TWM466297U - 具獨立資訊儲存空間的儲存裝置 - Google Patents
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Description
本新型是關於一種儲存裝置,尤指一種由獨立的非揮發性記憶體構成資訊儲存空間的儲存裝置。
由於NAND快閃記憶體可提供極高的單元密度,故可達到高儲存密度,且其抹寫速度快,因此非常適合用來作為大容量的儲存裝置。而為進一步提高儲存密度,滿足大容量儲存空間的需求,許多製程技術相繼地問世,例如SLC、MLC、TLC等,其中MLC、TLC在每一個儲存單元(cell)分別可儲存兩個、三個資料,其儲存密度相較於一個儲存單元只儲存一個資料的SLC自然高出許多。然而儘管MLC、TLC的儲存密度遠高於SLC,在耐受度(Endurance)上則相形見絀,採用SLC的NAND快閃記憶體其抹寫(P/E)次數為10,000次以上,但採用MLC的NAND快閃記憶體其抹寫次數只有3,000次,採用TLC的NAND快閃記憶體其抹寫次數更只有300次。此外,當NAND快閃記憶體的抹寫次數增加時,或是本身處於極高/極低溫度的狀態下,都會增加Error bit的數量,而縮短資料保存期間。另根據資料顯示,當抹寫次數到達3,000次時,其Error bit平均會由4個增加到20個,資料保存期間則從5年縮短到約不到1年的時間。
再者,NAND快閃記憶體的資料保存期間除受前述因素影響外,也會隨著製程變小而縮短,例如以2X(奈米)製程製造的NAND快閃記憶體其資料保存期間大約只有5X(奈米)製程製造NAND快閃記憶體的一半。
由上述可知,儘管NAND快閃記憶體具有高儲存密度的優勢,適合用於大容量儲存裝置,但製程技術、尺寸都影響了其耐受度,使得儲存裝置的穩定性大受考驗,請參閱圖2所示,係已知儲存裝置的結構示意圖,主要是由一控制器80分別和一通信介面埠81、一個以上的NAND快閃記憶體82連接。各個NAND快閃記憶體82除分別以大部分的空間作為一資料儲存區821外,亦提供小部分空間作為一資訊儲存區822,用來儲存程式碼等重要資訊。與資料儲存區821不同的是:資訊儲存區822儲存的是不能變動的重要資訊。因而若在資訊儲存區822內出現Error bit,則其儲存的重要資訊將被破壞,而無法正常使用。
但如前揭所述,既有儲存裝置為滿足高密度大容量的需求,可能選用儲存密度高的NAND快閃記憶體,而這類NAND快閃記憶體的抹寫次數原本較少,且當抹寫次數到達一定數量時,Error bit的數量也會明顯增加,而影響資料保存期間,在此狀況下自然直接衝擊資訊儲存區822內的資訊完整性。為確保儲存裝置的系統穩定,對於重要資訊的處理,顯有進一步檢討並謀求可行解決方案的必要。
因此本新型主要目的在提供一種具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,其可使儲存裝置中的重要資訊不受高儲存密度非揮發性記憶體的耐受度所影響,有效確保系統的穩定性。
為達成前述目的採取的主要技術手段係令前述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置包括:一個以上具有高儲存密度的第一型非揮發性記憶體,用以構成一資料儲存區,供儲存資料;一第二型非揮發性記憶體,用以構成一資訊儲存區,供儲存資料以外的資訊;該第二型非揮發性記憶體是由第一型非揮發性記憶體以外的非揮發性記憶體所構成,且第二型非揮發性記憶體的耐受度高於第一型非揮發性記憶體;一控制器,係透過一並列介面與前述第一型非揮發性記憶體連接,又透過一串列介面與前述第二型非揮發性記憶體連接;一通信介面埠,係與前述控制器連接。
由上述可知,本新型的儲存裝置採用高儲存密度的第一型非揮發性記憶體滿足高容量儲存空間需求,又採用高耐受度(高抹除次數、高溫度耐受性)的第二型非揮發性記憶體儲存重要資訊;由於第一型非揮發性記憶體係作為資料儲存區,而存在重複抹寫的可能,為避免因第一型非揮發性記憶體抹寫次數增加而造成破壞重要資訊,本新型採用高耐受度的第二型非揮發性記憶體作為資訊儲存區以儲存重要資訊,由於無須經常抹寫,加上耐受度高,
可確保儲存裝置的重要資訊不因抹寫次數增加而損壞,進而確保系統的穩定性。
10‧‧‧控制器
11‧‧‧通信介面埠
20‧‧‧第一型非揮發性記憶體
30‧‧‧第二型非揮發性記憶體
80‧‧‧控制器
81‧‧‧通信介面埠
82‧‧‧NAND快閃記憶體
821‧‧‧資料儲存區
822‧‧‧資訊儲存區
圖1 為本新型一較佳實施例的電路方塊圖。
圖2 為已知儲存裝置的電路方塊圖。
關於本新型的一較佳實施例,請參閱圖1所示,其包括一控制器10、一通信介面埠11、一個以上的第一型非揮發性記憶體20和一個第二型非揮發性記憶體30;其中,該通信介面埠11、第一型非揮發性記憶體20和第二型非揮發性記憶體30分別和控制器10連接,該通信介面埠11可以是eMMC、USB或SATA。
