快快閃記憶體儲裝置及其數據存取方法
2023-06-04 18:05:46
專利名稱：：快快閃記憶體儲裝置及其數據存取方法快快閃記憶體儲裝置及其數據存取方法
技術領域：
本發明有關存儲器，特別是有關快閃記憶體。技術背景一般的快快閃記憶體儲裝置包括一控制器及一快閃記憶體(flashmemory)，用以為一主機儲存數據。當主機欲儲存數據至快快閃記憶體儲裝置，主機會向快快閃記憶體儲裝置發送寫入命令，控制器再依據寫入命令將數據寫入快閃記憶體。當主機欲自快快閃記憶體儲裝置讀取數據，主機會向快快閃記憶體儲裝置發送讀取命令，控制器再依據讀取命令自快閃記憶體讀取數據後傳送至主機。當主機發出寫入命令要求快快閃記憶體儲裝置寫入一定數量的數據，「快閃記憶體所實際存取的數據量」與「主機要求寫入的數據量」不一定會相同。一般而言，「快閃記憶體實際存取的數據量」會大於「主機要求寫入的數據量」。當主機所要求寫入的快閃記憶體地址已儲存數據，控制器必須先將快閃記憶體對應於該地址的區塊的數據清除，才能將新數據寫入快閃記憶體對應於該地址的區塊。若新數據與該區塊所儲存的舊數據地址不完全重疊，控制器尚需先將舊數據複製以與新數據合併，再將合併後的新數據寫入已清除數據的區塊。此等數據複製、數據清除的動作都會增加控制器的額外負擔，延長執行寫入命令所需的時間，並降低快快閃記憶體儲裝置的效能。快快閃記憶體儲裝置的工作效率有多個衡量標準，其中一衡量標準為寫入放大比率值(writeamplifierindex，WAI)。寫入放大比率值是等於「快閃記憶體實際存取的數據量」除以「主機要求寫入的數據量」的值，用以衡量快快閃記憶體儲裝置的控制器的效能高低。在主機要求寫入相同的數據量時，當寫入放大比率值愈大，控制器所實際要求快閃記憶體存取的數據量愈多，造成較長的延遲時間，表示快快閃記憶體儲裝置的控制器的效能愈低。相反的，當寫入放大比率值愈小，控制器所實際要求快閃記憶體存取的數據量愈少，可減少完成寫入命令所需的時間，表示快快閃記憶體儲裝置的控制器的效能愈高。為了提升快快閃記憶體儲裝置的效能，必須儘可能降低「寫入放大比率值」。因此，本發明提供一種快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，可降低寫入放大比率值，以有效提升快快閃記憶體儲裝置的效能。
發明內容有鑑於此，本發明的目的在於提供一種快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，降低寫入放大比率值，以有效提升快快閃記憶體儲裝置的效能。根據本發明一方面提供一種快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其中該快快閃記憶體儲裝置包括一快閃記憶體，其特徵在於，該方法包括下列步驟自一主機接收一寫入數據及一寫入邏輯地址；依據該寫入數據計算一累計總和值(runningsum)；決定是否該快閃記憶體中儲存具有該累計總和值的一目標數據；若該快閃記憶體中已儲存該目標數據，自該快閃記憶體讀取該目標數據；決定是否該目標數據與該寫入數據相同；以及若該目標數據與該寫入數據相同，於一重新對應表(Remappingtable)中記錄該目標數據的一原邏輯地址與該寫入邏輯地址的對應關係，且不將該寫入數據寫入該快閃記憶體。根據本發明另一方面還提供一種快快閃記憶體儲裝置，耦接至一主機，其特徵在於，包括一快閃記憶體，供數據儲存；以及一控制器，自該主機接收一寫入數據及一寫入邏輯地址，依據該寫入數據計算一累計總和值，決定是否該快閃記憶體中儲存具有該累計總和值的一目標數據，若該快閃記憶體中已儲存該目標數據則自該快閃記憶體讀取該目標數據，決定是否該目標數據與該寫入數據相同，以及若該目標數據與該寫入數據相同，於一重新對應表中記錄該目標數據的一原邏輯地址與該寫入邏輯地址的對應關係，且不將該寫入數據寫入該快閃記憶體。本發明的有益技術效果是本發明的快快閃記憶體儲裝置及其數據存取方法，可降低寫入放大比率值，以有效提升快快閃記憶體儲裝置的效能。為了讓本發明的上述和其它目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數較佳實施例，並配合附圖作詳細說明如下圖1是依據本發明的數據儲存系統的區塊圖；圖2是依據本發明的快快閃記憶體儲裝置的數據寫入方法的流程圖；圖3為依據本發明的累計總和值與邏輯地址對應表的示意圖；圖4為依據本發明的重新對應表的示意圖；以及圖5為依據本發明的快快閃記憶體儲裝置的數據讀取方法的流程圖。