一模式中，記憶體儲存裝置10執行至少一個操作事件的效率資訊。例如，此效率資訊可反映在第一模式中至少一操作事件之執行的成功率。根據此效率資訊，記憶體管理電路502可動態調整用於決定是否使記憶體儲存裝置10進入第一模式的臨界值THR。

在一範例實施例中，記憶體管理電路502可獲得在第一模式中執行的所有操作事件中的第一類事件的總數(亦稱為第一總數)並獲得在第一模式中執行的所有操作事件中的第二類事件的總數(亦稱為第二總數)。例如，第一類事件可為成功執行的操作事件，而第二類事件可為失敗的操作事件。記憶體管理電路502可根據第一總數與第二總數來獲得所述效率資訊。例如，記憶體管理電路502可根據以下方程式(1)來獲得所述效率資訊。

EI=CS/(CS+CF)…(1)

在方程式(1)中，EI表示所述效率資訊，CS表示第一總數(即成功執行的操作事件之總數)，且CF表示第二總數(即失敗的操作事件之總數)。須注意的是，方程式(1)還可以被加入其餘邏輯運算或以相似功能的邏輯運算取代，本發明不加以限制。

在一範例實施例中，記憶體管理電路502可判斷所獲得的效率資訊是否符合特定條件並根據判斷結果來調整或不調整臨界值THR。在一範例實施例中，記憶體管理電路502可判斷所獲得的效率資訊是否符合某一條件(亦稱為第一條件)。例如，記憶體管理電路502可判斷所獲得的效率資訊之數值是否小於一個評估值(亦稱為第一評估值)。在一範例實施例中，第一評估值可為0.9(即90%)或介於0與1之間的其他數值。若所獲得的效率資訊之數值小於第一評估值，記憶體管理電路502可判定所獲得的效率資訊符合第一條件。若所獲得的效率資訊符合第一條件，記憶體管理電路502可加大臨界值THR。例如，記憶體管理電路502可將當前使用的臨界值THR增加一個調整值ΔV1，藉此動態更新下一次使用的臨界值THR。

在一範例實施例中，若所獲得的效率資訊之數值不小於第一評估值，記憶體管理電路502可進一步判斷所獲得的效率資訊之數值是否大於或等於另一評估值(亦稱為第二評估值)。在一範例實施例中，第二評估值可為1(即100%)或介於0與1之間的其他數值，且第二評估值可大於第一評估值。若所獲得的效率資訊之數值大於或等於第二評估值，記憶體管理電路502可判定所獲得的效率資訊符合第二條件。若所獲得的效率資訊符合第二條件，記憶體管理電路502可減少臨界值THR。例如，記憶體管理電路502可將當前使用的臨界值THR增加減少一個調整值ΔV2，藉此動態更新下一次使用的臨界值THR。

在一範例實施例中，若所獲得的效率資訊之數值介於第一評估值與第二評估值之間，則記憶體管理電路502可判定所獲得的效率資訊符合第三條件。若所獲得的效率資訊符合第三條件，記憶體管理電路502可暫不調整當前使用的臨界值THR。

以圖7為例，藉由評估過去在第一模式執行的操作事件之效率資訊並根據評估結果來動態調整下一次用於判斷是否進入第一模式的臨界值THR，下一次進入第一模式的時間點T(1)可根據主機系統11的操作習慣或特性而被最佳化。

在一範例實施例中，每一次進入與離開第一模式而獲得的效率資訊皆可以直接用於更新下一次使用的臨界值THR。然而，本發明不加以限制。在另一範例實施例中，多次進入與離開第一模式所收集到的效率資訊可以被整體評估以更新臨界值THR。例如，在多次進入的第一模式中，成功執行的操作事件之總數與失敗的操作事件之總數可以被統計並藉由方程式(1)或類似演算法來獲得相應的效率資訊。此效率資訊亦可用於更新往後用於決定是否進入第一模式的臨界值THR。

在圖7的一範例實施例中，時間點T(1)與T(2)之間的時間範圍亦可以被分割為多個子時間範圍。在每一個子時間範圍內，成功執行的操作事件之總數與失敗的操作事件之總數可以被統計並藉由方程式(1)或類似演算法來獲得相應的效率資訊。此效率資訊亦可用於更新往後用於決定是否進入第一模式的臨界值THR。

在一範例實施例中，記憶體儲存裝置10在第一模式中的耗電量低於記憶體儲存裝置10在第二模式中的耗電量。在一範例實施例中，記憶體儲存裝置10在第一模式中的系統效能低於記憶體儲存裝置10在第二模式中的系統效能。在一範例實施例中，第一模式亦稱為省電模式。

圖8是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體管理方法的流程圖。請參照圖8，在步驟S801中，在第一模式中，偵測記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊。在步驟S802中，根據效率資訊，調整臨界值，其中臨界值用以決定是否使記憶體儲存裝置進入第一模式。

