专利名称：混合非易失性固态存储器系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及固态存储器，更具体而言，涉及混合非易失性固态存储器。
背景技术：
这里给出的背景技术描述是为了总地给出本公开的上下文。对于在该 背景部分中描述的当前署名的发明人的工作和在提交时可能没有另行作为 现有技术的所描述的各个方面，并不明示或者隐含地承认是本公开的现有 技术。
闪存芯片使用电荷存储器件，已成为基于半导体的大容量存储设备的 主流芯片类型。电荷存储器件尤其适于将存储包括音乐文件和图像文件在 内的数据文件的应用。但是，电荷存储器件只可以维持有限个写周期，此 后电荷存储器件可能不再能可靠地存储数据。
对于许多应用，例如，可移动USB (通用串行总线)驱动器、MP3 (MPEG Layer 3)播放机和数字相机存储器卡，有限个写周期可能是可接 受的。但是，在用作对计算机系统中的内置主数据驱动器的一般替换时， 有限个写周期可能是不能被接受的。
较低密度的闪存器件(每个存储单元中存储一位) 一般具有100,000 个写周期数量级的可用寿命。为了降低成本，闪存器件可以每个存储单元 存储2位。但10,000个写周期数量级的水平。
闪存器件可能不具有足够长的寿命来用作主存，尤其是在部分主存被 用作虚拟存储器分页空间时。虚拟存储器分页空间由操作系统用来在
RAM (随机存取存储器)中的可用空间较少时存储来自RAM的数据。仅 为了说明目的，闪存芯片可能具有2GB (千兆字节)的容量，可以每单元 存储2位，并且可以具有约4MB/s (兆字节每秒)的写吞吐量。在这种闪 存芯片中，理论上可以每500秒将该芯片中的所有位写一次(即，2E9字 节/4E6字节)。
理论上，在少于两个月的5E6秒(即，1E4字节X5E2秒)中可以对 每个位写10,000次。实际上，但是，大多驱动存储设备将不会以100%的 占空比被执行写。更现实的是，写占空比可能为10%，这在计算机处于连 续活动并且执行虚拟存储器分页操作时可能发生。按照10%的写占空比， 在约20个月内闪存器件的可用寿命将耗尽。相反，对于磁硬盘存储设 备，寿命期望一般超过10年。
现在参考图1，该图示出了根据现有技术的固态盘的功能框图。固态 盘100包括控制器102和闪存104。控制器102接收来自主机(未示出) 的指令和数据。当请求了存储器访问时，控制器102从闪存104读数据或 者将数据写到闪存104，并且将该信息传输到主机。
在闪存104的某区域已被写入或者擦除预定次后，该区域对于存储可 能变为不可靠。这种预定次数被称作闪存104的写周期寿命。 一旦超过了 闪存104的写周期寿命，控制器102就不再能在闪存104中可靠地存储数 据，因此固态盘100将不再可用。
发明内容
一种固态存储器系统，包括具有第一写周期寿命的第一非易失性半导 体(NVS)存储器，具有与第一写周期寿命不同的第二写周期寿命的第二 非易失性半导体(NVS)存储器，以及损耗水平测量模块。该损耗水平测 量模块基于第一和第二写周期寿命生成第一和第二 NVS存储器的第一和 第二损耗水平，并且基于第一和第二损耗水平将逻辑地址映射到第一和第
14二 NVS存储器之一的物理地址。
在其他特征中，第一损耗级别是基于对第一 NVS存储器执行的写操 作的第一数目与第一写周期寿命的比例的。第二损耗级别是基于对第二
NVS存储器执行的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比例的。损耗水
平测量模块在第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址映射到第二
NVS存储器的物理地址。第一 NVS存储器具有比第二 NVS存储器的第二 存储容量大的第一存储容量。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括映射模块，其接收将数据写 到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率。损耗水平测量模 块在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻 辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，损耗水平测量模块将逻辑地址中的第二逻辑地址的映 射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。该固态存储器系统还包括写监控 模块，其对将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的后续频率进行 监控，并且基于后续频率更新第一和第二频率。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括写监控模块，其测量将数据 写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率。损耗水平测量 模块在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平时，将 逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理地址。 损耗水平测量模块将逻辑地址中的第二逻辑地址的映射偏移到第一 NVS 存储器的物理地址。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括劣化测试模块，其在第一预 定时间将数据写到物理地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的该一 个物理地址读取数据生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到物理 地址中的该一个物理地址；通过从物理地址中的该一个物理地址读取数据 生成第二存储数据；以及基于第一和第二存储数据生成物理地址中的该一 个物理地址的劣化值。
在其他特征中，损耗水平测量模块基于劣化值，将逻辑地址之一映射 到物理地址中的所述一个物理地址。损耗水平测量模块在第二损耗水平大于等于第一预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的所述物理地 址；并且损耗水平测量模块在第一损耗水平大于等于第二预定阈值时将逻
辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的 第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，损耗水平测量模块将逻辑地址 中的相应逻辑地址的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的 第二块。损耗水平测量模块将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识 为最少使用块(LUB)。
在其他特征中，损耗水平测量模块在第二 NVS存储器中的可用存储 器小于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块偏 移到第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存器 件，并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一 NVS存储器包括氮化 物只读存储器(NROM)闪存器件。第一写周期寿命比第二写周期寿命 短。
一种方法，包括基于第一和第二写周期寿命生成第一和第二非易失性 半导体(NVS)存储器的第一和第二损耗水平。该第一和第二写周期寿命 分别对应于第一和第二 NVS存储器；基于第一和第二损耗水平将逻辑地 址映射到第一和第二 NVS存储器之一的物理地址。
在其他特征中，第一损耗级别是基于对第一 NVS存储器执行的写操 作的第一数目与第一写周期寿命的比例的。第二损耗级别是基于对第二 NVS存储器执行的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比例的。该方法 还包括在第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址映射到第二 NVS 存储器的物理地址。
在其他特征中，第一 NVS存储器具有比第二 NVS存储器的第二存储 容量大的第一存储容量。第一写周期寿命比第二写周期寿命短。该方法还 包括接收将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频 率；以及在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平 时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理 地址。
16在其他特征中，该方法还包括将逻辑地址中的第二逻辑地址的映射偏 移到第一 NVS存储器的物理地址。该方法还包括对将数据写到逻辑地址 中的第一和第二逻辑地址的后续频率进行监控；以及基于后续频率更新第 一和第二频率。
在其他特征中，该方法还包括测量将数据写到逻辑地址中的第一和第 二逻辑地址的第一和第二频率；以及在第一频率大于第二频率并且第二损 耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到 第二 NVS存储器的物理地址。该方法还包括将逻辑地址中的第二逻辑地
址的映射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，该方法还包括在第一预定时间将数据写到物理地址中 的一个物理地址；通过从物理地址中的该一个物理地址读取数据生成第一
存储数据；在第二预定时间将数据写到物理地址中的该一个物理地址；通 过从物理地址中的该一个物理地址读取数据生成第二存储数据；以及基于 第一和第二存储数据生成物理地址中的该一个物理地址的劣化值。
在其他特征中，该方法还包括基于劣化值，将逻辑地址之一映射到物 理地址中的所述一个物理地址。该方法还包括在第二损耗水平大于等于第 一预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的所述物理地址；并且 在第一损耗水平大于等于第二预定阈值时将逻辑地址映射到第二 NVS存 储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的 第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址 的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的第二块。该方法还 包括将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识为最少使用块 (LUB)。
在其他特征中，该方法还包括在第二 NVS存储器中的可用存储器小 于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块偏移到 第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存器件， 并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一 NVS存储器包括氮化物只 读存储器(NROM)闪存器件。一种存储来由处理器用来操作固态存储器系统的计算机程序，包括基 于第一和第二写周期寿命生成第一和第二非易失性半导体(NVS)存储器 的第一和第二损耗水平。该第一和第二写周期寿命分别对应于第一和第二 NVS存储器；基于第一和第二损耗水平将逻辑地址映射到第一和第二 NVS存储器之一的物理地址。
在其他特征中，第一损耗级别是基于对第一 NVS存储器执行的写操
作的第一数目与第一写周期寿命的比例的。第二损耗级别是基于对第二
