本申請(qǐng)要求2015年11月13日提交的第10-2015-0159587號(hào)的韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其通過引用整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的示例性實(shí)施例總體地涉及一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，更具體地，涉及一種用于處理數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器件中的存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作方法。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)環(huán)境范式已經(jīng)變?yōu)槟軌螂S時(shí)隨地使用的普適計(jì)算系統(tǒng)，導(dǎo)致便攜式電子設(shè)備的使用快速增加，諸如，移動(dòng)電話、數(shù)字照相機(jī)和筆記本電腦已經(jīng)快速增加。便攜式電子設(shè)備通常使用具有用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器件(即數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備用作便攜式電子設(shè)備的主存儲(chǔ)設(shè)備或輔助存儲(chǔ)設(shè)備。

由于使用存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備不具有移動(dòng)部件，因此它們提供優(yōu)異的穩(wěn)定性、耐久性、高信息訪問速度和低功耗。具有這些優(yōu)點(diǎn)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備的示例包括通用串行總線(USB)存儲(chǔ)器件、具有各種接口的存儲(chǔ)卡和固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

各種實(shí)施例針對(duì)一種存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作方法，該存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠最小化存儲(chǔ)器件的復(fù)雜性和存儲(chǔ)器件的性能下降、最大化存儲(chǔ)器件的利用效率以及快速且穩(wěn)定地處理數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括：存儲(chǔ)器件，存儲(chǔ)器件包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，所述多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)包括多個(gè)頁，所述多個(gè)頁具有耦接到多個(gè)字線的多個(gè)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)器件適用于將由主機(jī)請(qǐng)求的讀取數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在所述多個(gè)頁中；以及控制器，適用于將包括在存儲(chǔ)塊中的所述多個(gè)頁分組，將每個(gè)存儲(chǔ)塊劃分為多個(gè)子存儲(chǔ)塊，將與從主機(jī)接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)塊的第一存儲(chǔ)塊中，響應(yīng)于來自主機(jī)的針對(duì)編程到第一存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)的寫入命令來對(duì)編程到存儲(chǔ)塊的第一存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新編程，以及根據(jù)更新編程來儲(chǔ)存針對(duì)第一存儲(chǔ)塊中包括的子存儲(chǔ)塊的映射列表。

映射列表可以包括：多個(gè)列，每個(gè)列對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的存儲(chǔ)塊；以及多個(gè)位區(qū)域，包括在存儲(chǔ)塊的列中，每個(gè)位區(qū)域?qū)?yīng)于存儲(chǔ)塊的相應(yīng)的子存儲(chǔ)塊。

控制器可以根據(jù)更新編程來將與第一存儲(chǔ)塊的第一子存儲(chǔ)塊相關(guān)的有效頁計(jì)數(shù)(VPC)信息儲(chǔ)存在位區(qū)域中，位區(qū)域與第一子存儲(chǔ)塊相對(duì)應(yīng)且包括在映射列表的與第一存儲(chǔ)塊相對(duì)應(yīng)的第一列中。

第一存儲(chǔ)塊可以是封閉存儲(chǔ)塊，封閉存儲(chǔ)塊的所有頁已經(jīng)經(jīng)歷數(shù)據(jù)編程操作。

控制器可以：將映射列表儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器中；將映射列表的與封閉存儲(chǔ)塊相對(duì)應(yīng)的位區(qū)域中儲(chǔ)存的VPC信息儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊中；以及將與封閉存儲(chǔ)塊相關(guān)的映射信息儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊中。

控制器可以通過針對(duì)封閉存儲(chǔ)塊將儲(chǔ)存在映射列表中的VPC信息與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊中的VPC信息進(jìn)行比較，來識(shí)別封閉存儲(chǔ)塊的子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁。

如果作為比較的結(jié)果，VPC信息被確定為改變，則控制器可以搜索和檢查與第二子存儲(chǔ)塊相關(guān)的映射信息，第二子存儲(chǔ)塊對(duì)應(yīng)于映射列表的位區(qū)域之中的儲(chǔ)存改變的VPC信息的位區(qū)域。

控制器可以經(jīng)由對(duì)映射信息的搜索和檢查來識(shí)別第二子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁，以及更新與第二子存儲(chǔ)塊相關(guān)的映射信息。

如果作為比較的結(jié)果，VPC信息被確定為未改變，則控制器可以基于VPC信息來識(shí)別子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁。

控制器可以通過對(duì)其有效頁已經(jīng)被識(shí)別的封閉存儲(chǔ)塊執(zhí)行垃圾收集(GC)來產(chǎn)生空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作方法可以包括：通過將包括在存儲(chǔ)器件的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)塊中的且具有耦接到多個(gè)字線的多個(gè)存儲(chǔ)單元的多個(gè)頁分組，來將所述多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)存儲(chǔ)塊劃分為多個(gè)子存儲(chǔ)塊；從主機(jī)接收針對(duì)存儲(chǔ)塊的第一存儲(chǔ)塊的寫入命令；將與從主機(jī)接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)編程到第一存儲(chǔ)塊中；從主機(jī)接收針對(duì)編程到第一存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)的寫入命令；以及對(duì)編程到存儲(chǔ)塊的第一存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新編程，以及根據(jù)更新編程來儲(chǔ)存針對(duì)第一存儲(chǔ)塊中包括的子存儲(chǔ)塊的映射列表。

映射列表可以包括：多個(gè)列，每個(gè)列對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的存儲(chǔ)塊，以及多個(gè)位區(qū)域，多個(gè)位區(qū)域包括在存儲(chǔ)塊的列中，多個(gè)位區(qū)域的每個(gè)對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)塊的相應(yīng)的子存儲(chǔ)塊。

儲(chǔ)存映射列表可以包括：根據(jù)更新編程，將與第一存儲(chǔ)塊的第一子存儲(chǔ)塊相關(guān)的有效頁計(jì)數(shù)(VPC)信息儲(chǔ)存在位區(qū)域中，位區(qū)域與第一子存儲(chǔ)塊相對(duì)應(yīng)且包括在映射列表的與第一存儲(chǔ)塊相對(duì)應(yīng)的第一列中。

第一存儲(chǔ)塊可以包括封閉存儲(chǔ)塊，封閉存儲(chǔ)塊包括已經(jīng)執(zhí)行了數(shù)據(jù)編程操作的所有頁。

儲(chǔ)存映射列表可以包括：將映射列表儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器中；將儲(chǔ)存在映射列表的列中包括的且與封閉存儲(chǔ)塊相對(duì)應(yīng)的位區(qū)域中的VPC信息以及與封閉存儲(chǔ)塊相關(guān)的映射信息儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊中。

操作方法還可以包括：通過針對(duì)封閉存儲(chǔ)塊將儲(chǔ)存在映射列表中的VPC信息與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊中的VPC信息進(jìn)行比較，來識(shí)別封閉存儲(chǔ)塊的子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁。

如果作為比較的結(jié)果，VPC信息被確定為改變，則識(shí)別有效頁可以包括：搜索和檢查與第二子存儲(chǔ)塊相關(guān)的映射信息，第二子存儲(chǔ)塊對(duì)應(yīng)于映射列表的位區(qū)域之中的儲(chǔ)存改變的VPC信息的位區(qū)域。

操作方法還可以包括：經(jīng)由對(duì)映射信息的搜索和檢查來識(shí)別第二子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁，以及更新與第二子存儲(chǔ)塊相關(guān)的映射信息。

如果作為比較的結(jié)果，VPC信息被確定為未改變，則識(shí)別有效頁可以包括：基于VPC信息來識(shí)別子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁。

操作方法還可以包括：通過對(duì)其有效頁已經(jīng)被識(shí)別的封閉存儲(chǔ)塊執(zhí)行垃圾收集(GC)來產(chǎn)生空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。

附圖說明

圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示圖。

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括多個(gè)存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)器件的示圖。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊的電路圖。

圖4至圖11是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的示圖。

圖12至圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理操作的示圖。

圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理數(shù)據(jù)的操作的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以不同的形式來實(shí)施而不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于本文所闡述的實(shí)施例。更確切地說，這些實(shí)施例被提供使得本公開將是徹底和完整的。貫穿本公開，相同的附圖標(biāo)記在本發(fā)明的各種附圖和實(shí)施例中指代相同的部分。還要注意的是，在本說明書中，“連接/耦接”是指一個(gè)部件不僅直接耦接另一個(gè)部件，而且也可經(jīng)由中間部件間接耦接另一個(gè)部件。此外，只要在句子中未明確提及，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)當(dāng)容易理解，本公開中的“上”和“之上”的意義應(yīng)當(dāng)采用最廣義的方式來解釋，使得“上”不僅意味著“直接在……上”而且意味著在其之間具有中間特征或?qū)拥哪澄铩吧稀?，且“之上”不僅意味著直接在頂部上而且意味著在其之間具有中間特征或?qū)拥哪澄锏捻敳可?。?dāng)?shù)谝粚颖环Q為在第二層“上”或在襯底“上”時(shí)，它不僅涉及第一層直接形成在第二層或襯底上的情況，而且涉及在第一層與第二層或襯底之間存在第三層的情況。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括主機(jī)102和存儲(chǔ)系統(tǒng)110。

主機(jī)102可以包括例如，諸如移動(dòng)電話、MP3播放器和膝上型計(jì)算機(jī)的便攜式電子設(shè)備或諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、TV和投影儀等的非便攜式電子設(shè)備。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的請(qǐng)求來儲(chǔ)存主機(jī)102要訪問的數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用作主機(jī)102的主存儲(chǔ)系統(tǒng)或輔助存儲(chǔ)系統(tǒng)。存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以根據(jù)主機(jī)接口的協(xié)議而實(shí)施為與主機(jī)102電耦接。存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用諸如固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、縮小尺寸MMC(RS-MMC)和微型MMC、安全數(shù)字(SD)卡、迷你SD和微型SD、通用串行總線(USB)儲(chǔ)存設(shè)備、通用快閃儲(chǔ)存(UFS)設(shè)備、緊湊型閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡和記憶棒等的各種類型的儲(chǔ)存設(shè)備中的任意一種來實(shí)施。