圖9是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體管理方法的流程圖。請參照圖9，在步驟S901中，在第二模式中，計數時間資訊，其中時間資訊反應記憶體儲存裝置在第二模式中的閒置時間。在步驟S902中，判斷時間資訊是否滿足一個臨界值。此臨界值用以決定是否使記憶體儲存裝置進入第一模式。若時間資訊不滿足此臨界值，可回到步驟S901。若時間資訊滿足此臨界值，在步驟S903中，指示記憶體儲存裝置進入第一模式。

在步驟S904中，偵測記憶體儲存裝置在第一模式中執行至少一操作事件的效率資訊。在步驟S905中，根據效率資訊，調整此臨界值。在步驟S906中，判斷記憶體儲存裝置是否離開第一模式。若記憶體儲存裝置未離開第一模式，可回到步驟S904。若記憶體儲存裝置已離開第一模式，在步驟S907中，指示記憶體儲存裝置進入第二模式並回到步驟S901。

然而，圖8與圖9中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖8與圖9中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明不加以限制。此外，圖8與圖9的方法可以搭配以上範例實施例使用，也可以單獨使用，本發明不加以限制。

綜上所述，在第一模式中，記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊可被偵測。根據所述效率資訊，用於決定是否使記憶體儲存裝置進入第一模式的一個臨界值可被調整。例如，在經過至少一次對於所述臨界值的調整後，所述臨界值可被調整至一個最佳的客製化數值。基於這個客製化數值，記憶體儲存裝置可更好地在省電與系統效能之間取得平衡。

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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、30：記憶體儲存裝置 11、31：主機系統 110：系統匯流排 111：處理器 112：隨機存取記憶體 113：唯讀記憶體 114：資料傳輸介面 12：輸入/輸出(I/O)裝置 20：主機板 201：隨身碟 202：記憶卡 203：固態硬碟 204：無線記憶體儲存裝置 205：全球定位系統模組 206：網路介面卡 207：無線傳輸裝置 208：鍵盤 209：螢幕 210：喇叭 32：SD卡 33：CF卡 34：嵌入式儲存裝置 341：嵌入式多媒體卡 342：嵌入式多晶片封裝儲存裝置 402：連接介面單元 404：記憶體控制電路單元 406：可複寫式非揮發性記憶體模組 502：記憶體管理電路 504：主機介面 506：記憶體介面 508：錯誤檢查與校正電路 510：緩衝記憶體 512：電源管理電路 601：儲存區 602：替換區 610(0)~610(B)、710、720：實體單元 612(0)~612(C)：邏輯單元 T(idle)：時間資訊 T(0)、T(1)、T(2)：時間點 S801：步驟(在第一模式中，偵測記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊) S802：步驟(根據效率資訊，調整臨界值，其中臨界值用以決定是否使記憶體儲存裝置進入第一模式) S901：步驟(在第二模式中，計數時間資訊，其中時間資訊反應記憶體儲存裝置在第二模式中的閒置時間。) S902：步驟(時間資訊是否滿足一個臨界值) S903：步驟(指示記憶體儲存裝置進入第一模式) S904：步驟(偵測記憶體儲存裝置在第一模式中執行至少一操作事件的效率資訊) S905：步驟(根據效率資訊，調整此臨界值) S906：步驟(是否離開第一模式) S907：步驟(進入第二模式)

圖1是根據本發明的一範例實施例所繪示的主機系統、記憶體儲存裝置及輸入/輸出(I/O)裝置的示意圖。圖2是根據本發明的另一範例實施例所繪示的主機系統、記憶體儲存裝置及I/O裝置的示意圖。圖3是根據本發明的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4是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體儲存裝置的概要方塊圖。圖5是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體控制電路單元的概要方塊圖。圖6是根據本發明的一範例實施例所繪示的管理可複寫式非揮發性記憶體模組的示意圖。圖7是根據本發明的一範例實施例所繪示的控制記憶體儲存裝置之操作模式的示意圖。圖8是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體管理方法的流程圖。圖9是根據本發明的一範例實施例所繪示的記憶體管理方法的流程圖。

S801：步驟(在第一模式中，偵測記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的效率資訊) S802：步驟(根據效率資訊，調整臨界值，其中臨界值用以決定是否使記憶體儲存裝置進入第一模式)