NVS存储器执行的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比例的。该计算 机程序还包括在第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址映射到第 二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，第一 NVS存储器具有比第二 NVS存储器的第二存储 容量大的第一存储容量。第一写周期寿命比第二写周期寿命短。该计算机 程序还包括接收将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第 二频率；以及在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水 平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物 理地址。
在其他特征中，该计算机程序还包括将逻辑地址中的第二逻辑地址的 映射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。该计算机程序还包括对将数据 写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的后续频率进行监控；以及基于后 续频率更新第一和第二频率。
在其他特征中，该计算机程序还包括测量将数据写到逻辑地址中的第 一和第二逻辑地址的第一和第二频率；以及在第一频率大于第二频率并且 第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射 偏移到第二 NVS存储器的物理地址。该计算机程序还包括将逻辑地址中 的第二逻辑地址的映射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，该计算机程序还包括在第一预定时间将数据写到物理 地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的该一个物理地址读取数据生 成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到物理地址中的该一个物理地 址；通过从物理地址中的该一个物理地址读取数据生成第二存储数据；以及基于第一和第二存储数据生成物理地址中的该一个物理地址的劣化值。
在其他特征中，该计算机程序还包括基于劣化值，将逻辑地址之一映 射到物理地址中的所述一个物理地址。该计算机程序还包括在第二损耗水 平大于等于第一预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的所述物 理地址；并且在第一损耗水平大于等于第二预定阈值时将逻辑地址映射到 第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的 第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址
的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的第二块。该计算机 程序还包括将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识为最少使用块 CLUB)。
在其他特征中，该计算机程序还包括在第二 NVS存储器中的可用存 储器小于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块 偏移到第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存 器件，并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一 NVS存储器包括氮 化物只读存储器(NROM)闪存器件。
一种固态存储器系统，包括具有第一写周期寿命的第一非易失性半导 体(NVS)存储器；具有与第一写周期寿命不同的第二写周期寿命的第二 非易失性半导体(NVS)存储器；以及损耗水平测量装置，用于基于第一 和第二写周期寿命生成第一和第二 NVS存储器的第一和第二损耗水平， 并且用于基于第一和第二损耗水平将逻辑地址映射到第一和第二 NVS存 储器之一的物理地址。
在其他特征中，第一损耗级别是基于对第一 NVS存储器执行的写操 作的第一数目与第一写周期寿命的比例的。第二损耗级别是基于对第二 NVS存储器执行的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比例的。损耗水 平测量装置在第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。第一 NVS存储器具有比第二 NVS存储器的第二 存储容量大的第一存储容量。
在其他特征中，第一写周期寿命小于第二写周期寿命。该固态存储器系统还包括映射装置，用于接收将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑 地址的第一和第二频率。损耗水平测量装置在第一频率大于第二频率并且 第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射 偏移到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，损耗水平测量装置将逻辑地址中的第二逻辑地址的映 射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。该固态存储器系统还包括写监控 装置，用于对将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的后续频率进 行监控，并且基于后续频率更新第一和第二频率。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括写监控装置，用于测量将数 据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率。损耗水平测 量装置在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平时，
将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理地
址。损耗水平测量装置将逻辑地址中的第二逻辑地址的映射偏移到第一
NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括劣化测试装置，用于在第一
预定时间将数据写到物理地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的该 一个物理地址读取数据生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到物 理地址中的该一个物理地址；通过从物理地址中的该一个物理地址读取数 据生成第二存储数据；以及基于第一和第二存储数据生成物理地址中的该 一个物理地址的劣化值。
在其他特征中，损耗水平测量装置基于劣化值，将逻辑地址之一映射 到物理地址中的所述一个物理地址。损耗水平测量装置在第二损耗水平大
于等于第一预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的所述物理地
址；并且损耗水平测量装置在第一损耗水平大于等于第二预定阈值时将逻
辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的 第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，损耗水平测量装置将逻辑地址 中的相应逻辑地址的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的 第二块。损耗水平测量装置将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识为最少使用块(LUB)。
在其他特征中，损耗水平测量装置在第二 NVS存储器中的可用存储
器小于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块偏
移到第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存器 件，并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一 NVS存储器包括氮化 物只读存储器(NROM)闪存器件。
一种固态存储器系统，包括具有第一访问时间和第一容量的第一非 易失性半导体(NVS)存储器；具有比第一访问时间小的第二访问时间和
与第一容量不同的第二容量的第二非易失性半导体(NVS)存储器；以及
映射模块，其基于第一访问时间、第二访问时间、第一容量和第二容量中
的至少一个，将逻辑地址映射到第一和第二 NVS存储器之一的物理地 址。
在其他特征中，映射模块将数据缓存到第二 NVS存储器。该固态存 储器系统还包括损耗水平测量模块，其分别对第一和第二 NVS存储器的 第一和第二损耗水平进行监控。第一和第二 NVS存储器分别具有第一和 第二写周期寿命。
在其他特征中，第一损耗级别是基本上基于对第一 NVS存储器执行 的写操作的第一数目与第一写周期寿命的比例的。第二损耗级别是基本上 基于对第二 NVS存储器执行的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比 例的。损耗水平测量模块在第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地 址映射到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，映射模块接收将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻 辑地址的第一和第二频率。损耗水平测量模块在第一频率大于第二频率并 且第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映 射偏移到第二 NVS存储器的物理地址。损耗水平测量模块将逻辑地址中 的第二逻辑地址的映射偏移到第一NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括写监控模块，其对将数据写 到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的后续频率进行监控，并且基于后续 频率更新第一和第二频率。该固态存储器系统还包括写监控模块，其测量将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率。损耗水 平测量模块在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平 时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理 地址。
在其他特征中，损耗水平测量模块将逻辑地址中的第二逻辑地址的映 射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。该固态存储器系统还包括劣化测 试模块，其在第一预定时间将数据写到物理地址中的一个物理地址；通 过从物理地址中的一个物理地址读取数据生成第一存储数据；在第二预定 时间将数据写到物理地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的一个物 理地址读取数据生成第二存储数据；以及基于第一和第二存储数据生成物 理地址中的一个物理地址的劣化值。
在其他特征中，损耗水平测量模块基于劣化值，将逻辑地址之一映射 到物理地址中的一个物理地址。损耗水平测量模块在第二损耗水平大于等 于预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的物理地址；并且损耗 水平测量模块在第一损耗水平大于等于预定阈值时将逻辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的