用于存儲(chǔ)系統(tǒng)110的儲(chǔ)存設(shè)備可以用易失性存儲(chǔ)器件(諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)等)來實(shí)施。替換地，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)110的儲(chǔ)存設(shè)備可以用非易失性存儲(chǔ)器件(諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、掩模ROM(MROM)、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FRAM)、相變RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)和電阻式RAM(RRAM)等)來實(shí)施。

存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以包括用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器件150以及用于控制存儲(chǔ)器件150中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的控制器130。存儲(chǔ)器件150中的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)可以由主機(jī)102來訪問。

控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至半導(dǎo)體器件中。例如，控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至被配置成固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)的半導(dǎo)體器件中。當(dāng)存儲(chǔ)系統(tǒng)110用作SSD時(shí)，可以實(shí)質(zhì)地提高與存儲(chǔ)系統(tǒng)110電耦接的主機(jī)102的操作速度。

控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成至被配置成諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì)(PCMCIA)卡、緊湊型閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡(SMC)、記憶棒、多媒體卡(MMC)、RS-MMC和微型MMC、安全數(shù)字(SD)卡、迷你SD、微型SD和SDHC以及通用快閃儲(chǔ)存(UFS)設(shè)備等的存儲(chǔ)卡的半導(dǎo)體器件中。

再例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以配置計(jì)算機(jī)、超移動(dòng)PC(UMPC)、工作站、上網(wǎng)本、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、平板電腦、無線電話、移動(dòng)電話、智能電話、電子書、便攜式多媒體播放器(PMP)、便攜式游戲機(jī)、導(dǎo)航儀、黑匣子、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字多媒體廣播(DMB)播放器、三維(3D)電視、智能電視、數(shù)字錄音機(jī)、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖片記錄器、數(shù)字圖片播放器、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)存器、能夠在無線環(huán)境下收發(fā)信息的設(shè)備、配置家庭網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、配置遠(yuǎn)程信息處理網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一種、RFID設(shè)備、配置計(jì)算系統(tǒng)的各種組成元件中的一種等。

存儲(chǔ)器件150可以是即使在電源中斷或關(guān)斷時(shí)仍能保留儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器件(諸如，例如，快閃存儲(chǔ)器)。在寫入操作期間，存儲(chǔ)器件150可以儲(chǔ)存從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)。在讀取操作期間，存儲(chǔ)器件150可以提供儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)到主機(jī)102?？梢圆捎靡粋€(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器件150。一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器件150可以實(shí)質(zhì)相同。一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器件可以是不同類型的存儲(chǔ)器件的組合。

存儲(chǔ)器件150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，例如，存儲(chǔ)塊152、154和156。存儲(chǔ)塊152、154和156中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁。每個(gè)頁可以包括電耦接到多個(gè)字線(WL)的多個(gè)存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)器件150可以具有三維(3D)層疊結(jié)構(gòu)，其中，存儲(chǔ)器件的各個(gè)部件布置在多層。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件150可以是具有3D層疊結(jié)構(gòu)的快閃存儲(chǔ)器。稍后將參照?qǐng)D2至圖11詳細(xì)描述包括3D層疊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件150的示例。

控制器130可以控制存儲(chǔ)器件150的整體操作，諸如，例如，讀取操作、寫入操作、編程操作和/或擦除操作。一般地，控制器130可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的請(qǐng)求來控制存儲(chǔ)器件150。例如，控制器130可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的讀取請(qǐng)求來將從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)提供到主機(jī)102?；蛘撸沧鳛橐粋€(gè)示例，控制器可以響應(yīng)于寫入請(qǐng)求來將從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器件150中。

在一個(gè)實(shí)施例中，控制器130可以包括主機(jī)接口單元132、處理器134、錯(cuò)誤校正碼(ECC)單元138、電源管理單元(PMU)140、NAND閃存控制器(NFC)142和存儲(chǔ)器144。

主機(jī)接口單元132可以處理從主機(jī)102提供的命令和數(shù)據(jù)。主機(jī)接口單元132可以經(jīng)由諸如通用串行總線(USB)、多媒體卡(MMC)、外圍組件互連快速(PCI-E)、串行附接SCSI(SAS)、串行高級(jí)技術(shù)附件(SATA)、并行高級(jí)技術(shù)附件(PATA)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)、增強(qiáng)型小盤接口(ESDI)和集成驅(qū)動(dòng)電路(IDE)等的各種接口協(xié)議中的至少一種來與主機(jī)102通信。根據(jù)需要，主機(jī)接口單元132可以包括適用于與主機(jī)102以及控制器100的其它部件通信的任何合適的電路、系統(tǒng)或器件。

ECC單元138可以在讀取操作期間檢測(cè)并校正從存儲(chǔ)器件150讀取的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在一個(gè)實(shí)施例中，如果ECC單元138檢測(cè)到的錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于可校正錯(cuò)誤位的閾值數(shù)量時(shí)，則ECC單元138不會(huì)校正錯(cuò)誤位，并且輸出指示校正錯(cuò)誤位失敗的錯(cuò)誤校正失敗信號(hào)。

ECC單元138可以基于任何合適的錯(cuò)誤校正方案來執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作。例如，ECC單元138可以基于諸如低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼、博斯-喬赫里-霍克文黑姆(BCH，Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)碼、渦輪碼(turbo code)、里德-所羅門(RS，Reed-Solomon)碼、卷積碼、遞歸系統(tǒng)碼(RSC)、格形編碼調(diào)制(TCM)和塊編碼調(diào)制(BCM)等的編碼調(diào)制方案來執(zhí)行錯(cuò)誤校正操作。ECC單元138可以包括用于錯(cuò)誤校正操作的任何合適的電路、系統(tǒng)或設(shè)備。

PMU 140可以提供和管理用于控制器130的電源。根據(jù)需要，PMU 140可以提供和管理電源，例如，用于控制器130的各個(gè)部件的電源。PMU 140在需要時(shí)可以提供不同的電壓電源到控制器的各個(gè)部件。PMU 140可以提供相同的電壓電源到控制器的各個(gè)部件。

NFC 142可以用作控制器130與存儲(chǔ)器件150之間的存儲(chǔ)器接口，以允許控制器130響應(yīng)于來自主機(jī)102的請(qǐng)求來控制存儲(chǔ)器件150。例如，當(dāng)存儲(chǔ)器件150是快閃存儲(chǔ)器特別是NAND快閃存儲(chǔ)器時(shí)，NFC 142可以產(chǎn)生用于存儲(chǔ)器件150的控制信號(hào)以及在處理器134的控制下處理數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以用作存儲(chǔ)系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲(chǔ)器，并且儲(chǔ)存用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)110和控制器130的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)控制器130控制存儲(chǔ)器件150的操作時(shí)，存儲(chǔ)器144可以儲(chǔ)存由控制器130和存儲(chǔ)器件150使用的數(shù)據(jù)以用于諸如讀取操作、寫入操作、編程操作和擦除操作的操作。

存儲(chǔ)器144可以是或可以包括易失性存儲(chǔ)器。例如，存儲(chǔ)器144可以是或可以包括靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。如上所述，存儲(chǔ)器144可以儲(chǔ)存由主機(jī)102和存儲(chǔ)器件150使用的數(shù)據(jù)以用于讀取操作和/或?qū)懭氩僮?。存?chǔ)器144可以是或可以包括程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、寫入緩沖器、讀取緩沖器和映射緩沖器等。

處理器134可以控制存儲(chǔ)系統(tǒng)110的常規(guī)操作。處理器134可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的寫入請(qǐng)求或讀取請(qǐng)求來控制針對(duì)存儲(chǔ)器件150的寫入操作或讀取操作。處理器134可以驅(qū)動(dòng)還被稱為閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)的固件來控制存儲(chǔ)系統(tǒng)110的常規(guī)操作。處理器134可以利用微處理器、中央處理單元(CPU)等來實(shí)施。

管理單元(未示出)可以被包括在處理器134中，以用于執(zhí)行存儲(chǔ)器件150的壞塊管理。例如，管理單元可以找到包括在存儲(chǔ)器件150中的壞存儲(chǔ)塊(即，不滿足進(jìn)一步使用的條件的存儲(chǔ)塊)并且對(duì)該壞存儲(chǔ)塊執(zhí)行壞塊管理。當(dāng)采用快閃存儲(chǔ)器(例如，NAND快閃存儲(chǔ)器)作為存儲(chǔ)器件150時(shí)，在寫入操作期間(例如，在編程操作期間)，可能因NAND邏輯功能的固有特性而發(fā)生編程失敗。在壞塊管理期間，編程失敗的存儲(chǔ)塊或壞存儲(chǔ)塊的數(shù)據(jù)可以被編程至新存儲(chǔ)塊中。此外，因編程失敗導(dǎo)致的壞塊會(huì)嚴(yán)重地降低具有3D層疊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件150的利用效率以及存儲(chǔ)系統(tǒng)100的可靠性，從而需要可靠的壞塊管理。

參照?qǐng)D2，存儲(chǔ)器件150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，例如，第零存儲(chǔ)塊210至第(N-1)存儲(chǔ)塊240，其中N為正整數(shù)。多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁，例如，2^M個(gè)頁(2^MPAGES)，其中M為正整數(shù)。多個(gè)頁中的每個(gè)可以包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，多個(gè)字線可以電耦接至所述多個(gè)存儲(chǔ)單元。要注意，可以采用任何數(shù)量的合適的塊和每塊任何數(shù)量合適的頁。

根據(jù)在每個(gè)存儲(chǔ)單元中可以儲(chǔ)存或表示的位的數(shù)量，存儲(chǔ)塊可以是單電平單元(SLC)存儲(chǔ)塊和/或多電平單元(MLC)存儲(chǔ)塊。SLC存儲(chǔ)塊可以包括用每個(gè)存儲(chǔ)單元能夠儲(chǔ)存1位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元來實(shí)施的多個(gè)頁。MLC存儲(chǔ)塊可以包括利用每個(gè)存儲(chǔ)單元能夠儲(chǔ)存多位數(shù)據(jù)(例如，兩位或更多位數(shù)據(jù))的存儲(chǔ)單元來實(shí)施的多個(gè)頁。包括用每個(gè)存儲(chǔ)單元能夠儲(chǔ)存3位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元來實(shí)施的多個(gè)頁的MLC存儲(chǔ)塊也可以被稱為三電平單元(TLC)存儲(chǔ)塊。

