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公開番号2024085796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022200531
出願日2022-12-15
発明の名称メモリシステム
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G06F 12/00 20060101AFI20240620BHJP(計算;計数)
要約【課題】消去回数を平準化するための処理量を動的に制御できるメモリシステムを実現する。
【解決手段】コントローラは、最大消去回数と最小消去回数との間の第1の差が第1の閾値よりも大きく且つ第2の閾値以下である場合、コピー動作を第1のモードに設定し、第1の差が第2の閾値よりも大きい場合、コピー動作を第2のモードに設定する。コントローラは、第1のモードにおいて、第1書き込み量に対する第2書き込み量の割合が、第1の割合になるように前記コピー動作を実行する。第1書き込み量は、前記ホストから受信されるライトコマンドに基づいて不揮発性メモリに書き込まれるデータの量であり、第2書き込み量は、コピー動作によって不揮発性メモリにコピーされるデータの量である。コントローラは、第2のモードにおいて、前記割合が第1の割合よりも大きい第2の割合になるように、コピー動作を実行する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
ホストに接続可能なメモリシステムであって、
各々がデータ消去動作の単位である複数のブロックを含む不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに電気的に接続され、有効データが格納されているブロックのうち、最も消去回数が少ない第１のブロックに格納されている有効データを、有効データが格納されておらず且つ前記第１のブロックよりも消去回数の多い第２のブロックにコピーするコピー動作を実行するように構成されたコントローラと、を具備し、
前記コントローラは、
前記複数のブロックそれぞれの消去回数のうちの最大消去回数と最小消去回数との間の第１の差を、第１の閾値および前記第１の閾値より大きい第２の閾値の各々と比較し、
前記第１の差が前記第１の閾値よりも大きく且つ前記第２の閾値以下である場合、前記コピー動作を第１のモードに設定し、
前記第１の差が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記コピー動作を第２のモードに設定し、
前記第１のモードにおいて、
第１書き込み量に対する第２書き込み量の割合が、第１の割合になるように前記コピー動作を実行し、
前記第１書き込み量は、前記ホストから受信されるライトコマンドに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるデータの量であり、前記第２書き込み量は、前記コピー動作によって前記不揮発性メモリにコピーされるデータの量であり、
前記第２のモードにおいて、
前記割合が前記第１の割合よりも大きい第２の割合になるように、前記コピー動作を実行するように構成される、
メモリシステム。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
前記コントローラは、
前記第１のモードにおいて、
前記第１書き込み量の累積値が第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行し、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値を初期値にリセットし、
前記第２のモードにおいて、
前記累積値が前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行し、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値を前記初期値にリセットするように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記第１のモードにおいて、
前記累積値が前記第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して第１の量のデータをコピーし、
前記第２のモードにおいて、
前記累積値が前記第４の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して前記第１の量のデータをコピーするように構成される、
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記第１のモードにおいて、
前記第１書き込み量の累積値が第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して第１の量のデータをコピーし、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値をリセットし、
前記第２のモードにおいて、
前記累積値が前記第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して前記第１の量よりも多い第２の量のデータをコピーし、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値をリセットするように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、
有効データが格納されていないブロックに対するデータ消去動作を実行し、前記データ消去動作が実行されたブロックを、前記ホストから受信されたデータが書き込まれるべき書き込み先ブロックとして割り当て、
前記データ消去動作の実行に応じ、
前記最大消去回数と前記最小消去回数との間の前記第１の差を取得し、
前記取得した第１の差を前記第１の閾値および前記第２の閾値の各々と比較するように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項６】
ホストに接続可能なメモリシステムであって、
各々がデータ消去動作の単位である複数のブロックを含む不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに電気的に接続され、有効データが格納されているブロックのうち、最も消去回数が少ない第１のブロックに格納されている有効データを、有効データが格納されておらず且つ前記第１のブロックよりも消去回数が大きい第２のブロックにコピーするコピー動作を実行するように構成されたコントローラと、を具備し、
前記コントローラは、
前記複数のブロックそれぞれの消去回数のうちの最大消去回数と最小消去回数との間の第１の差を、第１の閾値と比較し、
前記最大消去回数あるいは前記最小消去回数のいずれか一方と、前記複数のブロックそれぞれの消去回数の平均値との間の第２の差を、第５の閾値と比較し
前記第１の差が前記第１の閾値よりも大きく、且つ前記第２の差が前記第５の閾値以下である場合、前記コピー動作を第１のモードに設定し、
前記第１の差が前記第１の閾値よりも大きく、且つ前記第２の差が前記第５の閾値よりも大きい場合、前記コピー動作を第２のモードに設定し、
前記第１のモードにおいて、
第１書き込み量に対する第２書き込み量の割合が、第１の割合になるように前記コピー動作を実行し、
前記第１書き込み量は、前記ホストから受信されるライトコマンドに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるデータの量であり、前記第２書き込み量は、前記コピー動作によって前記不揮発性メモリにコピーされるデータの量であり、
前記第２のモードにおいて、
前記割合が前記第１の割合よりも大きい第２の割合になるように、前記コピー動作を実行するように構成される、
メモリシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、
前記第１のモードにおいて、
前記第１書き込み量の累積値が第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行し、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値をリセットし、
前記第２のモードにおいて、
前記累積値が前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行し、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値をリセットするように構成される、
請求項６に記載のメモリシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記第１のモードにおいて、
前記累積値が前記第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して第１の量のデータをコピーし、
前記第２のモードにおいて、
前記累積値が前記第４の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して前記第１の量のデータをコピーするように構成される、
請求項７に記載のメモリシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記第１のモードにおいて、
前記第１書き込み量の累積値が第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して第１の量のデータをコピーし、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値をリセットし、