具體實施例方式圖1是依據本發明的數據儲存系統100的區塊圖。數據儲存系統100包括一主機102及一快快閃記憶體儲裝置104。於一實施例中，快快閃記憶體儲裝置104包括控制器106及快閃記憶體108。快閃記憶體108供數據儲存。控制器106依據主機102所發出的寫入命令將數據寫入快閃記憶體108，並依據主機102所發出的讀取命令自快閃記憶體108讀取數據。於一實施例中，控制器106包括處理器112及存儲器114。處理器112包含一累計總和計算模塊122及一數據比較模塊124。存儲器114儲存一累計總和值與邏輯地址對應表136及一重新對應表138。累計總和值與邏輯地址對應表136記錄快閃記憶體108內所儲存的數據的累計總和值及邏輯地址，如圖3所示。重新對應表138記錄快閃記憶體108內所儲存的具有相同累計總和值的多筆數據的邏輯地址，如圖4所示。圖2是依據本發明的數據寫入方法的流程圖。當控制器106自主機102收到寫入命令、寫入數據、及邏輯地址時(步驟20，控制器106首先將寫入數據132儲存於存儲器114中。接著，處理器112的累計總和計算模塊122會依據寫入數據計算一累計總和值(runningsum)(步驟204)。於一實施例中，該累計總和值為寫入數據的循環冗餘檢驗碼(CycleRedundancyCheck,CRC)。接著，控制器106決定是否快閃記憶體108中已儲存一目標數據，其中該目標數據的累計總和值與該寫入數據的累計總和值相同(步驟206)。於一實施例中，處理器112搜尋累計總和值與邏輯地址對應表136是否儲存該寫入數據的累計總和值。若累計總和值與邏輯地址對應表136已儲存該寫入數據的累計總和值，則決定快閃記憶體108中已儲存該目標數據。若快閃記憶體108中未儲存該目標數據(步驟206)，則控制器106將該寫入數據132寫入快閃記憶體108(步驟214)，並於累計總和值與邏輯地址對應表136中記錄寫入數據的邏輯地址及累計總和值的對應關係(步驟216)。反之，若快閃記憶體108中已儲存該目標數據(步驟206)，則控制器106自快閃記憶體108讀取該目標數據134並儲存至存儲器114(步驟208)。於一實施例中，處理器112於累計總和值與邏輯地址對應表136中找出對應於寫入數據的累計總和值的一目標邏輯地址，將該目標邏輯地址轉換為一目標實體地址，並自快閃記憶體108的該目標實體地址讀取該目標數據134。接著，控制器106的數據比較模塊124比較該寫入數據132及該目標數據134，以決定是否該寫入數據132及該目標數據134相同(步驟210)。若該寫入數據132與該目標數據134相同，則控制器106不將寫入數據132寫入快閃記憶體108，僅於重新對應表138中記錄該目標數據的目標邏輯地址與該寫入數據的邏輯地址的對應關係(步驟21幻。如此，控制器106執行寫入命令時便省略了對快閃記憶體108的實際寫入動作，而可有效減少寫入放大比率值(writeamplifierindex，WAI)，以提升快快閃記憶體儲裝置104的效能。若該寫入數據132與該目標數據134不相同(步驟210)，則控制器106將該寫入數據132寫入快閃記憶體108(步驟214)，並於累計總和值與邏輯地址對應表136中記錄寫入數據的邏輯地址及累計總和值的對應關係(步驟216)。舉例來說，假設控制器106自主機102接收到一第一寫入命令，該第一寫入命令要求控制器106將第一寫入數據Dtl寫入第一邏輯地址LA,因此，處理器112首先計算出第一寫入數據Dtl的第一累計總和值RStl,並搜尋圖3的累計總和值與邏輯地址對應表300是否包含第一累計總和值的記錄。由於累計總和值與邏輯地址對應表300包含第一累計總和值的記錄，表示快閃記憶體108已儲存具有第一累計總和值的第一目標數據Dtl』，控制器106便自快閃記憶體108讀取第一目標數據IV以便與第一寫入數據Dtl相比較。若第一目標數據Dtl』與第一寫入數據Dtl相同，控制器106便不將第一寫入數據Dtl寫入快閃記憶體108，而直接於圖4的重新對應表400中記錄第一目標數據D。』