存储器装置的抹除方法与流程

本发明是有关于一种存储器装置及其抹除方法。

背景技术：

在存储器装置上执行抹除操作时，通常以一整个存储器区块(memory block)为单位进行抹除。然而，将整个存储器区块进行抹除操作时，需要将整个存储器区块中所有有效页存储的数据复制并搬移到其他存储器区块。因此，对整个存储器区块进行抹除操作是很没效率的。一种子区块抹除操作方法是施加一抹除偏压以抹除一子区块，然而，此抹除偏压会影响到欲抹除的子区块隔壁的子区块，造成存储在欲抹除的子区块隔壁的子区块的数据被毁损。因此，有必要提供一种新的子区块抹除方法。

技术实现要素：

本发明是有关于一种存储器装置及其抹除方法。

根据本发明的一实施例，提供一种存储器装置的抹除方法。存储器装置包含多个存储器区块，每一存储器区块包含n个子区块。抹除方法包含以下步骤：从多个存储器区块中的一第一存储器区块中选择一第一抹除区域，第一抹除区域包含至少一个子区块；对第一存储器区块的第一抹除区域执行一子区块抹除操作。

根据本发明的一实施例，提供一种存储器装置。存储器装置包含一存储器阵列及一抹除控制单元。存储器阵列包含多个存储器区块，每一存储器区块包含n个子区块。抹除控制单元电性连接至存储器阵列，抹除控制单元用以从多个存储器区块中的一第一存储器区块中选择一第一抹除区域，第一抹除区域包含至少一个子区块。抹除控制单元还用以对第一存储器区块的第一抹除区域执行一子区块抹除操作。

为了对本发明的上述及其他方面有更好的了解，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示本发明第一实施例的一存储器装置的抹除方法的流程图。

图2绘示本发明第一实施例的一存储器装置的方块图。

图3绘示从第一存储器区块中选择第一抹除区域的一例的示意图。

图4绘示计算回收利益指标(recycle benefit index)的一例的示意图。

图5A-图5E绘示搜寻回收利益指标的最高值并决定第一抹除区域的一例的示意图。

图6A-图6D绘示搜寻回收利益指标的最高值并决定第一抹除区域的另一例的示意图。

图7绘示本发明第二实施例的一存储器装置的方块图。

图8绘示本发明第三实施例的一存储器装置的抹除方法的流程图。

图9绘示本发明第四实施例的一存储器装置的抹除方法的流程图。

【符号说明】

S110～S120、S810～S840、S930～S960：流程步骤

200、700：存储器装置

210、710：存储器阵列

220、720：抹除控制单元

B1、B2、B3、Bm、Bn：存储器区块

SB1、SB2、SBn、1、2、3、4、5、6、7、8：子区块

E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8：抹除区域

V：子区块的有效页的数目大于无效页的数目

I：子区块的有效页的数目小于无效页的数目

R.B._sub、R.B._full、R.B.：回收利益指标

N_{sub_invalid}：抹除区域包含的所有子区块中的无效页的数目

N_{sub_valid}：抹除区域包含的所有子区块中的有效页的数目及抹除区域隔壁的子区块中的有效页的数目的总和

N_{full_invalid}：整个存储器区块包含的所有子区块中的无效页的数目

N_{full_valid}：整个存储器区块包含的所有子区块中的有效页的数目

t_r：读取一页的时间

t_w：写入一页的时间

t_e：抹除一区块的时间

R1、R2、R3、R4、R1’、R2’、R3’：区域

具体实施方式

在本发明中，提供一种存储器装置及操作方法。在本文中参照附图提供多种实施例以描述多种设置和流程。然而，本发明不限于此。在实施例中相似和/或相同的元件使用相同或相似的元件符号标示。

请同时参照图1及图2。图2绘示本发明第一实施例的一存储器装置的方块图。存储器装置200包含一存储器阵列210及一抹除控制单元220。存储器阵列210包含多个存储器区块B1～Bm。其中每一存储器区块包含n个子区块SBl～SBn，n为正整数。抹除控制单元220电性连接至存储器阵列210，用以控制存储器阵列210的抹除操作。例如，抹除控制单元220可选择抹除区域E1或抹除区域E2以执行子区块抹除操作。

图1绘示本发明第一实施例的一存储器装置的抹除方法的流程图。抹除方法包含以下步骤。首先，在步骤S110中，抹除控制单元220从多个存储器区块B1～Bm中的一第一存储器区块B1中选择一第一抹除区域E1。第一抹除区域E1包含至少一个子区块，在此例中，第一抹除区域E1包含子区块SB1及SB2。接着，在步骤S120中，抹除控制单元220对第一存储器区块B1的第一抹除区域E1执行一子区块抹除操作。抹除操作方法结束。