多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每個(gè)可以在寫入操作期間儲(chǔ)存從主機(jī)設(shè)備102提供的數(shù)據(jù)，以及可以在讀取操作期間將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)102。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)存儲(chǔ)塊152至156中的一個(gè)存儲(chǔ)塊的電路圖。

參照?qǐng)D3，存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊152可以包括分別電耦接至位線BL0至BLm-1的多個(gè)單元串340。每個(gè)單元串340可以包括至少一個(gè)漏極選擇晶體管DST和至少一個(gè)源極選擇晶體管SST。多個(gè)存儲(chǔ)單元或多個(gè)存儲(chǔ)單元晶體管MC0至MCn-1可以串聯(lián)地電耦接在選擇晶體管DST與SST之間。各個(gè)存儲(chǔ)單元MC0至MCn-1可以由多電平單元(MLC)組成，多電平單元(MLC)中的每個(gè)儲(chǔ)存多位的數(shù)據(jù)信息。存儲(chǔ)單元可以具有任何合適的結(jié)構(gòu)。

在圖3中，“DSL”表示漏極選擇線，“SSL”表示源極選擇線，以及“CSL”表示公共源極線。

圖3作為示例示出由NAND快閃存儲(chǔ)單元配置的存儲(chǔ)塊152。但是要注意的是，根據(jù)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊152不限于NAND快閃存儲(chǔ)器且可以由NOR快閃存儲(chǔ)器、在其中組合了至少兩種類型的存儲(chǔ)單元的混合快閃存儲(chǔ)器、或控制器被構(gòu)建在存儲(chǔ)芯片中的一體NAND快閃存儲(chǔ)器(one-NAND flash memory)來實(shí)現(xiàn)。半導(dǎo)體器件的操作特性不僅可以應(yīng)用至在其中電荷儲(chǔ)存層由導(dǎo)電浮柵配置的快閃存儲(chǔ)器件，還可以應(yīng)用至在其中電荷儲(chǔ)存層由電介質(zhì)層配置的電荷俘獲閃存(CTF)。

還要注意，存儲(chǔ)器件150不僅僅限于快閃存儲(chǔ)器件。例如，存儲(chǔ)器件150可以是DRAM或SRAM器件。

存儲(chǔ)器件150的電壓發(fā)生器310可以產(chǎn)生根據(jù)操作模式而供應(yīng)至各個(gè)字線的字線電壓(例如，編程電壓、讀取電壓和通過電壓)。另外，電壓發(fā)生器310可以產(chǎn)生要被供應(yīng)至塊體(bulk)(例如，在其中形成存儲(chǔ)單元的阱區(qū))的電壓。電壓發(fā)生器310可以在控制電路(未示出)的控制下執(zhí)行電壓發(fā)生操作。電壓發(fā)生器310可以產(chǎn)生多個(gè)可變讀取電壓，以產(chǎn)生多個(gè)讀取數(shù)據(jù)。電壓發(fā)生器310可以在控制電壓的控制下，選擇存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)塊或扇區(qū)中的一個(gè)，選擇選中存儲(chǔ)塊的字線中的一個(gè)，以及將字線電壓提供至選中字線和未選中字線。

存儲(chǔ)器件150的讀/寫電路320可以由控制電路控制，以及可以根據(jù)操作模式而用作感測(cè)放大器或?qū)懭腧?qū)動(dòng)器。在驗(yàn)證/正常讀取操作期間，讀/寫電路320可以用作用于從存儲(chǔ)單元陣列讀取數(shù)據(jù)的感測(cè)放大器。此外，在編程操作期間，讀/寫電路320可以用作用于根據(jù)要被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元陣列中的數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)位線的寫入驅(qū)動(dòng)器。讀/寫電路320可以在編程操作期間從緩沖器(未示出)接收要被寫入在存儲(chǔ)單元陣列中的數(shù)據(jù)，以及可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)位線。為此，讀/寫電路320可以包括分別與列(或位線)或列對(duì)(或位線對(duì))相對(duì)應(yīng)的多個(gè)頁緩沖器322、324和326。頁緩沖器322、324和326中的每個(gè)可以包括多個(gè)鎖存器(未示出)。

圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件150的多個(gè)存儲(chǔ)塊152至156的示例的框圖。

參照?qǐng)D4，存儲(chǔ)器件150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1。存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1中的每個(gè)可以實(shí)現(xiàn)為3D結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)。各個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1可以包括沿第一方向至第三方向(例如，x軸方向、y軸方向和z軸方向)延伸的多個(gè)結(jié)構(gòu)。

各個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1可以包括沿第二方向延伸的多個(gè)NAND串NS。多個(gè)NAND串NS可以沿第一方向和第三方向設(shè)置。每個(gè)NAND串NS可以電耦接至位線BL、至少一個(gè)源極選擇線SSL、至少一個(gè)接地選擇線GSL、多個(gè)字線WL、至少一個(gè)虛設(shè)字線DWL和公共源極線CSL。例如，各個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1可以電耦接至多個(gè)位線BL、多個(gè)源極選擇線SSL、多個(gè)接地選擇線GSL、多個(gè)字線WL、多個(gè)虛設(shè)字線DWL和多個(gè)公共源極線CSL。

圖5是圖4中所示的多個(gè)存儲(chǔ)塊BLK0至BLKN-1中的一個(gè)存儲(chǔ)塊BLKi的透視圖。圖6是沿圖5中所示的存儲(chǔ)塊BLKi的線I-I′截取的剖視圖。

參照?qǐng)D5和圖6，存儲(chǔ)器件150的多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的存儲(chǔ)塊BLKi可以包括沿第一方向至第三方向延伸的結(jié)構(gòu)。

可以設(shè)置有襯底5111。襯底5111可以包括用第一類型雜質(zhì)摻雜的硅材料。襯底5111可以包括用p型雜質(zhì)摻雜的硅材料。襯底5111可以是p型阱(例如，口袋型p阱)。襯底5111還可以包括圍繞p型阱的n型阱。雖然在本發(fā)明的實(shí)施例中，襯底5111被例示為p型硅，但是要注意的是，襯底5111不局限于p型硅。

沿第一方向延伸的多個(gè)摻雜區(qū)5311至5314可以設(shè)置在襯底5111之上。多個(gè)摻雜區(qū)5311至5314可以包括與襯底5111的雜質(zhì)不同的第二類型雜質(zhì)。多個(gè)摻雜區(qū)5311至5314可以用n型雜質(zhì)摻雜。雖然，在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)5311至第四摻雜區(qū)5314被例示為n型，但是要注意的是，它們不局限于n型。

在第一摻雜區(qū)5311與第二摻雜區(qū)5312之間的襯底5111之上的區(qū)域中，沿第一方向延伸的多個(gè)電介質(zhì)材料5112可以沿第二方向順序地設(shè)置。電介質(zhì)材料5112與襯底5111可以沿第二方向分開預(yù)設(shè)距離。電介質(zhì)材料5112中的每個(gè)可以沿第二方向彼此分開預(yù)設(shè)距離。電介質(zhì)材料5112可以包括諸如氧化硅的電介質(zhì)材料。

在第一摻雜區(qū)5311與第二摻雜區(qū)5312之間的襯底5111之上的區(qū)域中，可以設(shè)置多個(gè)柱體5113，多個(gè)柱體5113沿第一方向順序地布置并且沿第二方向穿過電介質(zhì)材料5112。多個(gè)柱體5113可以分別穿過電介質(zhì)材料5112并且可以與襯底5111電耦接。每個(gè)柱體5113可以由多種材料配置。每個(gè)柱體5113的表面層5114可以包括用第一類型雜質(zhì)摻雜的硅材料。每個(gè)柱體5113的表面層5114可以包括用與襯底5111相同類型的雜質(zhì)摻雜的硅材料。雖然，在本發(fā)明的實(shí)施例中，每個(gè)柱體5113的表面層5114被例示為包括p型硅，但是每個(gè)柱體5113的表面層5114不局限于p型硅。

每個(gè)柱體5113的內(nèi)層5115可以由電介質(zhì)材料形成。每個(gè)柱體5113的內(nèi)層5115可以由諸如氧化硅的電介質(zhì)材料填充。

在第一摻雜區(qū)5311與第二摻雜區(qū)5312之間的區(qū)域中，電介質(zhì)層5116可以沿電介質(zhì)材料5112、柱體5113和襯底5111的暴露表面設(shè)置。電介質(zhì)層5116的厚度可以小于電介質(zhì)材料5112之間的距離的一半。換言之，除電介質(zhì)材料5112和電介質(zhì)層5116之外的材料的區(qū)域可以被設(shè)置在(i)設(shè)置在電介質(zhì)材料5112的第一電介質(zhì)材料的底表面之下的電介質(zhì)層5116與(ii)設(shè)置在電介質(zhì)材料5112的第二電介質(zhì)材料的頂表面之上的電介質(zhì)層5116之間。電介質(zhì)材料5112可以位于第一電介質(zhì)材料之下。

在第一摻雜區(qū)5311與第二摻雜區(qū)5312之間的區(qū)域中，導(dǎo)電材料5211至5291可以設(shè)置在電介質(zhì)層5116的暴露表面之上。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211可以設(shè)置在鄰近于襯底5111的電介質(zhì)材料5112與襯底5111之間。具體地，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211可以設(shè)置在(i)布置在襯底5111之上的電介質(zhì)層5116與(ii)布置在鄰近于襯底5111的電介質(zhì)材料5112的底表面之下的電介質(zhì)層5116之間。

沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料可以設(shè)置在(i)布置在電介質(zhì)材料5112的一個(gè)電介質(zhì)材料的頂表面之上的電介質(zhì)層5116與(ii)布置在電介質(zhì)材料5112的另一電介質(zhì)材料(其布置在一個(gè)電介質(zhì)材料5112之上)的底表面之下的電介質(zhì)層5116之間。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5221至5281可以設(shè)置在電介質(zhì)材料5112之間。沿第一方向延伸的頂部導(dǎo)電材料5291可以設(shè)置在最上電介質(zhì)材料5112之上。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291可以由金屬材料形成。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291可以由諸如多晶硅的導(dǎo)電材料形成。