第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，损耗水平测量模块将逻辑地址
中的相应逻辑地址的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的 第二块。损耗水平测量模块将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识 为最少使用块(LUB)。
在其他特征中，损耗水平测量模块在第二 NVS存储器中的可用存储 器小于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块偏 移到第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存器 件，并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一 NVS存储器包括氮化 物只读存储器(NROM)闪存器件。
一种方法，包括接收包括逻辑地址的访问命令；以及基于第一访问时 间、第二访问时间、第一容量和第二容量中的至少一个，将逻辑地址映射 到第一和第二 NVS存储器之一的物理地址。第一 NVS存储器具有第一访问时间和第一容量；并且第二 NVS存储器具有比第一访问时间小的第二 访问时间和比第一容量小的第二容量。
在其他特征中，该方法还包括将数据缓存到第二 NVS存储器。该方 法还包括分别对第一和第二 NVS存储器的第一和第二损耗水平进行监 控。第一和第二 NVS存储器分别具有第一和第二写周期寿命。第一损耗 级别是基本上基于对第一 NVS存储器执行的写操作的第一数目与第一写 周期寿命的比例的。第二损耗级别是基本上基于对第二 NVS存储器执行 的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比例的。
在其他特征中，该方法还包括在第二损耗水平小于第一损耗水平时， 将逻辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。该方法还包括接收将数 据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率；以及在第一 频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中 的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，该方法还包括将逻辑地址中的第二逻辑地址的映射偏 移到第一 NVS存储器的物理地址。该方法还包括对将数据写到逻辑地址 中的第一和第二逻辑地址的后续频率进行监控；并且基于后续频率更新第 一和第二频率。该方法还包括测量将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻 辑地址的第一和第二频率；以及在第一频率大于第二频率并且第二损耗水 平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，该方法还包括将逻辑地址中的第二逻辑地址的映射偏 移到第一 NVS存储器的物理地址。该方法还包括在第一预定时间将数 据写到物理地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的一个物理地址读
取数据生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到物理地址中的一个 物理地址；通过从物理地址中的一个物理地址读取数据生成第二存储数 据；以及基于第一和第二存储数据生成物理地址中的一个物理地址的劣化 值。
在其他特征中，该方法还包括基于劣化值，将逻辑地址之一映射到物 理地址中的一个物理地址。该方法还包括在第二损耗水平大于等于预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的物理地址；并且损耗水平测量 模块在第一损耗水平大于等于预定阈值时将逻辑地址映射到第二 NVS存 储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的 第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址
的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的第二块。该方法还 包括将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识为最少使用块 (LUB)。
在其他特征中，该方法还包括在第二 NVS存储器中的可用存储器小 于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块偏移到 第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存器件， 并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一 NVS存储器包括氮化物只 读存储器(NROM)闪存器件。
一种存储来由处理器用来操作固态存储器系统的计算机程序，包括接 收包括逻辑地址的访问命令；以及基于第一访问时间、第二访问时间、第 一容量和第二容量中的至少一个，将逻辑地址映射到第一和第二非易失性 半导体(NVS)存储器之一的物理地址。第一 NVS存储器具有第一访问 时间和第一容量；并且第二 NVS存储器具有比第一访问时间小的第二访 问时间和比第一容量小的第二容量。
在其他特征中，该计算机程序还包括将数据缓存到第二 NVS存储 器。该计算机程序还包括分别对第一和第二 NVS存储器的第一和第二损 耗水平进行监控。第一和第二 NVS存储器分别具有第一和第二写周期寿 命。第一损耗级别是基本上基于对第一 NVS存储器执行的写操作的第一 数目与第一写周期寿命的比例的。第二损耗级别是基本上基于对第二 NVS 存储器执行的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比例的。
在其他特征中，该计算机程序还包括在第二损耗水平小于第一损耗水 平时，将逻辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。该计算机程序还 包括接收将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频 率；以及在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理 地址。
在其他特征中，该计算机程序还包括将逻辑地址中的第二逻辑地址的 映射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。该计算机程序还包括对将数据
写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的后续频率进行监控；并且基于后
续频率更新第一和第二频率。
在其他特征中，该计算机程序还包括测量将数据写到逻辑地址中的第
一和第二逻辑地址的第一和第二频率；以及在第一频率大于第二频率并且 第二损耗水平小于第一损耗水平时，将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射 偏移到第二 NVS存储器的物理地址。该计算机程序还包括将逻辑地址中 的第二逻辑地址的映射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，该计算机程序还包括在第一预定时间将数据写到物 理地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的一个物理她址读取数据生 成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到物理地址中的一个物理地 址；通过从物理地址中的一个物理地址读取数据生成第二存储数据；以及 基于第一和第二存储数据生成物理地址中的一个物理地址的劣化值。
在其他特征中，该计算机程序还包括基于劣化值，将逻辑地址之一映 射到物理地址中的一个物理地址。该计算机程序还包括在第二损耗水平大 于等于预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的物理地址；并且 损耗水平测量模块在第一损耗水平大于等于预定阈值时将逻辑地址映射到 第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的 第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址 的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的第二块。该计算机 程序还包括将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识为最少使用块 (LUB) c
在其他特征中，该计算机程序还包括在第二 NVS存储器中的可用存 储器小于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块 偏移到第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存器件，并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一 NVS存储器包括氮
化物只读存储器(NROM)闪存器件。
一种固态存储器系统，包括具有第一访问时间和第一容量的第一非 易失性半导体(NVS)存储器；具有比第一访问时间小的第二访问时间和 与第一容量不同的第二容量的第二非易失性半导体(NVS)存储器；以及 映射装置，其基于第一访问时间、第二访问时间、第一容量和第二容量中
的至少一个，将逻辑地址映射到第一和第二 NVS存储器之一的物理地址。
在其他特征中，映射装置将数据缓存到第二 NVS存储器。该固态存 储器系统还包括损耗水平测量装置，其分别对第一和第二 NVS存储器的 第一和第二损耗水平进行监控。第一和第二 NVS存储器分别具有第一和 第二写周期寿命。第一损耗级别是基本上基于对第一 NVS存储器执行的 写操作的第一数目与第一写周期寿命的比例的。第二损耗级别是基本上基 于对第二 NVS存储器执行的写操作的第二数目与第二写周期寿命的比例 的。
在其他特征中，损耗水平测量装置在第二损耗水平小于第一损耗水平 时，将逻辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。映射装置接收将数 据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率。损耗水平测 量装置在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平时， 将逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理地 址。
在其他特征中，损耗水平测量装置将逻辑地址中的第二逻辑地址的映 射偏移到第一 NVS存储器的物理地址。该固态存储器系统还包括写监控 装置，其对将数据写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的后续频率进行 监控，并且基于后续频率更新第一和第二频率。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括写监控装置，其测量将数据 写到逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率。损耗水平测量 装置在第一频率大于第二频率并且第二损耗水平小于第一损耗水平时，将 逻辑地址中的第一逻辑地址的映射偏移到第二 NVS存储器的物理地址。损耗水平测量装置将逻辑地址中的第二逻辑地址的映射偏移到第一 NVS 存储器的物理地址。