详细的说，图3绘示从第一存储器区块中选择第一抹除区域的一例的示意图。在此例中，第一存储器区块B1可分为8个子区块，然而本发明并不以此为限。其中每一子区块包含多页，每一页为一有效页或一无效页。如图3所示，每一子区块皆标记了对应此子区块中有效页的数目及对应此子区块中无效页的数目。若此子区块中有效页的数目大于此子区块中无效页的数目，则此子区块被标记为V，而若此子区块中有效页的数目小于此子区块中无效页的数目，则此子区块被标记为I。在此例中，选择了子区块4～6作为抹除区域E3。而在执行子区块抹除操作时，抹除区域E3隔壁的子区块3及7会受到影响而可能导致存储的数据毁损而变成无效(如图3所示的子区块3及7的无效页的数目变为128)。因此，在本发明中将子区块3及7作为软件隔绝子区块，而需要搬移子区块3及7的有效页的数据。如图3所示，在对子区块4～6执行子区块抹除操作之后，子区块4～6的有效页的数目及无效页的数目皆为O而为被标记为F。

在本发明中，软件隔绝子区块的硬件结构与其他的子区块相同或相似，软件隔绝子区块的有效页数据被搬移到其他存储器区块，以避免在子区块内的剩余数据受到邻近的抹除操作的影响或造成毁损，因此本发明可不需要使用硬件绝缘层，即可达成子区域抹除操作。另外，本发明更可视需要自由地选择欲抹除的子区块，将欲抹除的子区块隔壁的子区块作为软件隔绝子区块，并将软件隔绝子区块的有效页的数据搬移至其他存储器区块。例如，可将子区块1、3、5、7作为软件隔绝层，而对子区块2、4、6、8执行子区块抹除操作。在另一实施例中，更可在执行子区块抹除操作之后，对整个存储器区块执行一全区块抹除操作。在整个存储器区块的所有子区块的数据都被抹除之后，软件隔绝子区块又可执行读取、写入等操作。

在本发明中，选择抹除区域时是依据抹除区域包含的子区块的有效页的数目、抹除区域隔壁的子区块的有效页的数目以及抹除区域包含的子区块的无效页的数目。因此，在一实施例中，可定义一回收利益指标(recycle benefit index)以选择抹除区域以减少抹除区域的有效页的数据的复制成本(copy overhead)，以及减少抹除区域隔壁的子区块的有效页的数据的复制成本。图4绘示计算回收利益指标的一例的示意图。在此例中，定义回收利益指标其中R.B._sub为对应抹除区域的回收利益指针。N_{sub_invalid}为抹除区域包含的所有子区块中的无效页的数目，也就是对应抹除区域E3的子区块4～6的无效页的数目的总和(78+108+58)。N_{sub_valid}为抹除区域包含的所有子区块中的有效页的数目及抹除区域隔壁的子区块中的有效页的数目的总和，也就是对应抹除区域E3的子区块4～6的有效页的数目和软件隔绝子区块3和7的有效页的数目的总和(50+20+70+40+30)。t_r为读取一页的时间，t_w为写入一页的时间，t_e为抹除一抹除区域的时间。依据此回收利益指标的公式，分子代表抹除此子区块后可获得的新的空间；而分母是必须要搬移的有效页的数目与上读取操作及写入操作的时间的一乘积再加上抹除操作的时间，也就代表搬移有效页数据的成本。因此，当此回收利益指标R.Ｂ._sub的值愈大，则代表抹除此区域获得的空白空间较大且需要搬移数据的成本较低。因此，在本发明中选择对应具有较大值的回收利益指针的区域作为抹除区域。在一实施例中，更可计算对应整个存储器区块的回收利益指标R.B._full，N_{full_invalid}为整个存储器区块包含的所有子区块中的无效页的数目，也就是子区块1～8的无效页的数目的总和。N_{full_valid}为整个存储器区块包含的所有子区块中的有效页的数目，也就是子区块1～8的有效页的数目的总和。若对应整个存储器区块的回收利益指标R.B._full的值大于对应抹除区域的回收利益指针R.B._sub的值时，则对整个存储器区块执行一全区块抹除操作。

图5A-图5E绘示搜寻回收利益指标的最高值并决定第一抹除区域的一例的示意图。在此例中，先计算抹除区域包含1个子区块的回收利益指标，也就是计算从包含子区块1的区域R1的回收利益指标、包含子区块2的区域R2的回收利益指标，……直到包含子区块8的区域(未绘示)的回收利益指标。接着，再计算抹除区域包含2个子区块的回收利益指标，也就是从包含子区块1和2的区域R3的回收利益指标、包含子区块2和3的区域R4的回收利益指标，……直到包含子区块7和8的区域(未绘示)的回收利益指标。接下来继续计算回收利益指针直到抹除区域包含所有8个子区块的回收利益指标也被计算出来。在所有回收利益指标都被计算出来之后，选择对应所有区域中具有最大值的回收利益指针的区域作为抹除区域。例如，在此实施例中，回收利益指标最大值为1.1536大于对应整个存储器区块的回收利益指标1.0448，则对应的区域E3被决定为抹除区域。在此实施例中，所有子区块的组合的回收利益指针都被计算而可产生效率最佳的抹除区域。