的邏輯地址LAtl與第一寫入數據Dtl的邏輯地址LAtltl的對應關係，以減少對快閃記憶體108的寫入數據量，從而減少寫入動作造成的延遲並提升快快閃記憶體儲裝置104的效能。假設控制器106接著自主機102接收到一第二寫入命令，該第二寫入命令要求控制器106將第二寫入數據D1寫入第二邏輯地址LA1(I。因此，處理器112首先計算出第二寫入數據D1的第二累計總和值RS1,並搜尋圖3的累計總和值與邏輯地址對應表300是否包含第二累計總和值RS1的記錄。由於累計總和值與邏輯地址對應表300包含第二累計總和值RS1的記錄，表示快閃記憶體108已儲存具有第二累計總和值RS1的第二目標數據D/，控制器106便自快閃記憶體108讀取第二目標數據D/以便與第二寫入數據D1相比較。若第二目標數據D/與第二寫入數據D1相同，控制器106便不將第二寫入數據D1寫入快閃記憶體108，而直接於圖4的重新對應表400中記錄第二目標數據D/的邏輯地址LA1與第二寫入數據D1的邏輯地址LAltl的對應關係，以減少對快閃記憶體108的寫入數據量，從而減少寫入動作造成的延遲並提升快快閃記憶體儲裝置104的效能。圖5為依據本發明的快快閃記憶體儲裝置104的數據讀取方法500的流程圖。首先，快快閃記憶體儲裝置500自主機102接收一讀取邏輯地址(步驟50。接著，控制器106搜尋重新對應表138，以找到與該讀取邏輯地址相對應的一原邏輯地址(步驟50。以圖4的重新對應表400為例，若讀取邏輯地址為ΙΛ、LA00,LA01,LA02,則可找到對應的原邏輯地址ΙΛ。若讀取邏輯地址為ΙΛ、LA10,LA11,則可找到對應的原邏輯地址LA115接著，控制器106轉換該原邏輯地址為一實體地址(步驟504)，並自快閃記憶體的該實體地址讀取一讀出數據(步驟506)。舉例來說，讀取邏輯地址UVLAc^LAc1PLAci2的對應的原邏輯地址LAtl皆可轉換為同一實體地址，從而自快閃記憶體108讀出相同的數據。最後，控制器106輸出該讀出數據至主機102(步驟508)。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技術者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作出種種等同的改變或替換，因此本發明的保護範圍當視後附的本申請權利要求範圍所界定的為準。權利要求1.一種快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其中該快快閃記憶體儲裝置包括一快閃記憶體，其特徵在於，該方法包括下列步驟自一主機接收一寫入數據及一寫入邏輯地址；依據該寫入數據計算一累計總和值；決定是否該快閃記憶體中儲存具有該累計總和值的一目標數據；若該快閃記憶體中已儲存該目標數據，自該快閃記憶體讀取該目標數據；決定是否該目標數據與該寫入數據相同；以及若該目標數據與該寫入數據相同，於一重新對應表中記錄該目標數據的一原邏輯地址與該寫入邏輯地址的對應關係，且不將該寫入數據寫入該快閃記憶體。2.根據權利要求1所述的快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其特徵在於，該方法還包括若該快閃記憶體中尚未儲存具有該累計總和值的該目標數據，將該寫入數據寫入該快閃記憶體；以及於將該寫入數據寫入該快閃記憶體後，於一累計總和值與實體地址對應表中記錄該寫入邏輯地址及該累計總和值的對應關係。3.根據權利要求1所述的快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其特徵在於，該方法還包括若該目標數據與該寫入數據不相同，將該寫入數據寫入該快閃記憶體；以及於將該寫入數據寫入該快閃記憶體後，於一累計總和值與實體地址對應表中記錄該寫入邏輯地址及該累計總和值的對應關係。4.根據權利要求2所述的快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其特徵在於，是否該快閃記憶體中儲存該目標數據的決定步驟，包括依據該寫入數據的該累計總和值搜尋該累計總和值與實體地址對應表；以及若該累計總和值與實體地址對應表中記錄有包含該累計總和值的對應關係，則決定該快閃記憶體中儲存該目標數據。