在第二摻雜區(qū)5312與第三摻雜區(qū)5313之間的區(qū)域中，可以設(shè)置與第一摻雜區(qū)5311和第二摻雜區(qū)5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第二摻雜區(qū)5312與第三摻雜區(qū)5313之間的區(qū)域中，可以設(shè)置沿第一方向延伸的多個(gè)電介質(zhì)材料5112、沿第一方向順序地布置且沿第二方向穿過多個(gè)電介質(zhì)材料5112的多個(gè)柱體5113、設(shè)置在多個(gè)電介質(zhì)材料5112和多個(gè)柱體5113的暴露表面之上的電介質(zhì)層5116以及沿第一方向延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料5212至5292。

在第三摻雜區(qū)5313與第四摻雜區(qū)5314之間的區(qū)域中，可以設(shè)置與第一摻雜區(qū)5311和第二摻雜區(qū)5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第三摻雜區(qū)5313與第四摻雜區(qū)5314之間的區(qū)域中，可以設(shè)置沿第一方向延伸的多個(gè)電介質(zhì)材料5112、沿第一方向順序地布置且沿第二方向穿過多個(gè)電介質(zhì)材料5112的多個(gè)柱體5113、設(shè)置在多個(gè)電介質(zhì)材料5112和多個(gè)柱體5113的暴露表面之上的電介質(zhì)層5116以及沿第一方向延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料5213至5293。

漏極5320可以分別設(shè)置在多個(gè)柱體5113之上。漏極5320可以由用第二類型雜質(zhì)摻雜的硅材料形成。漏極5320可以由用n型雜質(zhì)摻雜的硅材料形成。雖然為了方便說明起見，漏極5320被例示為包括n型硅，但是要注意的是，漏極5320不局限于是n型硅。例如，每個(gè)漏極5320的寬度可以大于每個(gè)對(duì)應(yīng)柱體5113的寬度。每個(gè)漏極5320可以以焊盤的形狀設(shè)置在每個(gè)對(duì)應(yīng)柱體5113的頂表面之上。

沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5331至5333可以設(shè)置在漏極5320之上。導(dǎo)電材料5331至5333中的每個(gè)可以延伸地設(shè)置在漏極5320之上，漏極5320以第一方向上彼此預(yù)設(shè)的分隔距離來串聯(lián)布置在第三方向上。各個(gè)導(dǎo)電材料5331至5333可以與下方的漏極5320電耦接。漏極5320與沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5331至5333可以通過接觸插塞電耦接。沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5331至5333可以由金屬性材料形成。沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5331至5333可以由諸如多晶硅的導(dǎo)電材料形成。

在圖5和圖6中，相應(yīng)的柱體5113可以與電介質(zhì)層5116以及沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成串。相應(yīng)的柱體5113可以與電介質(zhì)層5116以及沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293一起形成NAND串NS。每個(gè)NAND串NS可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS。

現(xiàn)在參照?qǐng)D7，在圖6中所示的晶體管結(jié)構(gòu)TS中，電介質(zhì)層5116可以包括第一子電介質(zhì)層至第三子電介質(zhì)層5117、5118和5119。

每個(gè)柱體5113中的p型硅的表面層5114可以用作本體。鄰近于柱體5113的第一子電介質(zhì)層5117可以用作隧道電介質(zhì)層，并且可以包括熱氧化層。

第二子電介質(zhì)層5118可以用作電荷儲(chǔ)存層。第二子電介質(zhì)層5118可以用作電荷捕獲層，并且可以包括氮化物層或者諸如氧化鋁層或氧化鉿層等的金屬氧化物層。

鄰近于導(dǎo)電材料5233的第三子電介質(zhì)層5119可以用作阻擋電介質(zhì)層。鄰近于沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5233的第三子電介質(zhì)層5119可以形成為單層或多層。第三子電介質(zhì)層5119可以是諸如氧化鋁層或氧化鉿層等的高-k電介質(zhì)層，其具有比第一子電介質(zhì)層5117和第二子電介質(zhì)層5118大的介電常數(shù)。

導(dǎo)電材料5233可以用作柵極或控制柵極。例如，柵極或控制柵極5233、阻擋電介質(zhì)層5119、電荷儲(chǔ)存層5118、隧道電介質(zhì)層5117和本體5114可以形成晶體管或存儲(chǔ)單元晶體管結(jié)構(gòu)。例如，第一子電介質(zhì)層5117至第三子電介質(zhì)層5119可以形成氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，為了方便解釋起見，每個(gè)柱體5113中的p型硅的表面層5114將被稱為沿第二方向的本體。

存儲(chǔ)塊BLKi可以包括多個(gè)柱體5113。例如，存儲(chǔ)塊BLKi可以包括多個(gè)NAND串NS。具體地，存儲(chǔ)塊BLKi可以包括沿第二方向或垂直于襯底5111的方向延伸的多個(gè)NAND串NS。

每個(gè)NAND串NS可以包括沿第二方向布置的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS。每個(gè)NAND串NS的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS中的至少一個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)可以用作源極選擇晶體管SST。每個(gè)NAND串NS的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS中的至少一個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)可以用作接地選擇晶體管GST。

柵極或控制柵極可以對(duì)應(yīng)于沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293。例如，柵極或控制柵極可以沿第一方向延伸并且形成字線和至少兩個(gè)選擇線(包括至少一個(gè)源極選擇線SSL和至少一個(gè)接地選擇線GSL)。

沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5331至5333可以電耦接至NAND串NS的一端。沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5331至5333可以用作位線BL。例如，在一個(gè)存儲(chǔ)塊BLKi中，多個(gè)NAND串NS可以電耦接至一個(gè)位線BL。

沿第一方向延伸的第二類型摻雜區(qū)5311至5314可以被設(shè)置至NAND串NS的另一端。沿第一方向延伸的第二類型摻雜區(qū)5311至5314可以用作公共源極線CSL。

例如，存儲(chǔ)塊BLKi可以包括沿垂直于襯底5111的方向(例如，第二方向)延伸的多個(gè)NAND串NS，并且可以用作在其中多個(gè)NAND串NS電耦接至一個(gè)位線BL的NAND快閃存儲(chǔ)塊(例如，電荷捕獲型存儲(chǔ)器的NAND快閃存儲(chǔ)塊)。

雖然圖5至圖7示出沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293被設(shè)置成9層，但是要注意的是，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293不局限于此。例如，沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料可以設(shè)置成8層、16層或任意多層。例如，在一個(gè)NAND串NS中，晶體管的數(shù)量可以是8、16或更多。

雖然圖5至圖7圖示3個(gè)NAND串NS電耦接至一個(gè)位線BL，但是要注意的是，實(shí)施例不局限于此。在存儲(chǔ)塊BLKi中，m個(gè)NAND串NS可以電耦接至一個(gè)位線BL，m是正整數(shù)。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293的數(shù)量以及公共源極線5311至5314的數(shù)量可以隨電耦接至一個(gè)位線BL的NAND串NS的數(shù)量而變化。

此外，雖然在圖5至圖7中圖示3個(gè)NAND串NS電耦接至沿第一方向延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，但是要注意的是，實(shí)施例不局限于此。例如，n個(gè)NAND串NS可以電耦接至沿第一方向延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，n是正整數(shù)。位線5331至5333的數(shù)量可以隨著電耦接到沿第一方向延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料的NAND串NS的數(shù)量而變化。

參照?qǐng)D8，在具有第一結(jié)構(gòu)的塊BLKi中，NAND串NS11至NS31可以設(shè)置在第一位線BL1與公共源極線CSL之間。第一位線BL1可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5331。NAND串NS12至NS32可以設(shè)置在第二位線BL2與公共源極線CSL之間。第二位線BL2可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5332。NAND串NS13至NS33可以設(shè)置在第三位線BL3與公共源極線CSL之間。第三位線BL3可以對(duì)應(yīng)于圖5和圖6的沿第三方向延伸的導(dǎo)電材料5333。

每個(gè)NAND串NS的源極選擇晶體管SST可以電耦接至對(duì)應(yīng)的位線BL。每個(gè)NAND串NS的接地選擇晶體管GST可以電耦接至公共源極線CSL。存儲(chǔ)單元MC1至MC6可以設(shè)置在每個(gè)NAND串NS的源極選擇晶體管SST與接地選擇晶體管GST之間。

在該示例中，NAND串NS可以以行和列為單位來定義。電耦接至一個(gè)位線的NAND串NS可以形成一列。電耦接至第一位線BL1的NAND串NS11至NS31可以對(duì)應(yīng)于第一列。電耦接至第二位線BL2的NAND串NS12至NS32可以對(duì)應(yīng)于第二列。電耦接至第三位線BL3的NAND串NS13至NS33可以對(duì)應(yīng)于第三列。電耦接至一個(gè)源極選擇線SSL的NAND串NS可以形成一行。電耦接至第一源極選擇線SSL1的NAND串NS11至NS13可以形成第一行。電耦接至第二源極選擇線SSL2的NAND串NS21至NS23可以形成第二行。電耦接至第三源極選擇線SSL3的NAND串NS31至NS33可以形成第三行。

在每個(gè)NAND串NS中，可以定義高度。在每個(gè)NAND串NS中，鄰近于接地選擇晶體管GST的存儲(chǔ)單元MC1的高度可以具有例如值“1”。在每個(gè)NAND串NS中，當(dāng)從襯底5111測(cè)量時(shí)，存儲(chǔ)單元的高度可以隨存儲(chǔ)單元靠近源極選擇晶體管SST而增大。在每個(gè)NAND串NS中，鄰近于源極選擇晶體管SST的存儲(chǔ)單元MC6的高度可以具有例如值“7”。

布置在同一行中的NAND串NS的源極選擇晶體管SST可以共享源極選擇線SSL。布置在不同行中的NAND串NS的源極選擇晶體管SST可以分別電耦接至不同的源極選擇線SSL1、SSL2和SSL3。