在其他特征中，该固态存储器系统还包括劣化测试装置，其在第一 预定时间将数据写到物理地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的一 个物理地址读取数据生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到物理 地址中的一个物理地址；通过从物理地址中的一个物理地址读取数据生成 第二存储数据；以及基于第一和第二存储数据生成物理地址中的一个物理 地址的劣化值。
在其他特征中，损耗水平测量装置基于劣化值，将逻辑地址之一映射 到物理地址中的一个物理地址。损耗水平测量装置在第二损耗水平大于等 于预定阈值时将逻辑地址映射到第一 NVS存储器的物理地址；并且损耗 水平测量装置在第一损耗水平大于等于预定阈值时将逻辑地址映射到第二 NVS存储器的物理地址。
在其他特征中，当在预定时间段中对第一 NVS存储器的物理地址的 第一块执行的写操作大于等于预定阈值时，损耗水平测量装置将逻辑地址 中的相应逻辑地址的映射从第一块偏移到第二 NVS存储器的物理地址的 第二块。损耗水平测量装置将第二 NVS存储器的物理地址的第一块标识 为最少使用块(LUB)。
在其他特征中，损耗水平测量装置在第二 NVS存储器中的可用存储 器小于等于预定阈值时，将逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从第一块偏 移到第一 NVS存储器的物理地址的第二块。第一 NVS存储器包括闪存器 件，并且第二 NVS存储器包括相变存储器件。第一NVS存储器包括氮化 物只读存储器(NROM)闪存器件。
在其他特征中，上述系统和方法是利用由一个或多个处理器执行的计 算机程序实现的。在计算机程序可以存储在计算机可读介质中，例如但不 限于存储器、非易失性存储设备和/或其他适当的有形存储介质。
从下面的详细描述中，将清楚本公开的其他应用领域。应当理解，尽 管下面的详细描述和特定示例说明了本公开的优选实施例，但是仅用于说 明目的，而不是要限制本公开的范围。
从详细描述和附图中，将更全面地理解本发明，附图中
图1是根据现有技术的固态盘驱动器的功能框图2是根据本公开的固态盘驱动器的功能框图3是包括损耗水平测量模块的固态盘驱动器的功能框图4A是包括图的损耗水平测量模块和写监控模块的固态盘驱动器的
功能框图4B是包括图3的损耗水平测量模块和写映射模块的固态盘驱动器 的功能框图5是包括劣化测试模块和图3的损耗水平测量模块的固态盘驱动器 的功能框图，该固态盘驱动器还包括写监控模块和写映射模块；
图6是包括映射模块和图3的损耗水平测量模块的固态盘驱动器的功 能框图，该固态盘驱动器还包括写监控模块和写映射模块；
图7A-7E是用于操作图2-5示出的固态盘驱动器的方法的示例性流程
图8是用于操作图6示出的固态盘驱动器的方法的示例性流程图； 图9A是高清晰电视的功能框图； 图9B是车辆控制系统的功能框图9C是蜂窝电话的功能框图； 图9D是机顶盒的功能框图9E是移动设备的功能框图。
具体实施例方式
下面的描述本质上仅是示例性的，而绝不是要限制本公开、其应用或 使用。为了清楚起见，在附图中将使用相同的标号来指示类似的元素。如 这里所使用的，短语"A、 B和C中至少一个"应当被解释为利用非排他 逻辑or的逻辑(AorBorC)。应当理解，方法中的步骤可以按照不同的 顺序执行，而不改变本公开的原理。如这里所使用的，术语"基于"或者
28"基本上基于"指一个这样的值作为另一个值的函数、与另一值成正 比、随另一个值而变、以及/或者与另一个值有一定的关系。该值也可以是 一个或多个其他值的函数、与一个或多个其他值成正比、随一个或多个其 他值而变、以及/或者与一个或多个其他值具有一定的关系。
如这里所使用的，术语模块指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执 行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或者群组的)和 存储器，组合逻辑电路和/或提供功能的其他的组件。
近年来来，基于电荷存储的闪存器件(例如，氮化物只读存储器
(NROM)和NAND闪存)的成本一直在降低。同时，新的高密度存储器 技术不断被开发出来。这些存储技术中诸如相变存储器(PCM)之类的一 些可以提供远超过基于电荷存储的闪存器件的耐久能力。但是，作为较新 的存储技术，这些存储器的存储容量、访问时间和/或成本与闪存器件的存 储容量、访问时间和/或成本相比，可能不具有吸引力。
为了将较长写周期寿命的新存储器技术与较低成本的传统技术相结 合，可以利用两种类型的存储器来构造固态存储器系统。可以将大量的低 成本存储器与少量具有较高写周期寿命的存储器组合。具有较高写周期寿 命的存储器可以用于存储频繁改变的数据，例如，操作系统分页数据。
图2示出了示例性的固态存储器系统。该固态存储器系统可以用作计 算机系统中的固态盘。例如，仅例如2GB PCM芯片之类的PCM芯片可以 与NAND闪存器件或NROM闪存器件组合。PCM存储器的写周期寿命最 近可以达到1E13个写周期的数量级。写周期寿命超过1E7个写周期的 PCM芯片也可以获得。在1E7个写周期处，PCM芯片的写周期寿命比可 以持久1E4个写周期的2位/单元的闪存器件长1000倍。
PCM芯片可以提供比闪存器件更快的吞吐量。例如，PCM芯片可以 提供比闪存器件快100倍的数据吞吐量。即使PCM芯片提供了比闪存器 件快100的数据吞吐量，长1000倍的写周期寿命产生了比闪存器件长10 倍的有效写周期寿命。例如，在10%写占空比的情况下，即使PCM芯片 提供比闪存器件快100倍的数据吞吐量，也要花15.9年才能耗尽PCM芯 片的寿命。在图2中，示出了根据本公开的示例性固态盘200的功能框图。固态
盘200包括控制器202和第一和第二固态非易失性存储器204和206。在 本公开的其他部分中，固态非易失性存储器可以实现为集成电路(IC)。
控制器202接收来自主机220的访问请求。控制器202将访问请求导 向第一固态非易失性存储器204或者第二固态非易失性存储器206，下面 将描述。
例如，仅第一固态非易失性存储器204可以包括相对便宜的非易失性 存储器阵列，并且具有较大的容量。第二固态非易失性存储器206可以具 有较大的写周期寿命，但是更昂贵，并且具有比第一固态非易失性存储器 204小的容量。在各种实现方式中，主机220可以向控制器202指定与将 相对频繁地改变的数据相对应的逻辑地址和与相对不频繁地改变的数据相 对应的逻辑地址。
控制器202可以将与将相对频繁地改变的数据相对应的逻辑地址映射 到第二固态非易失性存储器206中的物理地址。控制器202可以将与相对 不频繁地改变的数据相对应的逻辑地址映射到第一固态非易失性存储器 204中的物理地址。
第一固态非易失性存储器204可以包括单级单元(SLC)闪存或多级 单元(MLC)闪存。第二固态非易失性存储器206可以包括单级单元 (SLC)闪存或多级单元(MLC)闪存。
在详细讨论之前，给出对附图的简单描述。图3示出了包括损耗水平 测量模块的示例性固态盘。损耗水平测量模块控制来自主机220的逻辑地 址到第一和第二固态非易失性存储器204和206中的物理地址的映射。损 耗水平测量模块可以基于来自主机的信息执行这种映射。
作为替换或者另外，损耗水平测量模块可以测量或者估计整个固态非 易失性存储器的损耗，并且改变映射来均衡整个固态非易失性存储器的损 耗。损耗水平测量模块的目的可以是测量固态非易失性存储器的所有区域 的损耗水平，以使得不存在固态非易失性存储器的一个区域在其他区域之 前损耗掉。
对于各种非易失性存储器，将数据写到块可能要求对整个块进行擦除或者写。在这种以块为中心的存储器中，损耗水平测量模块可以跟踪每个 块已被擦除或者写入的次数。在写请求从主机到达时，损耗水平测量模块 可以从存储器的可用块中选择已写入最少的块。损耗水平测量模块然后将 到来的逻辑地址映射到该块的物理地址。随着时间流逝，这可以在所有存 储器块之间产生接近一致的写操作分布。
图4A和图4B包括有助于控制损耗水平测量的额外模块。在图4A
中，损耗水平测量模块确定数据被写到每个逻辑地址的频繁程度。相对频 繁的写或擦除的目标的逻辑地址应当被映射到损耗较少的物理地址。
在图4B中，写映射模块接收来自主机220的写频率信息。写频率信 息指示与预期改变相对频繁的数据相对应的逻辑地址和/或与预期改变相对 不频繁的数据相对应的逻辑地址。另外，写映射模块可以确定数据实际被 写到逻辑地址的频繁程度，如图4A。图5示出了其中作为除了基于写或 者擦除的次数估计剩余寿命之外、或者作为对其的替换的基于经验确定存 储器的劣化和得到的剩余寿命的固态盘。
图6示出了其中第一和第二固态非易失性存储器的组合被用于缓存数
据的固态盘。第一固态非易失性存储器可以是便宜的，因此可以具有较大
的容量。第二固态非易失性存储器的访问时间比第一存储器块，但是可能
更昂贵，因此可能容量较小。第一和第二存储器可以都具有较高的写周期 丰入
秀叩o
映射模块可以被用来基于访问时间考虑，将来自主机的逻辑地址映射 到第一和第二存储器。映射模块可以从主机接收访问时间信息，例如，期 望快速访问时间或者不期望快速访问时间的地址列表。作为替换或者另 外，映射模块可以监控对逻辑地址的访问，并且确定对于哪些逻辑地址减 少访问时间将更有益。较低的访问时间对其较重要的逻辑地址可以被映射 到具有减少了的访问时间的第二存储器。
如这里所使用的，访问时间可以包括例如读时间、写时间、擦除时间 和/或结合了读、写或擦除中的一个或多个的组合访问时间。例如，组合访 问时间可以是读、写和擦除时间的平均值。通过将将被映射的某些逻辑地 址导向第二存储器，主机可以对诸如快速引导时或者应用成像启动之类的
31操作的存储进行优化。映射模块还可以与损耗水平测量模块通信，损耗水 平测量模块对映射进行改变，以防止第一或第二存储器中的任一个区域永 久性地损耗掉。
图7A-7E示出了由图4A-5中示出的控制器执行的示例性步骤。图8 示出了由图6中示出的控制器执行的示例性步骤。现在详细讨论图2-8中 示出的系统和方法。
现在参考图3，固态盘250包括控制器252和第一和第二固态非易失 性存储器204和206。控制器252与主机220通信。控制器252包括损耗 水平测量模块260和第一和第二存储器接口 262和264。损耗水平测量模 块260经由第一和第二存储器接口 262和264与第一和第二固态非易失性 存储器204和206通信。
损耗水平测量模块260从主机220接收逻辑地址。逻辑地址被转换成 与第一存储器接口 262和/或第二存储器接口 264相关联的物理地址。在写 操作期间，来自主机220的数据经由第一存储器接口 262被写入到第一固 态非易失性存储器204或者经由第二存储器接口 264被写入到第二固态非 易失性存储器206。在读操作期间，分别经由第一和第二存储器接口 262 和264来自第一和第二固态非易失性存储器204和206的数据被提供给主 机220。
例如，仅第一固态非易失性存储器204可以每兆字节容量相对较便 宜，并且因此具有较大的容量。第二固态非易失性存储器206可以具有较 长的写周期寿命，但是可能比第一固态非易失性存储器204更昂贵，因此 可能具有较小的容量。
第一和第二固态非易失性存储器204和206可以以块的方式被写入和/ 或擦除。例如，为了擦除一个块中的一个字节，整个该块可能都被擦除。 另外，为了写一个块中的一个字节，该块的所有字节可能都被写。损耗水 平测量模块260可以跟踪并存储对第一和第二固态非易失性存储器204和 206的块执行的写和/或擦除操作的数目。
损耗水平测量模块260可以使用写和/或擦除周期计数的归一化版本。 例如，对第一固态非易失性存储器204中的一个块执行的写周期数可以被除以第一固态非易失性存储器204中的块可以承受的写周期的总数。对于 第二固态非易失性存储器206中的块的归一化写周期计数，可以通过将已 对该块执行的写周期数除以该块可以承受的写周期数。
损耗水平测量模块260可以将新数据写到具有最低归一化写周期计数
的块。为了避免写周期计数为分数，可以通过将写周期计数乘以基于各个