前記第２のモードにおいて、
前記累積値が前記第３の閾値を上回った場合、前記コピー動作を実行して前記第１の量よりも多い第２の量のデータをコピーし、
前記コピー動作を実行した後に前記累積値をリセットするように構成される、
請求項６に記載のメモリシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、
有効データが格納されていないブロックに対するデータ消去動作を実行し、前記データ消去動作が実行されたブロックを、前記ホストから受信されたデータが書き込まれるべき書き込み先ブロックとして割り当て、
前記データ消去動作の実行に応じ、
前記最大消去回数と前記最小消去回数との間の前記第１の差と、前記複数のブロックそれぞれの消去回数の平均値と、前記最大消去回数あるいは前記最小消去回数のいずれか一方との間の第２の差とを取得し、
前記取得した第１の差を前記第１の閾値と比較し、
前記取得した第２の差を前記第５の閾値と比較するように構成される、
請求項６に記載のメモリシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、不揮発性メモリを制御する技術に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、不揮発性メモリを備えるメモリシステムが広く普及している。不揮発性メモリでは、データの書き込みはページの単位で実行される。一方、データの消去は、複数のページを含むブロックの単位で実行される。メモリシステムの寿命を過度に短縮させないために、複数のブロックの消去回数を平準化するための処理量を動的に制御できる技術が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１９１２９４号公報
特許第４７９０００７号公報
米国特許第１０，９９７，０６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、消去回数を平準化するための処理量を動的に制御できるメモリシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、メモリシステムは、ホストに接続可能である。前記メモリシステムは、不揮発性メモリと、コントローラとを具備する。前記不揮発性メモリは、各々がデータ消去動作の単位である複数のブロックを含む。コントローラは、前記不揮発性メモリに電気的に接続され、有効データが格納されているブロックのうち、最も消去回数が少ない第１のブロックに格納されている有効データを、有効データが格納されておらず且つ前記第１のブロックよりも消去回数の多い第２のブロックにコピーするコピー動作を実行するように構成されている。前記コントローラは、前記複数のブロックそれぞれの消去回数のうちの最大消去回数と最小消去回数との間の第１の差を、第１の閾値および前記第１の閾値より大きい第２の閾値の各々と比較する。前記コントローラは、前記第１の差が前記第１の閾値よりも大きく且つ前記第２の閾値以下である場合、前記コピー動作を第１のモードに設定する。前記コントローラは、前記第１の差が前記第２の閾値よりも大きい場合、前記コピー動作を第２のモードに設定する。前記コントローラは、前記第１のモードにおいて、第１書き込み量に対する第２書き込み量の割合が、第１の割合になるように前記コピー動作を実行する。前記第１書き込み量は、前記ホストから受信されるライトコマンドに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるデータの量であり、前記第２書き込み量は、前記コピー動作によって前記不揮発性メモリにコピーされるデータの量である。前記コントローラは、前記第２のモードにおいて、前記割合が前記第１の割合よりも大きい第２の割合になるように、前記コピー動作を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システムの構成例を示すブロック図。
第１実施形態に係るメモリシステムの不揮発性メモリに含まれる複数のメモリダイの各々の構成例を示すブロック図。
第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の例を示す図。
第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作で使用される各設定値を示す図。
第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作が通常モードに設定される場合におけるブロックの消去回数の分布を示す図。
第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作が加速モードに設定される場合におけるブロックの消去回数の分布を示す図。
比較例に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順を示すシーケンス図。
第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順を示すシーケンス図。
第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の一部分を示すフローチャート。
第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の他の部分を示すフローチャート。
第２実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作で使用される各設定値を示す図。
第２実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順を示すシーケンス図。
第２実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の一部分を示すフローチャート。
第２実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の他の部分を示すフローチャート。
第３実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作で使用される各設定値を示す図。
第３実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作が通常モードに設定される第１の場合におけるブロックの消去回数の分布を示す図。
第３実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作が通常モードに設定される第２の場合におけるブロックの消去回数の分布を示す図。
第３実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作が加速モードに設定される場合におけるブロックの消去回数の分布を示す図。
第３実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順を示すシーケンス図。
第３実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の一部分を示すフローチャート。
第３実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の他の部分を示すフローチャート。
第４実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作で使用される各設定値を示す図。
第４実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順を示すシーケンス図。
第４実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の一部分を示すフローチャート。
第４実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される消耗平準化コピー動作の手順の他の部分を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、各実施形態を説明する。
【０００８】
以下では、各実施形態に係るメモリシステムがソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）として実現されている場合を想定する。また、メモリシステムは、ユニバーサルフラッシュストレージメモリ（ＵＦＳメモリ）として実現されていてもよく、その場合は下記の実施形態のＳＳＤをＵＦＳメモリと読み替え可能である。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システム１の構成例を示すブロック図である。情報処理システム１は、ホスト（ホストデバイス）２と、ＳＳＤ３とを含む。ホスト２と、ＳＳＤ３とは、バス７を介して接続可能である。
【００１０】
ホスト２は、情報処理装置である。ホスト２は、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、または携帯端末である。ホスト２は、ＳＳＤ３にアクセスする。具体的には、ホスト２は、データを書き込むためのコマンドであるライトコマンドをＳＳＤ３に送信する。また、ホスト２は、データを読み出すためのコマンドであるリードコマンドをＳＳＤ３に送信する。
（【００１１】以降は省略されています）

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