在同一行中的NAND串NS中的同一高度處的存儲(chǔ)單元可以共享字線WL。例如，在同一高度處，電耦接至不同行中的NAND串NS的存儲(chǔ)單元MC的字線WL可以彼此電耦接。在同一行的NAND串NS中的同一高度處的虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC可以共享虛設(shè)字線DWL。例如，在同一高度或同一水平處，電耦接至不同行中的NAND串NS的虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC的虛設(shè)字線DWL可以彼此電耦接。

對(duì)于在其中可以設(shè)置有沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293的每個(gè)層，位于同一水平或同一高度或同一層處的字線WL或虛設(shè)字線DWL可以彼此電耦接。沿第一方向延伸的導(dǎo)電材料5211至5291、5212至5292和5213至5293可以通過接觸共同地電耦接至上層。換言之，在同一行中的NAND串NS的接地選擇晶體管GST可以共享接地選擇線GSL。此外，在不同行中的NAND串NS的接地選擇晶體管GST可以共享接地選擇線GSL。例如，NAND串NS11至NS13、NS21至NS23和NS31至NS33可以共同電耦接至接地選擇線GSL。

公共源極線CSL可以共同電耦接至NAND串NS。在襯底5111之上的有源區(qū)之上，第一摻雜區(qū)5311至第四摻雜區(qū)5314可以電耦接。第一摻雜區(qū)5311至第四摻雜區(qū)5314可以通過接觸共同電耦接至上層。

例如，如圖8中所示，同一高度或同一水平處的字線WL可以彼此電耦接。因此，當(dāng)特定高度處的字線WL被選中時(shí)，電耦接至選中的字線WL的所有NAND串NS可以被選中。在不同行中的NAND串NS可以電耦接至不同的源極選擇線SSL。因此，在電耦接至同一字線WL的NAND串NS之中，通過選擇源極選擇線SSL1至SSL3中的一個(gè)，在未選中行中的NAND串NS可以與位線BL1至BL3電隔離。換句話說，通過選擇源極選擇線SSL1至SSL3中的一個(gè)，可以選擇布置在與選中的源極線相同的行中的NAND串NS。此外，通過選擇位線BL1至BL3中的一個(gè)，可以選擇布置在與選中的位線相同的列中的NAND串NS。因此，可以僅僅選擇布置在與選中的源極線相同的行中和與選中的位線相同的列中的NAND串NS。

在每個(gè)NAND串NS中，可以設(shè)置虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC。在圖8中，例如，在每個(gè)NAND串NS中，虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC可以設(shè)置在第三存儲(chǔ)單元MC3與第四存儲(chǔ)單元MC4之間。例如，第一存儲(chǔ)單元MC1至第三存儲(chǔ)單元MC3可以設(shè)置在虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC與接地選擇晶體管GST之間。第四存儲(chǔ)單元MC4至第六存儲(chǔ)單元MC6可以設(shè)置在虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC與源極選擇晶體管SST之間。每個(gè)NAND串NS的存儲(chǔ)單元MC可以通過虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC劃分為兩個(gè)存儲(chǔ)單元組。在劃分的存儲(chǔ)單元組中，鄰近于接地選擇晶體管GST的存儲(chǔ)單元(例如，MC1至MC3)可以被稱為下存儲(chǔ)單元組，而鄰近于源極選擇晶體管SST的其余存儲(chǔ)單元(例如，MC4至MC6)可以被稱為上存儲(chǔ)單元組。

在下文中，將參照?qǐng)D9至圖11進(jìn)行詳細(xì)描述，圖9至圖11示出用與第一結(jié)構(gòu)不同的三維(3D)非易失性存儲(chǔ)器件來實(shí)現(xiàn)的根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器件。

圖9是示意性地圖示用與上面參照?qǐng)D5至圖8描述的第一結(jié)構(gòu)不同的三維(3D)非易失性存儲(chǔ)器件來實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)器件的透視圖，且示出圖4的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)塊BLKj。圖10是圖示沿著圖9的線VII-VII’截取的存儲(chǔ)塊BLKj的截面圖。

參見圖9和圖10，圖1的存儲(chǔ)器件150的多個(gè)存儲(chǔ)塊之中的存儲(chǔ)塊BLKj可以包括沿第一方向至第三方向延伸的結(jié)構(gòu)。

可以設(shè)置襯底6311。例如，襯底6311可以包括用第一類型雜質(zhì)摻雜的硅材料。例如，襯底6311可以包括用p型雜質(zhì)摻雜的硅材料。襯底6311可以是p型阱(例如，口袋型p阱)。襯底6311還可以包括圍繞p型阱的n型阱。雖然在描述的實(shí)施例中，襯底6311被例示為是p型硅，但是要注意的是，襯底6311不局限于p型硅。

沿x軸方向和y軸方向延伸的第一導(dǎo)電材料6321至第四導(dǎo)電材料6324設(shè)置在襯底6311之上。第一導(dǎo)電材料6321至第四導(dǎo)電材料6324可以沿z軸方向分開預(yù)設(shè)距離。

沿x軸方向和y軸方向延伸的第五導(dǎo)電材料6325至第八導(dǎo)電材料6328可以設(shè)置在襯底6311之上。第五導(dǎo)電材料6325至第八導(dǎo)電材料6328可以沿z軸方向分開預(yù)設(shè)距離。第五導(dǎo)電材料6325至第八導(dǎo)電材料6328可以沿y軸方向與第一導(dǎo)電材料6321至第四導(dǎo)電材料6324分開。

可以設(shè)置穿過第一導(dǎo)電材料6321至第四導(dǎo)電材料6324的多個(gè)下柱體DP。每個(gè)下柱體DP可以沿z軸方向延伸。此外，可以設(shè)置穿過第五導(dǎo)電材料6325至第八導(dǎo)電材料6328的多個(gè)上柱體UP。每個(gè)上柱體UP可以沿z軸方向延伸。

下柱體DP和上柱體UP中的每個(gè)柱體可以包括內(nèi)部材料6361、中間層6362和表面層6363。中間層6362可以用作單元晶體管的溝道。表面層6363可以包括阻擋電介質(zhì)層、電荷儲(chǔ)存層和隧道電介質(zhì)層。

下柱體DP和上柱體UP可以通過管柵PG彼此電耦接。管柵PG可以布置在襯底6311中。例如，管柵PG可以包括與下柱體DP和上柱體UP相同的材料。

沿x軸方向和y軸方向延伸的第二類型的摻雜材料6312可以設(shè)置在下柱體DP之上。例如，第二類型的摻雜材料6312可以包括n型硅材料。第二類型的摻雜材料6312可以用作公共源極線CSL。

漏極6340可以設(shè)置在上柱體UP之上。漏極6340可以包括n型硅材料。沿y軸方向延伸的第一上導(dǎo)電材料6351和第二上導(dǎo)電材料6352可以設(shè)置在漏極6340之上。

第一上導(dǎo)電材料6351與第二上導(dǎo)電材料6352可以沿x軸方向彼此分開。第一上導(dǎo)電材料6351和第二上導(dǎo)電材料6352可以由金屬形成。第一上導(dǎo)電材料6351和第二上導(dǎo)電材料6352與漏極6340可以通過接觸插塞彼此電耦接。第一上導(dǎo)電材料6351和第二上導(dǎo)電材料6352可以分別用作第一位線BL1和第二位線BL2。

第一導(dǎo)電材料6321可以用作源極選擇線SSL。第二導(dǎo)電材料6322可以用作第一虛設(shè)字線DWL1。第三導(dǎo)電材料6323和第四導(dǎo)電材料6324可以分別用作第一主字線MWL1和第二主字線MWL2。第五導(dǎo)電材料6325和第六導(dǎo)電材料6326可以分別用作第三主字線MWL3和第四主字線MWL4。第七導(dǎo)電材料6327可以用作第二虛設(shè)字線DWL2。第八導(dǎo)電材料6328可以用作漏極選擇線DSL。

下柱體DP和鄰近于下柱體DP的第一導(dǎo)電材料6321至第四導(dǎo)電材料6324可以形成下串。上柱體UP和鄰近于上柱體UP的第五導(dǎo)電材料6325至第八導(dǎo)電材料6328可以形成上串。下串與上串可以通過管柵PG彼此電耦接。下串的一端可以電耦接至用作公共源極線CSL的第二類型的摻雜材料6312。上串的一端可以通過漏極6340電耦接至對(duì)應(yīng)的位線。一個(gè)下串和一個(gè)上串可以形成一個(gè)單元串，該單元串電耦接在用作公共源極線CSL的摻雜材料6312與用作位線BL的上導(dǎo)電材料層6351和6352中對(duì)應(yīng)的一個(gè)之間。

例如，下串可以包括源極選擇晶體管SST、第一虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC1、第一主存儲(chǔ)單元MMC1和第二主存儲(chǔ)單元MMC2。上串可以包括第三主存儲(chǔ)單元MMC3、第四主存儲(chǔ)單元MMC4、第二虛設(shè)存儲(chǔ)單元DMC2以及漏極選擇晶體管DST。

在圖9和圖10中，上串和下串可以形成NAND串NS。NAND串NS可以包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)TS。由于以上參照?qǐng)D7詳細(xì)描述了包括在圖9和圖10的NAND串NS中的晶體管結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其詳細(xì)描述。

圖11是圖示具有如上面參照?qǐng)D9和圖10描述的第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊BLKj的等效電路的電路圖。為了方便起見，僅示出了第二結(jié)構(gòu)中的在存儲(chǔ)塊BLKj中形成對(duì)的第一串ST1和第二串ST2。

參照?qǐng)D11，在存儲(chǔ)器件150的多個(gè)塊之中的具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊BLKj中，可以以定義多個(gè)對(duì)的方式來設(shè)置多個(gè)單元串，如以上參照?qǐng)D9和圖10所描述的，每個(gè)單元串利用經(jīng)由管柵PG而電耦接的一個(gè)上串和一個(gè)下串來實(shí)施。

即，在具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊BLKj中，例如，沿第一溝道CH1(未示出)層疊的存儲(chǔ)單元CG0至CG31、至少一個(gè)源極選擇柵極SSG1和至少一個(gè)漏極選擇柵極DSG1可以形成第一串ST1，以及例如，沿第二溝道CH2(未示出)層疊的存儲(chǔ)單元CG0至CG31、至少一個(gè)源極選擇柵極SSG2和至少一個(gè)漏極選擇柵極DSG2可以形成第二串ST2。