存储器204和206的写周期寿命的常数来使写周期计数归一化。例如，可 以将对第一固态非易失性存储器204的一个块执行的写周期的数目乘以一 个比率。该比率可以是第二固态非易失性存储器206的写周期寿命除以第 一固态非易失性存储器204的写周期寿命。
在各种实现方式中，写周期计数可以仅部分被归一化。例如，第二固 态非易失性存储器206的写周期寿命可以远高于第一固态非易失性存储器 204的写周期寿命。在这种情形中，第一固态非易失性存储器204的写周 期计数可以利用小于实际写周期寿命的写周期寿命而被归一化。这可以防 止损耗水平测量模块260过分偏向将地址指派给第二固态非易失性存储器 206。
可以利用预定的因子执行归一化。例如，如果第一固态非易失性存储 器204的写周期寿命是1E6，并且对于给定的固态盘250应用，第二固态 非易失性存储器206的必需的写周期寿命是1E9，则可以利用因子1,000 执行归一化。该因子可以是取整估计，而不是准确的计算。例如，因子 1000可以在各个写周期寿命分别是4.5E6和6.3E9时使用。
损耗水平测量模块260可以包括数据移位模块261，数据移位模块 261标识出所存储的数据在预定时间段期间未改变的第一块。这种数据可 以被称作静态数据。静态数据可以被移动到存储器的经历了比第一块更频 繁的写周期的第二块。损耗水平测量模块260可以将原来被映射到第一块 的物理地址的逻辑地址映射到第二块的物理地址。由于静态数据现在被存 储在第二块中，所以第二块可以经历较少的写周期。
另外，静态数据可以被从第二固态非易失性存储器206移动到第一固 态非易失性存储器204。例如，数据移位模块261可以标识出第二固态非 易失性存储器206的最少使用块(LUB)。如果在预定期间对一个块执行的写操作的数目小于或者等于预定的阈值，则该块被称作LUB。当第二固 态非易失性存储器206中的可用或者可获得的存储器的量下降到预定阈
值，第二固态非易失性存储器206则可以将LUB映射到第一固态非易失 性存储器204中的块。
偶然地，对第一固态非易失性存储器204的第一块执行的写操作的数 目可能超过预定阈值。损耗水平测量模块260可以将原来映射到第一块的 逻辑地址的映射偏移到第二固态非易失性存储器206的第二块，从而可以 减轻对第一固态非易失性存储器204的损耗。
现在参考图4A，固态盘300包括控制器302，控制器302与220以接 口连接。控制器302包括损耗水平测量模块260、写监控模块306、第一 和第二存储器接口 262和264，写监控模块306对从主机220接收到的逻 辑地址进行监控。写监控模块306也接收指示正发生的是读操作还是写操 作的控制信号。另外，写监控模块306通过测量数据被写入到逻辑地址的 频率，从而对数据频繁被写入的逻辑地址进行跟踪。该信息被提供给损耗 水平测量模块260，损耗水平测量模块260将该逻辑地址偏移到第二固态 非易失性存储器206。
现在参考图4B，固态盘350包括控制器352，控制器352以接口与主 机220连接。控制器352包括损耗水平测量模块260、写映射模块356、 第一和第二存储器接口 262和264。写映射模块356从主机220接收指示 将被更频繁地写入的逻辑地址的地址信息。该信息被提供给损耗水平测量 模块260，损耗水平测量模块260将逻辑地址偏移到第二固态非易失性存 储器206。
写映射模块356也可以包括与图4A中的写监控模块306类似的模 块。写映射模块356从而可以基于测量出的写频率数据更新所存储的写频 率数据。另外，写映射模块356可以确定主机220未提供的逻辑地址的写 频率。换言之，即使对于持续预定时间未被访问的逻辑地址，也可以调节 写频率。损耗水平测量模块260可以将与被标记为频繁写入的逻辑地址相 对应的所有数据擦除到第二固态非易失性存储器206中。
如果第二固态非易失性存储器206已满，则写操作可以被指派给第一
34固态非易失性存储器204，反之亦然。也可以将数据从第二固态非易失性
存储器206重映射或者移动到第一固态非易失性存储器204来在第二固态 非易失性存储器206中产生空间，反之亦然。或者，可以在第二或第一固 态非易失性存储器206、 204的损耗水平大于或者等于预定阈值时，将数 据仅映射到第一或第二固态非易失性存储器204、 206。应当注意，第一和 第二固态非易失性存储器204和206的损耗水平的预定阈值可以相同也可 以不同。此外，该预定阈值在不同时刻可以不同。例如， 一旦已对第一固 态非易失性存储器204执行了某一数目的写操作，则可以调节该预定阈值 以考虑到已执行的写操作。
损耗水平测量模块260也可以实现写监控模块306和写映射模块 356。下文中，损耗水平测量模块260也可以包括写监控模块306和写映 射模块356。
现在参考图5，固态盘400包括控制器402，控制器402通过接口与 主机220连接。控制器402包括损耗水平测量模块260、劣化测试模块 406、第一和第二存储器接口 262和264。劣化测试模块406对第一和第二 固态非易失性存储器204和206进行测试来确定它们的存储能力是否已劣
在各种实现方式中，劣化测试模块406可以仅测试第一固态非易失性 存储器204，因为第一固态非易失性存储器204的写周期寿命小于第二固 态非易失性存储器206的写周期寿命。劣化测试模块406可以周期性地测 试劣化。劣化测试模块406可以等待不活动期间，在其中的时刻劣化测试 模块406可以将地址和数据提供给第一和/或第二存储器接口 262和264。
劣化测试模块406可以将数据写入第一和/或第二固态非易失性存储器 204和206的选择区域并且然后读出。劣化测试模块406然后可以将读出 的数据与写入的数据相比较。另外，劣化测试模块406可以读取在先前的 劣化测试循环中写入的数据。
或者，劣化测试模块406可以在第一次和第二次都将相同的数据写到 相同的物理地址。在这两次中的每次中，劣化测试模块406可以读回写入 的数据。劣化测试模块406可以通过对两次中读回的数据进行比较，或者通过将在第二次读回的数据与写入的数据相比较，从而确定物理地址的劣 化值。
损耗水平测量模块260可以基于劣化测试模块406测量出的劣化值，
改变其映射。例如，劣化测试模块406可以基于劣化量估计一个块的最大 写周期计数。损耗水平测量模块260然后可以使用该最大写周期计数来归 一化。
或者，损耗水平测量模块260可以使用对于一个块剩余的写周期的数 目来执行指派判决。如果固态非易失性存储器204和206之一接近其可用 寿命的结束(例如，预定的阈值)，则损耗水平测量模块260可以将所有 新的写都指派给存储器204和206中的另一个。
损耗水平测量模块260也可以实现劣化测试模块406。在下文中，损 耗水平测量模块260包括劣化测试模块406。
现在参考图6，较小但是具有较快的访问时间的固态非易失性存储器 可以与较大但是具有较慢的访问时间的固态非易失性存储器组合使用。固 态盘450可以包括控制器460、第一固态非易失性存储器462和第二固态 非易失性存储器464。第一固态非易失性存储器462可以比较便宜，存储 容量较大并且写周期寿命较长，但是读/写速度(即，访问时间)较慢。第 二固态非易失性存储器464存储容量较小，可能更昂贵，并且与第一固态 非易失性存储器462相比写周期寿命较长并且访问时间较快。
第二固态非易失性存储器464可以具有比第一固态非易失性存储器 462短的写访问时间、读访问时间、擦除时间、程序时间或累积访问时 间。因此，第二固态非易失性存储器464可以用于缓存数据。控制器460 可以包括损耗水平测量模块260和映射模块465。损耗水平测量模块260 也可以实现映射模块。映射模块465可以基于第一和第二固态非易失性存 储器462、 464的访问时间和/或存储容量，将逻辑地址映射到第一和第二 固态非易失性存储器462， 464之一的物理地址。
具体而言，映射模块可以从主机220接收与可以将数据写入逻辑地址 的频率和访问时间相关的数据。映射模块465可以将与其他相比将被更频 繁和域更快写入的逻辑地址映射到第二固态非易失性存储器464的物理地址。所有其他逻辑地址可以被映射到第一固态非易失性存储器462的物理 地址。通过测量数据被写入时的写频率和/或访问时间，可以更新实际的写
频率和访问时间。在这样做时，映射模块465可以使在读/写/擦除操作期 间对固态盘450执行的所有访问的总体访问时间最小化。
取决于主机220执行的应用，映射模块465在将逻辑地址映射到第一 和第二固态非易失性存储器462、 464之一时可以考虑额外因素。这些因 素可以包括但不限于正被写入的块的长度，该块需要被写入的访问时间。
现在参考图7A-7E，示出了用于利用具有不同的写周期寿命和存储容 量的第一和第二 NVS存储器，提供混合非易失性固态(NVS)存储器系 统的方法500。
在图7A中，方法500开始于步骤502。在步骤504中，控制从主机接 收到数据将被写入的逻辑地址的写频率。在步骤506中，控制将具有较低 写频率(例如，具有低于预定阈值的写频率)的逻辑地址映射到第一 NVS 存储器。在步骤508中，控制将具有较高写频率(例如，具有大于预定阈 值的写频率)的逻辑地址映射到第二NVS存储器。
在步骤510中，控制根据在步骤506和508中生成的映射，将数据写 入第一和/或第二 NVS存储器。在步骤512中，控制测量数据实际被写入 到逻辑地址的实际写频率，并且更新映射。
在图7B中，在歩骤514中，控制确定是否已到执行数据移位分析的 时间。如果步骤514的结果为否，则在步骤516中控制确定是否已到执行 劣化分析的时间。如果步骤516中的结果为否，则在步骤518中控制确定 是否已到执行损耗水平分析的时间。如果步骤514中的结果为否，则控制 返回到步骤510。
在图7C中，当步骤514中的结果为是时，控制在步骤520中确定在 预定时间中对第一 NVS存储器的第一块的写操作的次数大于或等于预定 阈值。如果步骤520中的结果为否，在控制返回到步骤516。如果步骤 520的结果为是，则在步骤522中，控制将与第一块相对应的逻辑地址映 射到第二NVS的第二块。
在步骤524中，控制确定第二 NVS存储器中的可用存储器是否小于预定阈值。如果步骤524中的结果为否，则控制返回到步骤516。如果步
骤524中的结果为是，则在步骤526中控制标识出第二 NVS存储器中作为 LUB的块。在步骤528中，控制将与该LUB相对应的逻辑地址映射到第 一NVS存储器中的块，然后控制返回到步骤516。
在图7D中，当步骤516中的结果为真时，在步骤530中控制第一次 将数据写入物理地址。在步骤532中，控制从物理地址读回数据。在步骤 534中，控制第二次将数据写入物理地址(即，在第一次之后预定时间之 后)。在步骤536中，控制从物理地址读回数据。在步骤538中，控制将 在步骤532中读回的数据与在步骤536中读回的数据相比较，并且生成物 理地址的劣化值。在步骤540中控制对映射进行更新，然后控制返回到步 骤518。
在图7E中，当步骤518中的结果为真时，控制分别基于对第一和第 二存储器执行的写操作的数目以及第一和第二存储器的写周期寿命等级， 在步骤542中生成第一和第二 NVS存储器的损耗水平。控制在步骤544中 确定第二 NVS存储器的损耗级别是否大于预定阈值。如果步骤544的结 果为真，则在步骤546中控制将所有的逻辑块映射到第一 NVS存储器的 物理块，然后控制返回步骤510。
如果步骤544的结果为否，则在步骤548中控制确定第一 NVS存储器 的损耗水平是否大于预定阈值。如果步骤548的结果为真，则在步骤550 中控制将所有逻辑块映射到第二 NVS存储器的物理块，然后控制返回到 步骤510。如果步骤548的结果为否，则控制返回到步骤510。
现在参考图8，示出了用于利用具有不同访问时间和存储容量的第一 和第二 NVS存储器提供用于缓存数据的混合非易失性固态(NVS)存储 器系统的方法600。第一 NVS存储器具有比第二 NVS存储器高的访问时 间和容量。第一和第二 NVS存储器都具有较高的写周期寿命。
方法600开始于步骤602。在步骤604中，控制从主机接收与将数据 写到逻辑地址所需的写频率和访问时间相关的数据。在步骤606中，控制 将具有较低写频率(例如，具有低于预定阈值的写频率)和/或要求较慢访 问时间的逻辑地址映射到第一 NVS存储器。在步骤608中，控制将具有较高写频率(例如，具有大于预定阈值的写频率)和/或要求较快访问时间 的逻辑地址映射到第二 NVS存储器。在步骤608中，控制将具有较低写 频率(例如，具有小于预定阈值的写频率)和/或要求较慢访问时间的逻辑