在本實施例中,該第一型非揮發性記憶體20是NAND快閃記憶體,其可以是SLC、MLC或TLC。又第一型非揮發記憶體20具有高儲存密度,用以構成一資料儲存區,供儲存大量資料;且第一型非揮發型記憶體20是透過一並列介面和控制器10連接,供控制器10存取資料,所述的並列介面可以是ONFi或Toggle。
該第二型非揮發性記憶體30係由異於第一型非揮發性記憶體的非揮發性記憶體所構成,其提供一獨立於前述資料儲存區以外的資訊儲存區,供儲存程式碼、應用程式等重要資訊。在本實施例中,所述第二型非揮發性記憶體30是NOR快閃記憶體,其抹寫次數可達100,000次。該第二型非揮發性記憶體30係透過一串列介面和控制
器10連接,在本實施例中,所述的串列介面是SPI。
由上述可知,本新型的儲存裝置具有各自獨立的資料儲存區和資訊儲存區,其分別由第一型、第二型非揮發性記憶體20、30所構成,在前述的可行實施例中,其分別由NAND快閃記憶體和NOR快閃記憶體所構成,根據NAND快閃記憶體的特性,其具有高儲存密度且抹寫速度快,非常適合作為儲存媒體使用。而NOR快閃記憶體則是讀的速度快,但對於必須先抹除再寫入且抹除前須先將待抹除區塊內的儲存位元先寫為0的寫入方式,其速度遠遠不及NAND快閃記憶體,因此適合用於儲存不經常變動或不變的資訊,例如程式碼、應用程式等,本新型利用其作為資訊儲存區,不需要經常性的往復抹寫,上述抹寫速度慢的問題並不顯著,且NOR快閃記憶體本身具有高耐受度(抹寫次數高、溫度耐受性強)的優點,因此可不受抹寫次數增加、Error bit亦增加而造成儲存資訊損壞的因素影響。基於上述特性,因此也適合用於儲存需受保護的系統資訊,例如韌體碼、系統軟體等。
故由上述可知,儲存裝置採用儲存密度高、儲存單位成本低的非揮發性記憶體作為資料儲存區為大勢所趨,但基於資料儲存區須經常性往復抹寫的使用特性,其因抹寫次數增加和溫度驟變而使Error bit增加的機會相對提高,而Error bit的產生或可透過軟體方式來解決,但對於不允許變動的資訊而言,自不適合如既有儲存裝置般將其一併儲存在高儲存密度的非揮發性記憶體中;而本新型將資訊儲存區獨立在高儲存密度的非揮發性記憶體以外,
且採用高耐受度的非揮發性記憶體構成該資訊儲存區,使重要資訊不會如高儲存密度的非揮發性記憶體的抹寫次數增加造成Error bit增多而損害,而有效確保儲存裝置的系統穩定性。
10‧‧‧控制器
11‧‧‧通信介面埠
20‧‧‧第一型非揮發性記憶體
30‧‧‧第二型非揮發性記憶體
Claims (10)
- 一種具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,包括:一個以上具有高儲存密度的第一型非揮發性記憶體,用以構成一資料儲存區,供儲存資料;一第二型非揮發性記憶體,用以構成一資訊儲存區,供儲存資料以外的資訊;該第二型非揮發性記憶體是由第一型非揮發性記憶體以外的非揮發性記憶體所構成,且第二型非揮發性記憶體的耐受度高於第一型非揮發性記憶體;一控制器,係透過一並列介面與前述第一型非揮發性記憶體連接,又透過一串列介面與前述第二型非揮發性記憶體連接;一通信介面埠,係與前述控制器連接。
- 如請求項1所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,該第一型非揮發性記憶體是NAND型快閃記憶體,該第二型非揮發性記憶體是NOR型快閃記憶體。
- 如請求項2所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,該並列介面是ONFi或Toggle。
- 如請求項2所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,該串列介面是SPI。
- 如請求項1至4中任一項所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,所述耐受度是指抹寫次數。
- 如請求項1至4中任一項所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,所述耐受度是指溫度耐受性。
- 如請求項5所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置, 該通信介面埠是eMMC、USB或SATA。
- 如請求項6所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,該通信介面埠是eMMC、USB或SATA。
- 如請求項5所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,其中該第二型非揮發性記憶體係用以儲存系統資訊。
- 如請求項6所述具獨立資訊儲存空間的儲存裝置,其中該第二型非揮發性記憶體係用以儲存系統資訊。
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