第一串ST1和第二串ST2可以電耦接至同一漏極選擇線DSL和同一源極選擇線SSL。第一串ST1可以電耦接至第一位線BL1，而第二串ST2可以電耦接至第二位線BL2。

雖然圖11示出了第一串ST1和第二串ST2電耦接至同一漏極選擇線DSL和同一源極選擇線SSL，但是可以設(shè)想第一串ST1和第二串ST2可以電耦接至同一源極選擇線SSL和同一位線BL，第一串ST1可以電耦接至第一漏極選擇線DSL1，以及第二串ST2可以電耦接至第二漏極選擇線DSL2。此外，可以設(shè)想第一串ST1和第二串ST2可以電耦接至同一漏極選擇線DSL和同一位線BL，第一串ST1可以電耦接至第一源極選擇線SSL1，以及第二串ST2可以電耦接至第二源極選擇線SSL2。

在下文，將參照?qǐng)D12至圖14來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)處理操作。具體地，下文將更詳細(xì)地描述當(dāng)數(shù)據(jù)被編程到存儲(chǔ)器件中時(shí)的數(shù)據(jù)處理操作作為一個(gè)示例。

例如，在圖1的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，例如，數(shù)據(jù)處理操作可以包括與從主機(jī)102接收到的命令相對(duì)應(yīng)的命令數(shù)據(jù)。例如，命令數(shù)據(jù)可以是與從主機(jī)102接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)。命令數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在包括在控制器130的存儲(chǔ)器144中的緩沖器/高速緩存器中。數(shù)據(jù)處理操作還可以包括寫入儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中所包括的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的緩沖器/高速緩存器中的數(shù)據(jù)。另外說明，儲(chǔ)存在緩沖器/高速緩存器中的數(shù)據(jù)可以被編程到存儲(chǔ)器件的多個(gè)存儲(chǔ)塊中。編程到存儲(chǔ)器件150中的數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要而被更新且再編程到存儲(chǔ)器件150中多次。

在圖12的實(shí)施例中，與從主機(jī)102接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)可以被編程和儲(chǔ)存在上述的存儲(chǔ)器件150的多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156中。具體地，存儲(chǔ)塊中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁，且寫入數(shù)據(jù)可以編程和儲(chǔ)存在與寫入命令相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)塊的頁中。當(dāng)針對(duì)編程到存儲(chǔ)塊的頁中的寫入數(shù)據(jù)從主機(jī)102接收到寫入命令時(shí)，寫入數(shù)據(jù)可以被更新并編程到相同存儲(chǔ)塊或不同存儲(chǔ)塊的不同頁中。因此，儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊的先前頁中的寫入數(shù)據(jù)可以變成無效數(shù)據(jù)，且存儲(chǔ)塊的先前頁可以變成無效頁。如果在上述的存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊中包括無效頁，則可以在存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊之間執(zhí)行處理數(shù)據(jù)的操作(例如，垃圾收集(GC))，以便最大化存儲(chǔ)器件150的利用率。下面將更加詳細(xì)地描述對(duì)存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)編程執(zhí)行垃圾收集的示例。

注意，控制器130可以執(zhí)行以下將描述的數(shù)據(jù)處理操作。例如，如上所述，控制器130的處理器134可以經(jīng)由FTL執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。例如，處理器134可以經(jīng)由FTL針對(duì)有效頁搜索存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊，并通過執(zhí)行垃圾收集來產(chǎn)生空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制器130可以將與從主機(jī)102接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器144中包括的緩沖器中，然后可以將儲(chǔ)存在緩沖器中的數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件150中包括的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的特定一個(gè)存儲(chǔ)塊的一個(gè)頁中。例如，控制器130可以通過執(zhí)行編程操作來將儲(chǔ)存在緩沖器中的數(shù)據(jù)寫入至第一存儲(chǔ)塊的第一頁中。另外，當(dāng)控制器130可以從主機(jī)102接收針對(duì)第一存儲(chǔ)塊的第一頁的寫入命令時(shí)，控制器130可以對(duì)儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)塊的第一頁中的數(shù)據(jù)執(zhí)行編程操作。針對(duì)數(shù)據(jù)編程操作，控制器130可以將第一頁的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在相同存儲(chǔ)塊的不同頁中或不同存儲(chǔ)塊的頁中。例如，第一頁的數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)塊的第二頁中或第二存儲(chǔ)塊的第一頁中。在這種情況下，控制器130可以將儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊的先前頁中的數(shù)據(jù)(例如，儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)塊的第一頁中的數(shù)據(jù))視為無效數(shù)據(jù)。此外，第一存儲(chǔ)塊的第一頁可以變成無效頁。

另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理操作可以包括以下作為示例描述的對(duì)存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊執(zhí)行的垃圾收集。例如，在數(shù)據(jù)處理操作中，控制器130可以在存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊之間復(fù)制數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存復(fù)制的數(shù)據(jù)?？刂破?30可以復(fù)制存儲(chǔ)塊中包括的有效頁的數(shù)據(jù)(即，有效數(shù)據(jù))并且將復(fù)制的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在尚未執(zhí)行數(shù)據(jù)編程的存儲(chǔ)塊中，諸如空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。可以通過考慮已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)編程的存儲(chǔ)塊中的無效頁，換言之，已經(jīng)針對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)塊中包括的所有頁完成了數(shù)據(jù)寫入操作的存儲(chǔ)塊(即，已經(jīng)執(zhí)行了數(shù)據(jù)編程的封閉存儲(chǔ)塊)的無效頁，來執(zhí)行復(fù)制操作和儲(chǔ)存操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新編程，即，數(shù)據(jù)處理操作，在該數(shù)據(jù)處理操作中，可以從主機(jī)102接收針對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)的寫入命令并且可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊中。

下文將更詳細(xì)地描述垃圾收集的示例。在垃圾收集中，用于數(shù)據(jù)處理的存儲(chǔ)塊(例如，源存儲(chǔ)塊)可以從存儲(chǔ)器件150中的封閉存儲(chǔ)塊來識(shí)別。然后，儲(chǔ)存在源存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)可以被復(fù)制并儲(chǔ)存在目標(biāo)存儲(chǔ)塊(諸如尚未對(duì)存儲(chǔ)塊(也經(jīng)常稱為開放或空閑存儲(chǔ)塊)中包括的所有頁執(zhí)行數(shù)據(jù)編程的空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊)中?？梢詫?duì)源存儲(chǔ)器執(zhí)行擦除操作，從而將源存儲(chǔ)器產(chǎn)生為空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。

現(xiàn)在參見圖12，控制器130可以將與從主機(jī)102接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在控制器130的存儲(chǔ)器144中包括的緩沖器中，并且可以將儲(chǔ)存的寫入數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件1200中包括的多個(gè)存儲(chǔ)塊(例如，block0 1210、block1 1220、block2 1230以及blocki 1240)中。

如上所述，存儲(chǔ)器件150中包括的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁。存儲(chǔ)塊中的每個(gè)可以包括多個(gè)子存儲(chǔ)塊，所述多個(gè)子存儲(chǔ)塊包括預(yù)設(shè)數(shù)量的頁。例如，存儲(chǔ)塊中的每個(gè)可以劃分為多個(gè)子存儲(chǔ)塊，所述多個(gè)子存儲(chǔ)塊包括預(yù)設(shè)數(shù)量的頁。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)可以對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新編程時(shí)，可以識(shí)別與更新編程相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)塊的子存儲(chǔ)塊中的有效頁。然后，指示存儲(chǔ)塊的子存儲(chǔ)塊中的有效頁的數(shù)量的有效頁計(jì)數(shù)(“VPC”)信息可以被包括在映射列表中。例如，控制器130可以產(chǎn)生關(guān)于存儲(chǔ)塊的映射信息和VPC信息，將VPC信息和映射信息儲(chǔ)存在存儲(chǔ)塊中，以及基于VPC信息來執(zhí)行存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊之間的數(shù)據(jù)處理。例如，控制器130可以基于VPC信息來檢查映射信息和執(zhí)行垃圾收集。

例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，與每個(gè)存儲(chǔ)塊中包括的多個(gè)子存儲(chǔ)塊中的每個(gè)子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息可以以位映射的形式包括在映射列表中?？梢曰诎ㄔ谟成淞斜碇械腣PC信息來識(shí)別其映射信息需要被搜索和檢查的存儲(chǔ)塊，以便對(duì)存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。另外，可以在存儲(chǔ)塊中基于VPC信息搜索需要執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的存儲(chǔ)塊(例如，源存儲(chǔ)塊)。儲(chǔ)存在源存儲(chǔ)塊的有效頁中的數(shù)據(jù)(即，有效數(shù)據(jù))可以被復(fù)制和儲(chǔ)存在目標(biāo)存儲(chǔ)塊中。在這種情況下，控制器130可以將映射列表儲(chǔ)存在控制器130的存儲(chǔ)器144中或儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊中的特定一個(gè)存儲(chǔ)塊中。指示讀取/寫入數(shù)據(jù)已經(jīng)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中的映射信息，例如，包括與讀取/寫入數(shù)據(jù)相關(guān)的儲(chǔ)存信息的映射信息，可以與地址信息、頁信息、邏輯到物理(L2P)信息、物理到邏輯(P2L)信息、或包括此類信息的元數(shù)據(jù)一起儲(chǔ)存在已經(jīng)儲(chǔ)存了映射列表的特定存儲(chǔ)塊中。