地址映射到第一 NVS存储器。
在步骤610中，控制根据在步骤606和608中生成的映射，将数据写 到第一和/或第二 NVS存储器。在步骤612中，控制测量数据实际被写到 逻辑地址的实际写频率和/或实际访问地址，并对映射进行更新。在步骤 614中，控制执行方法500的开始于步骤514的步骤，如果图7A-7E所 示。
根据本公开原理的损耗水平测量模块可以确定第一和第二非易失性半 导体存储器(称作第一和第二存储器)的每个块的损耗水平。术语"块" 可以指必需一起被写和/或擦除的存储器单元的组。仅为了讨论目的，术语 "块"将被用于被一起擦除的存储器单元的组，并且存储器单元的损耗水 平将是基于已持续的擦除周期的数目的。
一个块中的存储器单元将经历相同次数的擦除，尽管各个存储器单元 在发起擦除时可能还未被编程，并且因此可能经历不同的损耗。但是，损 耗水平测量模块可以假设， 一个块的存储器单元的损耗水平可由该块已经 历的擦除周期的数目估计出。
损耗水平测量模块可以跟踪第一和第二存储器的每个块所经历的擦除 的数目。例如，这些数目可以被存储在第一和第二存储器的某一范围中、 在损耗水平测量模块的分离的工作存储器中、或者利用它们各自的块被存 储。例如，仅块的不用于用户数据的预定区域可以用来存储该块已被擦除 的总次数。当一个块将被擦除时，损耗水平测量模块可以读出该值，将该 值递增，在该块已被擦除之后将递增后的值写到该块中。
利用同质的存储器体系结构，可以将擦除计数用作块的损耗水平。但 是，第一和第二存储器可能具有不同的寿命，这意味着每个存储器单元可 以承受的擦除次数是不同的。在各种实现方式中，第二存储器具有比第一 存储器长的寿命。因此，在第二存储器中，每个块可以承受的擦除次数比 第一存储器中的大。因此，对块执行的擦除次数可能不是第一存储器的块和第二存储器的 块之间的适当的比较。为了实现适当的比较，可以使擦除计数归一化。一 种归一化的方法是将擦除计数除以该存储器中的块被期望能够承受的擦除 计数的总数。例如，仅第一存储器具有写周期寿命IO，OOO，而第二存储器
具有写周期寿命100,000。
第一存储器中的已被擦除了 1,000次的块将具有归一化的损耗水平 1/10，而第二存储器中的己擦除了 1,000次的块将具有归一化的损耗水平 1/100。 一旦损耗水平被归一化，就可以对第一和第二存储器的所有块采用
损耗水平测量算法，如同所有的块都形成在具有单个写声明周期的单个存 储器上一样。除非另行说明，这里使用的损耗水平是归一化的损耗水平。
另一种避免分数的归一化方法是将第一存储器(具有较短的写周期寿 命)中的块的擦除计数乘以写周期寿命的比例。在当前示例中，该比例是
10 (100，000/10，000)。已擦除了 1,000次的第一存储器中的块将具有归一 化损耗水平IO，OOO,而第二存储器中的已擦除了 l，OOO次的块将具有归一 化损耗水平1,000。
在对逻辑地址的写请求到达损耗水平测量模块时，损耗水平测量模块 可以确定该逻辑地址是否已被映射到物理地址。如果是，则损耗水平测量 模块可以引导写到该物理地址。如果写要求对该块进行擦除，则损耗水平 测量模块可以确定是否存在具有较低损耗水平的未被使用的块。如果是， 则损耗水平测量模块可以引导写到具有最低损耗水平的未使用的块。
对于对尚未被映射的逻辑地址的写请求，损耗水平测量模块可以将该 逻辑地址映射到具有最低损耗水平的未被使用的块。如果损耗水平测量模 块预期该逻辑地址将不会被相对频繁地重写，则损耗水平测量模块可以将 该逻辑地址映射到具有最高损耗水平的未被使用的块。
当损耗水平测量模块具有用于估计访问频率的良好的数据时，损耗水 平测量模块则可以将数据从已使用的块移走来释放该块以用于到来的写。 这样，到来的对相对频繁地被访问的块的写可以被写到具有较低损耗水平 的块。另外，到来的对相对不频繁地被访问的块的写可以被写到具有较高 损耗水平的块。被移走的数据可以被放置到可以基于被移走的数据预期被
40重写的频繁程度而挑选的未使用的块中。
在各种时刻，例如周期性地，损耗水平测量模块可以分析块的损耗水 平，将相对频繁地被重写的逻辑地址重映射到具有较低损耗水平的块中。 另外，损耗水平测量模块可以将相对不频繁地重写的逻辑地址重映射到具 有较高损耗水平的块，这被称作静态数据移位。重映射可以涉及在两个块 中交换数据。在交换期间，来自这两个块之一的数据可以被存储到未使用 的块中，或者擦除到临时存储设备中。
损耗水平测量模块还可以维护己超过它们的写周期寿命的块的列表。 不会有新的数据被写到这些块中，并且先前存储在这些块中的数据被写到 其他块中。尽管损耗水平测量模块的目的是使没有块在其他块之前被损耗 掉，但是在现实环境中可能一些块被永久损耗掉。标识出并且移除不可靠 的块允许在固态盘不再可用之前使用剩余块的整个声明周期。
应当理解，尽管本公开为了说明目的描述了第一和第二固态非易失性
存储器204、 206，但是本公开的教导也可以被应用于其他类型的存储器。 另外，存储器可以不限于独立的模块。例如，本公开的教导可以被应用到 单个存储器芯片中的或者多个存储器芯片之间的存储器区。每个存储器区 可以用来根据本公开的教导存储数据。
现在参考图9A-9E，示出了采用了本公开的教导的各种示例性实现方 式。在图9A中，本公开的教导可以被实现在高清晰电视(HDTV) 937的 存储设备942中。HDTV 937包括HDTV控制模块938、显示器939、电 源940、存储器941、存储设备942、网络接口 943和外部接口 945。如果 网络接口 943包括无线局域网接口，则可以包括天线(未示出)。
HDTV 937可以接收来自经由线缆、宽带因特网和/或卫星发送和接收 数据的网络接口 943和/或外部接口 945的输入信号。HDTV控制模块938 可以对输入信号进行处理，包括编码、解码、过滤和/或格式化，并且生成 输出信号。输出信号可以被传输到显示器939、存储器941、存储设备 912、网络接口 943和外部接口 945中的一个或多个。
存储器941可以包括随机存取存储器(RAM)和/或非易失性存储 器。非易失性存储器可以包括任何合适的类型的半导体或者固态存储器，例如闪存(包括NAND和NOR闪存)、相变存储器、磁RAM和多状态 存储器(其中每个存储器单元具有多于两个状态)。存储设备942可以包 括光存储驱动器(例如，DVD驱动器)和/或硬盘驱动器(HDD)。 HDTV控制模块938经由网络接口 943和/或外部接口 945与外部通信。电 源940向HDTV 937的组件提供电力。
在图9B中，本公开的教导可以被实现在车辆946的存储设备950 中。车辆946可以包括车辆控制系统947、电源948、存储器949、存储设 备950和网络接口 952。如果网络接口 952包括无线局域网接口，则可以 包括天线(未示出)。车辆控制系统947可以是传动系控制系统、主体控 制系统、娱乐控制系统、防抱死刹车系统(ABS)、导航系统、远程信息 处理系统、车道偏离系统、自适应巡航控制系统等。
车辆控制系统947可以与一个或多个传感器954通信，并且生成一个 或多个输出信号956。传感器954可以包括温度传感器、加速传感器、压 力传感器、转动传感器、气流传感器等。输出信号956可以控制引擎工作 参数、传输工作参数、悬挂参数等。
电源948向车辆946的组件提供电力。车辆控制系统947可以将数据 存储到存储器949和/或存储设备950中。存储器949可以包括随机存取存 储器(RAM)和/或非易失性存储器。非易失性存储器可以包括任何合适 的类型的半导体或者固态存储器，例如闪存(包括NAND和NOR闪 存)、相变存储器、磁RAM和多状态存储器(其中每个存储器单元具有 多于两个状态)。存储设备950可以包括光存储驱动器(例如，DVD驱动 器)和/或硬盘驱动器(HDD)。车辆控制系统947可以利用网络接口 952 与外部通信。
在图9C中，本公开的教导可以被实现在蜂窝电话958中的存储设备 966中。蜂窝电话958包括电话控制模块960、电源962、存储器964、存 储设备966，以及蜂窝网络接口 967。蜂窝电话958可以包括网络接口 968、麦克风970、音频输出972 (例如，扬声器和/或输出插孔)、显示屏 974，以及用户输入设备976 (例如，键盘和/或点选设备)。如果网络接 口 968包括无线局域网接口，则可以包括天线(未示出)。电话控制模块960可以接收来自蜂窝网络接口 967、网络接口 968、 麦克风970和/或用户输入设备976的输入信号。电话控制模块％0可以对 信号进行处理(包括编码、解码、过滤和/或格式化)，并且生成输出信 号。输出信号可以被传输到存储器964、存储设备966、蜂窝网络接口 967、网络接口 968和音频输出972中的一个或多个。
存储器964可以包括随机存取存储器(RAM)禾Q/或非易失性存储 器。非易失性存储器可以包括任何合适的类型的半导体或者固态存储器， 例如闪存(包括NAND和NOR闪存)、相变存储器、磁RAM和多状态 存储器(其中每个存储器单元具有多于两个状态)。存储设备966可以包 括光存储驱动器(例如，DVD驱动器)和/或硬盘驱动器(HDD)。电源 962向蜂窝电话958的组件提供电力。
在图9D中，本公开的教导可以被实现在机顶盒978的存储设备984 中。机顶盒978包括机顶盒控制模块980、显示器981、电源982、存储器 983、存储设备984和网络接口 985。
机顶盒控制模块980可以接收来自可以经由线缆、宽带因特网和/或卫 星发送和接收信号的网络接口 985和外部接口 987的输入信号。机顶盒控 制模块980可以对信号进行处理(包括编码、解码、过滤和/或格式化)， 并且生成输出信号。输出信号可以包括标准和/或高清晰格式的音频和/或 视频信号。输出信号可以被传输到网络接口 985和/或显示器981。显示器 981可以包括电视、投影仪和/或监视器。
电源982向机顶盒978的组件提供电力。存储器983可以包括随机存 取存储器(RAM)和/或非易失性存储器。非易失性存储器可以包括任何 合适的类型的半导体或者固态存储器，例如闪存(包括NAND和NOR闪 存)、相变存储器、磁RAM和多状态存储器(其中每个存储器单元具有 多于两个状态)。存储设备984可以包括光存储驱动器(例如，DVD驱动 器)和/或硬盘驱动器(HDD)。
在图9E中，本公开的教导可以被实现在移动设备989的存储设备993 中。移动设备989可以包括移动设备控制模块990、电源991、存储器 992、存储设备993、网络接口 994和外部接口 999。如果网络接口 994包括无线局域网接口，则可以包括天线(未示出)。
移动设备控制模块990可以接收来自网络接口 994和外部接口 999的 输入信号。外部接口 999可以包括USB、红外和/或以太网。输入信号可 以包括经压縮的音频和/或视频，并且可以遵循MP3格式。另外，移动设 备控制模块990可以接收来自诸如键盘、触摸屏或单个按钮之类的用户输 入996的输入。移动设备控制模块990可以对输入信号进行处理(包括编 码、解码、过滤和/或格式化)，并且生成输出信号。
移动设备控制模块990可以将音频信号输出到音频输出997，和将视 频信号输出到显示屏998。音频输出997可以包括扬声器和/或输出插孔。 显示屏998可以呈现图形用户界面，该图形用户界面可以包括菜单、图标 等。电源991向移动设备989的组件提供电力。存储器992可以包括随机 存取存储器(RAM)和/或非易失性存储器。
非易失性存储器可以包括任何合适的类型的半导体或者固态存储器， 例如闪存(包括NAND和NOR闪存)、相变存储器、磁RAM和多状态 存储器(其中每个存储器单元具有多于两个状态)。存储设备993可以包 括光存储驱动器(例如，DVD驱动器)和/或硬盘驱动器(HDD)。移动 设备可以包括个人数字助理、媒体播放机、膝上电脑、游戏控制台或者其 他移动计算设备。
本领域的技术人员现在可从前述描述中意识到本发明的宽泛教导可按 多种形式实现。因此，尽管结合本发明的特定实施例描述了本发明，但是 本发明的真实范围不应受到限制，因为本领域的技术人员在研究附图、说 明书和所附权利要求书之后将明白其他修改。
权利要求