图6A-图6D绘示搜寻回收利益指标的最高值并决定第一抹除区域的另一例的示意图。在此例中，先计算抹除区域包含1个子区块的回收利益指标(包含子区块1的区域R1’的回收利益指标)，再计算抹除区域包含2个子区块的回收利益指标(包含子区块1和2的区域R2’的回收利益指标)，再计算抹除区域包含2个子区块的回收利益指标(包含子区块1、2和3的区域R3’的回收利益指标)。接下来继续计算回收利益指针直到抹除区域包含所有8个子区块的回收利益指标也被计算出来。之后，选择对应所有区域中具有最大值的回收利益指针的区域作为抹除区域。例如，在此实施例中，回收利益指标最大值为1.0957大于对应整个存储器区块的回收利益指标1.0448，则对应的区域E4被决定为抹除区域。在此例中，虽然，抹除区域E4的回收利益指标1.0957小于如图5E的抹除区域E3的回收利益指标1.1536。然而，在此实施例中，只需要计算8次回收利益指标，相比于图5A-图5E的实施例可大大的节省计算时间。并且，由于在此实施例中，由于抹除区域都包含第一个子区域1，也就是从头开始执行子区块抹除操作，而可使所有子区块的抹除分布较平均。

图7绘示本发明第二实施例的一存储器装置的方块图。在第二实施例中，存储器装置700包含一存储器阵列710及一抹除控制单元720。存储器阵列710包含多个存储器区块Bl～Bn。抹除控制单元720电性连接至存储器阵列710。抹除控制单元720更可存储一对照表，并根据此对照表决定每一存储器区块的抹除操作顺序、抹除操作的类型及抹除的子区块。在此对照表中，依据回收利益指标的值排序以决定抹除操作的优先级。例如，先对回收利益指标最大的第一存储器区块B1执行一子区块抹除操作，拥有最高的优先级被抹除的区块是子区块3～7(如图7所示的E5)。接着，对回收利益指标次大的第二存储器区块B2执行一全区块抹除操作，抹除的区块是全部的子区块1～8(如图7所示的E6)。再来，对第三存储器区块B3执行子区块抹除操作，抹除的区块是子区块3(如图7所示的E7)。另外，在一实施例中，同一存储器区块中，也可执行两次子区块抹除操作以抹除两个不同的区域，如图7所示的E8和E9。

图8绘示本发明第三实施例的一存储器装置的抹除方法的流程图。抹除方法包含以下步骤。首先，在步骤S810中，从第一存储器区块中选择一第一区域及一第二区域，第二区域不同于第一区域。接着，在步骤S820中，分别计算对应第一区域的回收利益指针及对应第二区域的回收利益指针。接下来，在步骤S830中，比较对应第一区域的回收利益指针及对应第二区域的回收利益指针并从第一区域及第二区域中选择回收利益指针较大的区域作为第一抹除区域。最后，在步骤S840中，对第一存储器区块的第一抹除区域执行一子区块抹除操作。在一实施例中，更在对第一存储器区块的第一抹除区域执行子区块抹除操作之前，将第一抹除区域隔壁的子区块中有效页的数据搬移至其他存储器区块。抹除操作方法结束。

图9绘示本发明第四实施例的一存储器装置的抹除方法的流程图。图9的抹除方法更包含步骤S930～S960。在步骤S120之后，执行步骤S930，从第二存储器区块中选择一第三区域并从第三存储器区块中选择一第四区域。接着，在步骤S940中，分别计算对应第三区域的回收利益指针及对应第四区域的回收利益指针。最后，在步骤S950中，比较对应第三区域的回收利益指针及对应第四区域的回收利益指针并从第三区域及第四区域中选择回收利益指针较大的区域作为一第二抹除区域。抹除操作方法结束。

根据上述实施例，提供了多种存储器装置及其抹除方法，通过从存储器区块中选择至少一子区块执行子区块抹除操作，更可通过计算回收利益指针以找出抹除区域以得到更多的空白空间及花费较少的搬移数据的成本。另外，由于本发明使用软件隔绝子区块，可避免子区块隔壁的区域受到子区块抹除操作的影响。且本发明将欲抹除的区域隔壁的子区块的数据搬移成本考虑进去，可不需要在欲抹除的区域隔壁使用硬件绝缘层，更不需要增加硬件的成本。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更改与修饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。