5.根據權利要求2所述的快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其特徵在於，該目標數據的讀取步驟包括依據該累計總和值與實體地址對應表決定對應於該累計總和值的一目標邏輯地址；轉換該目標邏輯未指為一目標實體地址；以及依據該目標實體地址自該快閃記憶體讀取該目標數據。6.根據權利要求1所述的快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其特徵在於，該累計總和值為循環冗餘檢驗碼。7.根據權利要求1所述的快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法，其特徵在於，該方法還包括自該主機接收一讀取邏輯地址；搜尋該重新對應表，以找到與該讀取邏輯地址相對應的一原讀取邏輯地址；轉換該原讀取邏輯地址為一讀取實體地址；依據該讀取實體地址自該快閃記憶體讀取一讀出數據；以及將該讀出數據輸出至該主機。8.一種快快閃記憶體儲裝置，耦接至一主機，其特徵在於，包括一快閃記憶體，供數據儲存；以及一控制器，自該主機接收一寫入數據及一寫入邏輯地址，依據該寫入數據計算一累計總和值，決定是否該快閃記憶體中儲存具有該累計總和值的一目標數據，若該快閃記憶體中已儲存該目標數據則自該快閃記憶體讀取該目標數據，決定是否該目標數據與該寫入數據相同，以及若該目標數據與該寫入數據相同，於一重新對應表中記錄該目標數據的一原邏輯地址與該寫入邏輯地址的對應關係，且不將該寫入數據寫入該快閃記憶體。9.根據權利要求8所述的快快閃記憶體儲裝置，其特徵在於，該控制器包括一存儲器，用以儲存該寫入數據、該目標數據、以及該重新對應表；以及一處理器，包括一累計總和計算模塊，計算該寫入數據的該累計總和值；以及一數據比較模塊，比較該寫入數據與該目標數據以決定該目標數據與該寫入數據是否相同。10.根據權利要求8所述的快快閃記憶體儲裝置，其特徵在於，若該快閃記憶體中尚未儲存具有該累計總和值的該目標數據，該控制器將該寫入數據寫入該快閃記憶體，以及於一累計總和值與實體地址對應表中記錄該寫入邏輯地址及該累計總和值的對應關係。11.根據權利要求8所述的快快閃記憶體儲裝置，其特徵在於，若該目標數據與該寫入數據不相同，該控制器將該寫入數據寫入該快閃記憶體，以及於一累計總和值與實體地址對應表中記錄該寫入邏輯地址及該累計總和值的對應關係。12.根據權利要求10所述的快快閃記憶體儲裝置，其特徵在於，當該控制器決定是否該快閃記憶體中儲存該目標數據時，該控制器依據該寫入數據的該累計總和值搜尋該累計總和值與實體地址對應表，以及若該累計總和值與實體地址對應表中記錄有包含該累計總和值的對應關係則決定該快閃記憶體中儲存該目標數據。13.根據權利要求10所述的快快閃記憶體儲裝置，其特徵在於，該控制器依據該累計總和值與實體地址對應表決定對應於該累計總和值的一目標邏輯地址，轉換該目標邏輯未指為一目標實體地址，以及依據該目標實體地址自該快閃記憶體讀取該目標數據。14.根據權利要求8所述的快快閃記憶體儲裝置，其特徵在於，該累計總和值為循環冗餘檢驗碼。15.根據權利要求8所述的快快閃記憶體儲裝置，其特徵在於，該控制器自該主機接收一讀取邏輯地址，搜尋該重新對應表以找到與該讀取邏輯地址相對應的一原讀取邏輯地址，轉換該原讀取邏輯地址為一讀取實體地址，依據該讀取實體地址自該快閃記憶體讀取一讀出數據，以及將該讀出數據輸出至該主機。全文摘要本發明提供一種快快閃記憶體儲裝置的數據存取方法。於一實施例中，該快快閃記憶體儲裝置包括一快閃記憶體。首先，自一主機接收一寫入數據及一寫入邏輯地址。接著，依據該寫入數據計算一累計總和值。接著，決定是否該快閃記憶體中儲存具有該累計總和值的一目標數據。若該快閃記憶體中已儲存該目標數據，自該快閃記憶體讀取該目標數據。接著，決定是否該目標數據與該寫入數據相同。若該目標數據與該寫入數據相同，於一重新對應表中記錄該目標數據的一原邏輯地址與該寫入邏輯地址的對應關係，且不將該寫入數據寫入該快閃記憶體。文檔編號G06F3/06GK102541463SQ20101062364公開日2012年7月4日申請日期2010年12月28日優先權日2010年12月28日發明者歐旭斌申請人:慧榮科技股份有限公司