1.一种固态存储器系统，包括第一非易失性半导体(NVS)存储器，其具有第一写周期寿命；第二非易失性半导体(NVS)存储器，其具有与所述第一写周期寿命不同的第二写周期寿命；以及损耗水平测量模块，其基于所述第一和第二写周期寿命生成所述第一和第二NVS存储器的第一和第二损耗水平，并且基于所述第一和第二损耗水平将逻辑地址映射到所述第一和第二NVS存储器之一的物理地址。
2. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，所述第一损耗水平是 基本上基于对所述第一 NVS存储器执行的写操作的第一数目与所述第一 写周期寿命的比例的，所述第二损耗水平是基本上基于对所述第二 NVS 存储器执行的写操作的第二数目与所述第二写周期寿命的比例的。
3. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量模 块在所述第二损耗水平小于所述第一损耗水平时，将所述逻辑地址映射到 所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
4. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，所述第一 NVS存储 器具有比所述第二 NVS存储器的第二存储容量大的第一存储容量。
5. 如权利要求1所述的固态存储器系统，还包括映射模块，其接收将 数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率，其中 所述损耗水平测量模块在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第二损 耗水平小于所述第一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑地址 的映射偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
6. 如权利要求5所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量模 块将所述逻辑地址中的所述第二逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS存 储器的所述物理地址。
7. 如权利要求5所述的固态存储器系统，还包括写监控模块，其对将 数据写到所述逻辑地址中的所述第一和第二逻辑地址的后续频率进行监 控，并且基于所述后续频率更新所述第一和第二频率。
8. 如权利要求1所述的固态存储器系统，还包括写监控模块，其测量 将数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率，其 中所述损耗水平测量模块在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第二 损耗水平小于所述第一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑地 址的映射偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
9. 如权利要求8所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量模 块将所述逻辑地址中的所述第二逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS存储器的所述物理地址。
10. 如权利要求1所述的固态存储器系统，还包括劣化测试模块，其在第一预定时间将数据写到所述物理地址中的一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到所述物理地址中的所述一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据生成第二存储数 据；以及基于所述第一和第二存储数据生成所述物理地址中的所述一个物理地 址的劣化值。
11. 如权利要求10所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块基于所述劣化值，将所述逻辑地址之一映射到所述物理地址中的所述 一个物理地址。
12. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中所述损耗水平测量模块在所述第二损耗水平大于等于第一预定阈值时 将所述逻辑地址映射到所述第一 NVS存储器的所述物理地址；以及所述损耗水平测量模块在所述第一损耗水平大于等于第二预定阈值时 将所述逻辑地址映射到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
13. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，当在预定时间段中 对所述第一 NVS存储器的所述物理地址的第一块执行的写操作大于等于 预定阈值时，所述损耗水平测量模块将所述逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从所述第一块偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址的第二 块。
14. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块将所述第二 NVS存储器的所述物理地址的第一块标识为最少使用块CLUB) o
15. 如权利要求14所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块在所述第二 NVS存储器中的可用存储器小于等于预定阈值时，将所 述逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从所述第一块偏移到所述第一 NVS 存储器的所述物理地址的第二块。
16. 如权利要求l所述的固态存储器系统，其中，所述第一NVS存储 器包括闪存器件，并且所述第二 NVS存储器包括相变存储器件。
17. 如权利要求16所述的固态存储器系统，其中，所述第一 NVS存 储器包括氮化物只读存储器(NROM)闪存器件。
18. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，所述第一写周期寿 命比所述第二写周期寿命短。
19. 一种方法，包括基于第一和第二写周期寿命生成第一和第二非易失性半导体(NVS) 存储器的第一和第二损耗水平，其中，所述第一和第二写周期寿命分别对 应于所述第一和第二NVS存储器；以及基于所述第一和第二损耗水平将逻辑地址映射到所述第一和第二NVS 存储器之一的物理地址。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，所述第一损耗水平是基本上基 于对所述第一 NVS存储器执行的写操作的第一数目与所述第一写周期寿 命的比例的，所述第二损耗水平是基本上基于对所述第二 NVS存储器执 行的写操作的第二数目与所述第二写周期寿命的比例的。
21. 如权利要求19所述的方法，还包括当所述第二损耗水平小于所 述第一损耗水平时，将所述逻辑地址映射到所述第二存储器的所述物理地 址。
22. 如权利要求19所述的方法，其中，所述第一 NVS存储器具有比所述第二 NVS存储器的第二存储容量大的第一存储容量。
23. 如权利要求19所述的方法，其中，所述第一写周期寿命比所述第二写周期寿命短。
24. 如权利要求19所述的方法，还包括接收用于将数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率；以及在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第二损耗水平小于所述第 一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑地址的映射偏移到所述 第二 NVS存储器的所述物理地址。
25. 如权利要求24所述的方法，还包括将所述逻辑地址中的所述第二 逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS存储器的所述物理地址。
26. 如权利要求24所述的方法，还包括对将数据写到所述逻辑地址中的所述第一和第二逻辑地址的后续频率 进行监控；以及基于所述后续频率更新所述第一和第二频率。
27. 如权利要求19所述的方法，还包括测量将数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二 频率；以及在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第二损耗水平小于所述第 一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑地址的映射偏移到所述 第二 NVS存储器的所述物理地址。
28. 如权利要求27所述的方法，还包括将所述逻辑地址中的所述第二 逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS存储器的所述物理地址。
29. 如权利要求19所述的方法，还包括 在第一预定时间将数据写到所述物理地址中的一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据来生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到所述物理地址中的所述一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据来生成第二存储数据；以及基于所述第一和第二存储数据生成所述物理地址中的所述一个物理地 址的劣化值。
30. 如权利要求29所述的方法，还包括基于所述劣化值，将所述逻辑地址之一映射到所述物理地址中的所述一个物理地址。
31. 如权利要求19所述的方法，还包括在所述第二损耗水平大于等于第一预定阈值时将所述逻辑地址映射到所述第一NVS存储器的所述物理地址；以及在所述第一损耗水平大于等于第二预定阈值时将所述逻辑地址映射到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
32. 如权利要求19所述的方法，其中，当在预定时间段中对所述第一 NVS存储器的所述物理地址的第一块执行的写操作大于等于预定阈值时， 将所述逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从所述第一块偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址的第二块。
33. 如权利要求19所述的方法，还包括将所述第二 NVS存储器的所 述物理地址的第一块标识为最少使用块(LUB)。
34. 如权利要求33所述的方法，还包括在所述第二 NVS存储器中 的可用存储器小于等于预定阔值时，将所述逻辑地址中的相应逻辑地址的 映射从所述第一块偏移到所述第一 NVS存储器的所述物理地址的第二 块。
35. 如权利要求19所述的方法，其中，所述第一 NVS存储器包括闪 存器件，并且所述第二NVS存储器包括相变存储器件。
36. 如权利要求35所述的方法，其中，所述第一 NVS存储器包括氮 化物只读存储器(NROM)闪存器件。
37. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，所述第二 NVS存储 器包括单级单元(SLC)闪存并且所述第一 NVS存储器包括多级单元(MLC)闪存。
38. 如权利要求1所述的固态存储器系统，其中，所述第一NVS存储 器具有第一访问时间并且所述第二 NVS存储器具有短于所述第一访问时间的第二访问时间，其中，所述损耗水平测量模块将第一逻辑地址映射到 所述第一 NVS存储器并且将第二逻辑地址映射到所述第二 NVS存储器， 并且其中，所述第一逻辑地址被访问的频率小于所述第二逻辑地址。
39. 如权利要求19所述的方法，其中，所述第二 NVS存储器包括单 级单元(SLC)闪存并且所述第一 NVS存储器包括多级单元(MLC)闪 存。