例如，更具體地，存儲(chǔ)器件150中包括的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的每個(gè)，例如，存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁。另外，block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)可以包括多個(gè)子存儲(chǔ)塊，在所述多個(gè)子存儲(chǔ)塊中，預(yù)設(shè)數(shù)量的頁(例如，六個(gè)頁)可以被分組。例如，存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)可以劃分成多個(gè)子存儲(chǔ)塊，每個(gè)子存儲(chǔ)塊包括6個(gè)頁。例如，存儲(chǔ)器件1200的block0 1210可以包括子存儲(chǔ)塊0 1212、子存儲(chǔ)塊1 1214、子存儲(chǔ)塊2 1216以及子存儲(chǔ)塊3 1218，子存儲(chǔ)塊0 1212、子存儲(chǔ)塊1 1214、子存儲(chǔ)塊2 1216和子存儲(chǔ)塊3 1218中的每個(gè)可以包括六個(gè)頁。存儲(chǔ)器件1200的block1 1220可以包括子存儲(chǔ)塊0 1222、子存儲(chǔ)塊1 1224、子存儲(chǔ)塊2 1226和子存儲(chǔ)塊3 1228，子存儲(chǔ)塊0 1222、子存儲(chǔ)塊1 1224、子存儲(chǔ)塊2 1226和子存儲(chǔ)塊3 1228中的每個(gè)可以包括六個(gè)頁。存儲(chǔ)器件1200的block2 1230可以包括子存儲(chǔ)塊0 1232、子存儲(chǔ)塊1 1234、子存儲(chǔ)塊2 1236和子存儲(chǔ)塊3 1238，子存儲(chǔ)塊0 1232、子存儲(chǔ)塊1 1234、子存儲(chǔ)塊2 1236和子存儲(chǔ)塊3 1238中的每個(gè)可以包括六個(gè)頁。存儲(chǔ)器件1200的blocki 1240可以包括子存儲(chǔ)塊0 1242、子存儲(chǔ)塊1 1244、子存儲(chǔ)塊2 1246和子存儲(chǔ)塊3 1248，子存儲(chǔ)塊0 1242、子存儲(chǔ)塊1 1244、子存儲(chǔ)塊2 1246和子存儲(chǔ)塊3 1248中的每個(gè)可以包括六個(gè)頁。即，存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240可以被劃分為：每個(gè)包括6個(gè)頁的相應(yīng)的子存儲(chǔ)塊0 1212、1222、1232和1242，每個(gè)包括6個(gè)頁的相應(yīng)的子存儲(chǔ)塊1 1214、1224、1234和1244，每個(gè)包括6個(gè)頁的相應(yīng)的子存儲(chǔ)塊2 1216、1226、1236和1246，以及每個(gè)包括6個(gè)頁的相應(yīng)的子存儲(chǔ)塊3 1218、1228、1238和1248。

存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)包括的每個(gè)子存儲(chǔ)塊中包括的頁的數(shù)量可以通過考慮控制器130的存儲(chǔ)器144的大小來確定。例如，存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)所包括的每個(gè)子存儲(chǔ)塊中所分組的頁的數(shù)量可以通過考慮控制器130的存儲(chǔ)器144用于產(chǎn)生和儲(chǔ)存VPC信息所需的大小來確定。例如，如果控制器130的存儲(chǔ)器144的所需大小為最小時(shí)，單個(gè)頁可以形成每個(gè)子存儲(chǔ)塊，且指示每個(gè)頁是否為有效頁的位映射可以成為與存儲(chǔ)器件1200的塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240相關(guān)的VPC信息。在這種情況下，當(dāng)單個(gè)頁形成每個(gè)子存儲(chǔ)塊且對(duì)應(yīng)的頁為有效頁時(shí)，可以在指示每個(gè)頁是否為有效頁的位映射中設(shè)置值“1”。當(dāng)單個(gè)頁形成每個(gè)子存儲(chǔ)塊且對(duì)應(yīng)的頁為無效頁時(shí)，可以在指示每個(gè)頁是否為有效頁的位映射中設(shè)置值“0”。因此，與存儲(chǔ)器件1200的塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240相關(guān)的VPC信息可以以位映射的形式而被包括。

另外，當(dāng)控制器130對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件150中包括的多個(gè)存儲(chǔ)塊(例如，上述的存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240)中的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新編程時(shí)，與多個(gè)存儲(chǔ)塊中包括的有效頁相關(guān)的信息(即，與多個(gè)存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息)可以儲(chǔ)存在多個(gè)存儲(chǔ)塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)的特定區(qū)域中，且還可以以位映射的形式包括在映射列表1250中。

例如，控制器130可以將與存儲(chǔ)器件1200的多個(gè)存儲(chǔ)塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)的最新更新編程相關(guān)的VPC信息(即，與多個(gè)存儲(chǔ)塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240的當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的VPC信息)儲(chǔ)存在多個(gè)存儲(chǔ)塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)的特定區(qū)域中。與最新更新編程相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在block0 1210的區(qū)域1219、block1 1220的區(qū)域1229、block2 1230的區(qū)域1239以及blocki 1240的區(qū)域1249中。另外，控制器130可以將儲(chǔ)存在多個(gè)存儲(chǔ)塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)存儲(chǔ)塊的特定區(qū)域中的VPC信息以位映射的形式包括在映射列表1250中?？刂破?30可以將具有與多個(gè)存儲(chǔ)塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240中的每個(gè)存儲(chǔ)塊的當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的VPC信息的映射列表1250儲(chǔ)存在控制器130的存儲(chǔ)器144中。

例如，關(guān)于block0 1210的VPC信息可以儲(chǔ)存在block0 1210的區(qū)域1219中。關(guān)于block1 1220的VPC信息可以儲(chǔ)存在block1 1220的區(qū)域1229中。關(guān)于block2 1230的VPC信息可以儲(chǔ)存在block2 1230的區(qū)域1239中。關(guān)于blocki 1240的VPC信息可以儲(chǔ)存在blocki 1240的區(qū)域1249中。

另外，與存儲(chǔ)器件1200的多個(gè)存儲(chǔ)塊block0 1210、block1 1220、block2 1230和blocki 1240相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的對(duì)應(yīng)列中。關(guān)于block0 1210的VPC信息可以儲(chǔ)存第一列1260中，關(guān)于block1 1220的VPC信息可以儲(chǔ)存在第二列1270中，關(guān)于block2 1230的VPC信息可以儲(chǔ)存在第三列1280中，以及關(guān)于blocki 1240的VPC信息可以儲(chǔ)存在第i-1列1290中。

另外，由于關(guān)于塊1210、1220、1230和1240的VPC信息可以以位映射的形式包括在映射列表1250中，因此關(guān)于塊1210、1220、1230和1240的子存儲(chǔ)塊的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的相應(yīng)的列1260、1270、1280和1290的特定位區(qū)域中。例如，映射列表1250的列1260、1270、1280和1290可以對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)器件1200的相應(yīng)的塊1210、1220、1230和1240，且映射列表1250的列1260、1270、1280和1290的特定位區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于塊1210、1220、1230和1240的相應(yīng)的子存儲(chǔ)塊。因此，與塊1210、1220、1230和1240中的每個(gè)塊的子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息可以以位映射的形式儲(chǔ)存在映射列表1250的對(duì)應(yīng)的特定位區(qū)域中。

例如，與block0 1210的子存儲(chǔ)塊0 1212相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第一列1260的第一位區(qū)域1262中。與block0 1210的子存儲(chǔ)塊1 1214相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第一列1260的第二位區(qū)域1264中。與block0 1210的子存儲(chǔ)塊2 1216相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第一列1260的第三位區(qū)域1266中。與block0 1210的子存儲(chǔ)塊3 1218相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第一列1260的第四位區(qū)域1268中。

另外，與block1 1220的子存儲(chǔ)塊0 1222相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第二列1270的第一位區(qū)域1272中。與block1 1220的子存儲(chǔ)塊1 1224相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第二列1270的第二位區(qū)域1274中。與block1 1220的子存儲(chǔ)塊2 1226相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第二列1270的第三位區(qū)域1276中。與block1 1220的子存儲(chǔ)塊3 1228相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第二列1270的第四位區(qū)域1278中。

另外，與block2 1230的子存儲(chǔ)塊0 1232相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第三列1280的第一位區(qū)域1282中。與block2 1230的子存儲(chǔ)塊1 1234相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第三列1280的第二位區(qū)域1284中。與block2 1230的子存儲(chǔ)塊2 1236相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第三列1280的第三位區(qū)域1286中。與block2 1230的子存儲(chǔ)塊3 1238相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第三列1280的第四位區(qū)域1288中。

另外，與blocki 1240的子存儲(chǔ)塊0 1242相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第i-1列1290的第一位區(qū)域1292中。與blocki 1240的子存儲(chǔ)塊1 1244相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第i-1列1290的第二位區(qū)域1294中。與blocki 1240的子存儲(chǔ)塊2 1246相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第i-1列1290的第三位區(qū)域1296中。與blocki 1240的子存儲(chǔ)塊3 1248相關(guān)的VPC信息可以儲(chǔ)存在映射列表1250的第i-1列1290的第四位區(qū)域1298中。

指示塊1210、1220、1230和1240中的每個(gè)塊的每個(gè)子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁的數(shù)量的位可以分配給儲(chǔ)存與每個(gè)子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息的特定位區(qū)域?？梢苑峙?位給每個(gè)子存儲(chǔ)塊中包括的每個(gè)頁。因此，由于每個(gè)子存儲(chǔ)塊可以包括六個(gè)頁，因此可以為每個(gè)子存儲(chǔ)塊分配六個(gè)位。另外，如果對(duì)塊1210、1220、1230和1240中的每個(gè)塊中的子存儲(chǔ)塊的頁中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新編程，換言之，當(dāng)從主機(jī)102接收到針對(duì)儲(chǔ)存在子存儲(chǔ)塊的頁中的數(shù)據(jù)的寫入命令以及對(duì)該數(shù)據(jù)執(zhí)行編程時(shí)，儲(chǔ)存在與子存儲(chǔ)塊相對(duì)應(yīng)的特定位區(qū)域中的VPC信息可以被更新。

假設(shè)存儲(chǔ)器件1200的塊block0 1210、block1 1220、block2 1230可以是封閉存儲(chǔ)塊，而存儲(chǔ)器件1200的blocki 1240可以是目標(biāo)存儲(chǔ)塊，以下將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理操作。