Claims

一種記憶體管理方法，用於一記憶體儲存裝置，且該記憶體管理方法包括：在一第一模式中，偵測該記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的一效率資訊；以及根據該效率資訊，調整一臨界值，其中該臨界值用以決定是否使該記憶體儲存裝置進入該第一模式。
如申請專利範圍第1項所述的記憶體管理方法，其中根據該效率資訊調整該臨界值的步驟包括：若該效率資訊符合一第一條件，將該臨界值增加一調整值。
如申請專利範圍第1項所述的記憶體管理方法，其中根據該效率資訊調整該臨界值的步驟包括：若該效率資訊符合一第二條件，將該臨界值減少一調整值。
如申請專利範圍第1項所述的記憶體管理方法，更包括：若該效率資訊符合一第三條件，不調整該臨界值。
如申請專利範圍第1項所述的記憶體管理方法，其中該至少一操作事件包括對於該記憶體儲存裝置中的一可複寫式非揮發性記憶體模組的一表格讀取事件、一資料擷取事件及一資料寫入事件的至少其中之一。
如申請專利範圍第1項所述的記憶體管理方法，其中該效率資訊反映該至少一操作事件之執行的一成功率。
如申請專利範圍第1項所述的記憶體管理方法，更包括：在一第二模式中，計數時間資訊；以及響應於該時間資訊滿足該臨界值，指示該記憶體儲存裝置進入該第一模式。
如申請專利範圍第7項所述的記憶體管理方法，其中該時間資訊反映該記憶體儲存裝置在該第二模式中的一閒置時間。
如申請專利範圍第1項所述的記憶體管理方法，其中偵測該記憶體儲存裝置執行該至少一操作事件的該效率資訊的步驟包括：獲得該至少一操作事件中的至少一第一類事件的一第一總數；獲得該至少一操作事件中的至少一第二類事件的一第二總數；以及根據該第一總數與該第二總數獲得該效率資訊。
一種記憶體儲存裝置，包括：一連接介面單元，用以耦接至一主機系統；一可複寫式非揮發性記憶體模組；以及一記憶體控制電路單元，耦接至該連接介面單元與該可複寫式非揮發性記憶體模組，其中該記憶體控制電路單元用以在一第一模式中，偵測該記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的一效率資訊，並且該記憶體控制電路單元更用以根據該效率資訊，調整一臨界值，其中該臨界值用以決定是否使該記憶體儲存裝置進入該第一模式。
如申請專利範圍第10項所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路單元根據該效率資訊調整該臨界值的操作包括：若該效率資訊符合一第一條件，將該臨界值增加一調整值。
如申請專利範圍第10項所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路單元根據該效率資訊調整該臨界值的操作包括：若該效率資訊符合一第二條件，將該臨界值減少一調整值。
如申請專利範圍第10項所述的記憶體儲存裝置，其中若該效率資訊符合一第三條件，該記憶體控制電路單元不調整該臨界值。
如申請專利範圍第10項所述的記憶體儲存裝置，其中該至少一操作事件包括對於該可複寫式非揮發性記憶體模組的一表格讀取事件、一資料擷取事件及一資料寫入事件的至少其中之一。
如申請專利範圍第10項所述的記憶體儲存裝置，其中該效率資訊反映該至少一操作事件之執行的一成功率。
如申請專利範圍第10項所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路單元更用以在一第二模式中，計數時間資訊，並且響應於該時間資訊滿足該臨界值，該記憶體控制電路單元更用以指示該記憶體儲存裝置進入該第一模式。
如申請專利範圍第16項所述的記憶體儲存裝置，其中該時間資訊反映該記憶體儲存裝置在該第二模式中的一閒置時間。
如申請專利範圍第10項所述的記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制電路單元偵測該記憶體儲存裝置執行該至少一操作事件的該效率資訊的操作包括：獲得該至少一操作事件中的至少一第一類事件的一第一總數；獲得該至少一操作事件中的至少一第二類事件的一第二總數；以及根據該第一總數與該第二總數獲得該效率資訊。
一種記憶體控制電路單元，用於控制包括一可複寫式非揮發性記憶體模組的一記憶體儲存裝置，且該記憶體控制電路單元包括：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在一第一模式中，偵測該記憶體儲存裝置執行至少一操作事件的一效率資訊，並且該記憶體管理電路更用以根據該效率資訊，調整一臨界值，其中該臨界值用以決定是否使該記憶體儲存裝置進入該第一模式。
如申請專利範圍第19項所述的記憶體控制電路單元，其中該記憶體管理電路根據該效率資訊調整該臨界值的操作包括：若該效率資訊符合一第一條件，將該臨界值增加一調整值。
如申請專利範圍第19項所述的記憶體控制電路單元，其中該記憶體管理電路根據該效率資訊調整該臨界值的操作包括：若該效率資訊符合一第二條件，將該臨界值減少一調整值。
如申請專利範圍第19項所述的記憶體控制電路單元，其中若該效率資訊符合一第三條件，該記憶體管理電路不調整該臨界值。
如申請專利範圍第19項所述的記憶體控制電路單元，其中該至少一操作事件包括對於該可複寫式非揮發性記憶體模組的一表格讀取事件、一資料擷取事件及一資料寫入事件的至少其中之一。
如申請專利範圍第19項所述的記憶體控制電路單元，其中該效率資訊反映該至少一操作事件之執行的一成功率。
如申請專利範圍第19項所述的記憶體控制電路單元，其中該記憶體管理電路更用以在一第二模式中，計數時間資訊，並且響應於該時間資訊滿足該臨界值，該記憶體管理電路更用以指示該記憶體儲存裝置進入該第一模式。
如申請專利範圍第25項所述的記憶體控制電路單元，其中該時間資訊反映該記憶體儲存裝置在該第二模式中的一閒置時間。
如申請專利範圍第19項所述的記憶體控制電路單元，其中該記憶體管理電路偵測該記憶體儲存裝置執行該至少一操作事件的該效率資訊的操作包括：獲得該至少一操作事件中的至少一第一類事件的一第一總數；獲得該至少一操作事件中的至少一第二類事件的一第二總數；以及根據該第一總數與該第二總數獲得該效率資訊。