40. 如权利要求19所述的方法，其中，所述第一 NVS存储器具有第 一访问时间并且所述第二 NVS存储器具有短于所述第一访问时间的第二 访问时间，该方法还包括将第一逻辑地址映射到所述第一 NVS存储器并 且将第二逻辑地址映射到所述第二 NVS存储器，其中，所述第一逻辑地 址被访问的频率小于所述第二逻辑地址。
41. 一种固态存储器系统，包括第一非易失性半导体(NVS)存储器，其具有第一访问时间和第一容第二非易失性半导体(NVS)存储器，其具有比所述第一访问时间小 的第二访伺时间和与所述第一容量不同的第二容量；以及映射模块，其基于所述第一访问时间、所述第二访问时间、所述第一 容量和所述第二容量中的至少一个，将逻辑地址映射到所述第一和第二 NVS存储器之一的物理地址。
42. 如权利要求41所述的固态存储器系统，其中，所述映射模块将数 据缓存到所述第二 NVS存储器。
43. 如权利要求41所述的固态存储器系统，还包括损耗水平测量模 块，其分别对所述第一和第二 NVS存储器的第一和第二损耗水平进行监 控，其中所述第一和第二NVS存储器分别具有第一和第二写周期寿命。
44. 如权利要求43所述的固态存储器系统，其中，所述第一损耗水平 是基本上基于对所述第一 NVS存储器执行的写操作的第一数目与所述第 一写周期寿命的比例的，所述第二损耗水平是基本上基于对所述第二 NVS 存储器执行的写操作的第二数目与所述第二写周期寿命的比例的。
45. 如权利要求43所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量模块在所述第二损耗水平小于所述第一损耗水平时，将所述逻辑地址映射 到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
46. 如权利要求43所述的固态存储器系统，其中，所述映射模块接收将数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率，其 中所述损耗水平测量模块在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第二 损耗水平小于所述第一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑地址的映射偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
47. 如权利要求46所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块将所述逻辑地址中的所述第二逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS 存储器的所述物理地址。
48. 如权利要求46所述的固态存储器系统，还包括写监控模块，其对 将数据写到所述逻辑地址中的所述第一和第二逻辑地址的后续频率进行监 控，并且基于所述后续频率更新所述第一和第二频率。
49. 如权利要求43所述的固态存储器系统，还包括写监控模块，其测 量将数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二频率， 其中所述损耗水平测量模块在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第 二损耗水平小于所述第一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑 地址的映射偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
50. 如权利要求49所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块将所述逻辑地址中的所述第二逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS 存储器的所述物理地址。
51. 如权利要求43所述的固态存储器系统，还包括劣化测试模块，其在第一预定时间将数据写到所述物理地址中的一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到所述物理地址中的所述一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据生成第二存储数 据；以及基于所述第一和第二存储数据生成所述物理地址中的所述一个物理地 址的劣化值。
52. 如权利要求51所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块基于所述劣化值，将所述逻辑地址之一映射到所述物理地址中的所述 一个物理地址。
53. 如权利要求41所述的固态存储器系统，其中所述损耗水平测量模块在所述第二损耗水平大于等于预定阈值时将所述逻辑地址映射到所述第一 NVS存储器的所述物理地址；以及所述损耗水平测量模块在所述第一损耗水平大于等于预定阈值时将所述逻辑地址映射到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
54. 如权利要求41所述的固态存储器系统，其中，当在预定时间段中 对所述第一 NVS存储器的所述物理地址的第一块执行的写操作大于等于 预定阈值时，所述损耗水平测量模块将所述逻辑地址中的相应逻辑地址的 映射从所述第一块偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址的第二 块。
55. 如权利要求41所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块将所述第二 NVS存储器的所述物理地址的第一块标识为最少使用块CLUB) c
56. 如权利要求55所述的固态存储器系统，其中，所述损耗水平测量 模块在所述第二 NVS存储器中的可用存储器小于等于预定阈值时，将所 述逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从所述第一块偏移到所述第一 NVS 存储器的所述物理地址的第二块。
57. 如权利要求41所述的固态存储器系统，其中，所述第一 NVS存 储器包括闪存器件，并且所述第二 NVS存储器包括相变存储器件。
58. 如权利要求57所述的固态存储器系统，其中，所述第一 NVS存 储器包括氮化物只读存储器(NROM)闪存器件。
59. —种方法，包括接收包括逻辑地址在内的访问命令；以及基于第一访问时间、第二访问时间、第一容量和第二容量中的至少一个将所述逻辑地址映射到第一和第二非易失性半导体(NVS)存储器之一 的物理地址，其中，所述第一 NVS存储器具有所述第一访问时间和所述第一容量并且所述第二 NVS存储器具有短于所述第一访问时间的所述第二访问时间和小于所述第一容量的所述第二容量。
60. 如权利要求59所述的方法，还包括将数据缓存到所述第二 NVS 存储器。
61. 如权利要求59所述的方法，还包括分别对所述第一和第二 NVS 存储器的第一和第二损耗水平进行监控，其中所述第一和第二 NVS存储 器分别具有第一和第二写周期寿命。
62. 如权利要求61所述的方法，其中，所述第一损耗水平是基本上基 于对所述第一 NVS存储器执行的写操作的第一数目与所述第一写周期寿 命的比例的，所述第二损耗水平是基本上基于对所述第二 NVS存储器执 行的写操作的第二数目与所述第二写周期寿命的比例的。
63. 如权利要求61所述的方法，还包括在所述第二损耗水平小于所 述第一损耗水平时，将所述逻辑地址映射到所述第二 NVS存储器的所述 物理地址。
64. 如权利要求61所述的方法，还包括接收用于将数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和 第二频率；以及在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第二损耗水平小于所述第 一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑地址的映射偏移到所述 第二 NVS存储器的所述物理地址。
65. 如权利要求64所述的方法，还包括将所述逻辑地址中的所述第 二逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS存储器的所述物理地址。
66. 如权利要求64所述的方法，还包括对将数据写到所述逻辑地址中的所述第一和第二逻辑地址的后续频率 进行监控；以及基于所述后续频率更新所述第一和第二频率。
67. 如权利要求61所述的方法，还包括测量将数据写到所述逻辑地址中的第一和第二逻辑地址的第一和第二 频率；以及在所述第一频率大于所述第二频率并且所述第二损耗水平小于所述第 一损耗水平时，将所述逻辑地址中的所述第一逻辑地址的映射偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址。
68. 如权利要求67所述的方法，还包括将所述逻辑地址中的所述第 二逻辑地址的映射偏移到所述第一 NVS存储器的所述物理地址。
69. 如权利要求61所述的方法，还包括 在第一预定时间将数据写到所述物理地址中的一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据来生成第一存储数据；在第二预定时间将数据写到所述物理地址中的所述一个物理地址； 通过从所述物理地址中的所述一个物理地址读取数据来生成第二存储 数据；以及 基于所述第一和第二存储数据生成所述物理地址中的所述一个物理地 址的劣化值。
70. 如权利要求69所述的方法，还包括基于所述劣化值，将所述逻 辑地址之一映射到所述物理地址中的所述一个物理地址。
71. 如权利要求59所述的方法，还包括在所述第二损耗水平大于等于预定阈值时将所述逻辑地址映射到所述 第一NVS存储器的所述物理地址；以及在所述第一损耗水平大于等于预定阈值时将所述逻辑地址映射到所述 第二 NVS存储器的所述物理地址。
72. 如权利要求59所述的方法，其中，当在预定时间段中对所述第一 NVS存储器的所述物理地址的第一块执行的写操作大于等于预定阈值时， 所述损耗水平测量模块将所述逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从所述第 一块偏移到所述第二 NVS存储器的所述物理地址的第二块。
73. 如权利要求59所述的方法，还包括将所述第二 NVS存储器的 所述物理地址的第一块标识为最少使用块(LUB)。
74. 如权利要求73所述的方法，还包括在所述第二 NVS存储器中的可用存储器小于等于预定阈值时，将所述逻辑地址中的相应逻辑地址的映射从所述第一块偏移到所述第一 NVS存储器的所述物理地址的第二块。
75. 如权利要求59所述的方法，其中，所述第一 NVS存储器包括闪 存器件，并且所述第二NVS存储器包括相变存储器件。
76. 如权利要求75所述的方法，其中，所述第一 NVS存储器包括氮 化物只读存储器(NROM)闪存器件。
77. 如权利要求41所述的方法，其中，所述第二 NVS存储器包括单 级单元(SLC)闪存并且所述第一 NVS存储器包括多级单元(MLC)闪 存。
78. 如权利要求59所述的方法，其中，所述第二 NVS存储器包括单 级单元(SLC)闪存并且所述第一 NVS存储器包括多级单元(MLC)闪 存。
全文摘要
一种固态存储器系统，包括具有第一写周期寿命的第一非易失性半导体(NVS)存储器，具有与第一写周期寿命不同的第二写周期寿命的第二非易失性半导体(NVS)存储器，以及损耗水平测量模块。该损耗水平测量模块基于第一和第二写周期寿命生成第一和第二NVS存储器的第一和第二损耗水平，并且基于第一和第二损耗水平将逻辑地址映射到第一和第二NVS存储器之一的物理地址。
文档编号G06F12/12GK101558392SQ200780045873
公开日2009年10月14日 申请日期2007年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者潘塔斯·苏塔迪嘉 申请人:马维尔国际贸易有限公司