參見圖12和圖13，由于存儲(chǔ)器件1200的塊block0 1210、block1 1220、block2 1230可以是封閉存儲(chǔ)塊，因此與從主機(jī)102接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230的頁中。指示寫入數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220、block2 1230的頁中的信息(例如，L2P信息1300和P2L信息1350)可以儲(chǔ)存在控制器130的存儲(chǔ)器144中或者存儲(chǔ)器件1200的特定存儲(chǔ)塊中。例如，控制器130可以將與從主機(jī)102接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程和儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的block0 1210、block1 1220和block2 1230的頁中。另外，控制器130可以根據(jù)塊block0 1210、block1 1220和block2 1230的頁中的數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存來產(chǎn)生映射信息。例如，控制器130可以產(chǎn)生L2P信息1300和P2L信息1350，并且可以儲(chǔ)存上述產(chǎn)生的L2P信息1300和P2L信息1350，所述L2P信息1300包括具有邏輯頁編號(hào)的數(shù)據(jù)的邏輯地址(1305)/物理地址(1310)信息，所述P2L信息1350包括儲(chǔ)存在塊block0 1210、block1 1220和block2 1230中的每個(gè)塊的頁中的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號(hào)信息。另外，儲(chǔ)存的L2P信息1300和P2L信息1350可以根據(jù)寫入數(shù)據(jù)的編程而更新。

例如，L2P信息1300可以包括與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的所有存儲(chǔ)塊(例如，block0 1210、block1 1220、block2 1230)的頁中的數(shù)據(jù)相關(guān)的物理映射信息。另外，P2L信息1350可以包括與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件1200的所有存儲(chǔ)塊的頁中的數(shù)據(jù)相關(guān)的邏輯信息，諸如包括儲(chǔ)存在block0 1210的頁中的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號(hào)的block0 P2L表1360、包括儲(chǔ)存在block1 1220的頁中的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號(hào)的block1 P2L表1370以及包括儲(chǔ)存在block2 1230的頁中的數(shù)據(jù)的邏輯頁編號(hào)的block2 P2L表1380。

如上所述，當(dāng)控制器130可以接收針對(duì)儲(chǔ)存在塊block0 1210、block1 1220和block2 1230(即，封閉存儲(chǔ)塊)的頁中的數(shù)據(jù)的寫入命令時(shí)，它可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)更新并編程到除了塊block0 1210、block1 1220和block2 1230之外的新的特定存儲(chǔ)塊的頁中。因此，控制器130可以根據(jù)針對(duì)這種新的特定存儲(chǔ)塊的頁的寫入數(shù)據(jù)的更新編程，來更新前述的L2P信息1300和P2L信息1350。

另外，控制器130可以響應(yīng)于寫入數(shù)據(jù)的更新編程來更新包括VPC信息的映射列表1250，并且將更新的映射列表1250與P2L信息1350一起儲(chǔ)存在塊block0 1210、block1 1220和block2 1230(即，封閉存儲(chǔ)塊)中。例如，控制器130可以更新包括與塊block0 1210、block1 1220和block2 1230中的每個(gè)塊的子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息的映射列表。例如，控制器130可以響應(yīng)于寫入數(shù)據(jù)的更新編程，來對(duì)包括與block0 1210的子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息的block0VPC列表1365以及block0 P2L表1360一起更新，以儲(chǔ)存更新的映射列表和block0 P2L表1360。此外，控制器130可以響應(yīng)于寫入數(shù)據(jù)的更新編程，來將包括與block1 1220的子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息的block1 VPC列表1375以及block1 P2L表1370一起更新，以儲(chǔ)存更新的block1 VPC列表1375和block1 P2L表1370。另外，控制器130可以響應(yīng)于寫入數(shù)據(jù)的更新編程，來將包括與block2 1230的子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息的block2 VPC列表1385以及block2 P2L表1380一起更新，以儲(chǔ)存更新的block2 VPC列表1385和block2 P2L表1380。在這種情況下，如果存儲(chǔ)器件1200的blocki 1240是封閉存儲(chǔ)塊，則控制器130可以響應(yīng)于寫入數(shù)據(jù)的更新編程，來將包括與blocki 1240的子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息的blocki VPC列表1395以及blocki P2L表1390一起更新，以儲(chǔ)存更新的blocki VPC列表1395和blocki P2L表1390。

例如，更具體地，當(dāng)從主機(jī)102接收到針對(duì)儲(chǔ)存在block0 1210(其為封閉存儲(chǔ)塊)的除了頁0、頁2、頁3、頁5、頁8、頁9、頁18、頁19、頁21、頁22和頁23之外的其余頁中的數(shù)據(jù)的寫入命令時(shí)，控制器130可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件150的特定存儲(chǔ)塊中。因此，block0 1210的頁0、頁2、頁3、頁5、頁8、頁9、頁18、頁19、頁21、頁22以及頁23可以成為有效頁，而block0 1210的其余頁可以成為無效頁。在這種情況下，控制器130可以對(duì)block0 1210(其為封閉存儲(chǔ)塊)的子存儲(chǔ)塊(塊0 1212、塊1 1214、塊2 1216以及塊3 1218)中包括的有效頁進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及可以將與block0 1210的子存儲(chǔ)塊(塊0 1212、塊1 1214、塊2 1216以及塊3 1218)相關(guān)的VPC信息(例如，“4205”)儲(chǔ)存在上述的block0 1210的區(qū)域1 1219以及映射列表1250的第一列1260中。另外，控制器130可以將VPC信息“4205”和關(guān)于block0 1210的P2L信息(例如，block0 P2L表1360)一起儲(chǔ)存在block0 VPC列表1364中。

另外，當(dāng)可以從主機(jī)102接收到針對(duì)儲(chǔ)存在block1 1220(其為封閉存儲(chǔ)塊)的除了頁6、頁7、頁9、頁12、頁13、頁14、頁16、頁17、頁20以及頁22之外的其余頁中的數(shù)據(jù)的寫入命令時(shí)，控制器130可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件150的特定存儲(chǔ)塊中。因此，block1 1220的頁6、頁7、頁9、頁12、頁13、頁14、頁16、頁17、頁20以及頁22可以成為有效頁，而block1 1220的其余頁可以成為無效頁。在這種情況下，控制器130可以對(duì)block1 1220(其為封閉存儲(chǔ)塊)的子存儲(chǔ)塊(塊0 1222、塊1 1224、塊2 1226以及塊3 1228)中包括的有效頁進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及可以將與block1 1220的子存儲(chǔ)塊(塊0 1222、塊1 1224、塊2 1226以及塊3 1228)相關(guān)的VPC信息(例如，“0352”)儲(chǔ)存在上述的block1 1220的區(qū)域1 1229以及映射列表1250的第二列1270中。另外，控制器130可以將VPC信息“0352”和關(guān)于block1 1220的P2L信息(例如，block1 P2L表1370)一起儲(chǔ)存在block1 VPC列表1375中。

另外，當(dāng)可以從主機(jī)102接收到針對(duì)儲(chǔ)存在block2 1230(其為封閉存儲(chǔ)塊)的除了頁0、頁4、頁6、頁7、頁9、頁10、頁11、頁14、頁16和頁17之外的其余頁中的數(shù)據(jù)的寫入命令時(shí)，控制器130可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件150的特定存儲(chǔ)塊中。因此，block2 1230的頁0、頁4、頁6、頁7、頁9、頁10、頁11、頁14、頁16以及頁17可以成為有效頁，而block2 1230的其余頁可以成為無效頁。在這種情況下，控制器130可以對(duì)block2 1230(其為封閉存儲(chǔ)塊)的子存儲(chǔ)塊(塊0 1232、塊1 1234、塊2 1236以及塊3 1238)中包括的有效頁進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及可以將與block2的子存儲(chǔ)塊(塊0 1232、塊1 1234、塊2 1236以及塊3 1238)相關(guān)的VPC信息(例如，“2530”)儲(chǔ)存在上述的block2 1230的區(qū)域2 1239以及映射列表1250的第三列1280中。另外，控制器130可以將VPC信息“2530”和關(guān)于block2 1230的P2L信息(例如，block2 P2L表1380)一起儲(chǔ)存在block2 VPC列表1358中。

因此，如果執(zhí)行垃圾收集，則控制器130可以不需要對(duì)所有頁的L2P信息1300執(zhí)行搜索操作和檢查操作。例如，控制器130可以不需要基于塊block0 1210、block1 1220和block2 1230的用于識(shí)別封閉存儲(chǔ)塊中包括的有效頁的P2L信息1350來對(duì)所有的塊block0 1210、block1 1220和block2 1230(即，封閉存儲(chǔ)塊)的L2P信息1300執(zhí)行搜索操作和檢查操作。例如，控制器130可以將當(dāng)前的VPC信息與先前的VPC信息進(jìn)行比較，所述當(dāng)前的VPC信息以位映射的形式包括在具有與塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230相關(guān)的當(dāng)前的VPC信息的映射列表1250中，所述先前的VPC信息與塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230的P2L信息1350一起儲(chǔ)存，例如，已經(jīng)與塊P2L表1360、1370和1380一起儲(chǔ)存的且包括在塊VPC列表1365、1375和1385中的先前的VPC信息。作為比較的結(jié)果，如果VPC信息已經(jīng)改變，則控制器130可以僅僅對(duì)其VPC信息已經(jīng)改變的塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230的子存儲(chǔ)塊搜索和檢查P2L信息1350和L2P信息1300。另外，控制器130可以不針對(duì)其VPC信息尚未改變的塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230的子存儲(chǔ)塊來對(duì)P2L信息1350和L2P信息1300執(zhí)行搜索操作和檢查操作，以及可以基于映射列表1250中包括的VPC信息或與P2L信息1350一起儲(chǔ)存的VPC信息來識(shí)別塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230(即，封閉存儲(chǔ)塊)中包括的有效頁。另外，控制器130可以復(fù)制儲(chǔ)存在塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230(即，封閉存儲(chǔ)塊)中包括的有效頁中的有效數(shù)據(jù)，將復(fù)制的有效數(shù)據(jù)編程到blocki 1240(即，目標(biāo)存儲(chǔ)塊)中包括的頁中，以及通過對(duì)塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230(即，封閉存儲(chǔ)塊)執(zhí)行擦除操作來將塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230產(chǎn)生為空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。

當(dāng)可以從主機(jī)102接收到包括修整(trim)或丟棄的取消映射命令(un-mapping command)時(shí)，控制器130可以將對(duì)應(yīng)于取消映射命令的邏輯地址與關(guān)于存儲(chǔ)器件150的存儲(chǔ)塊(例如，塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230)的L2P信息1300取消映射。然后，控制器130可以不更新P2L信息1350和L2P信息1300，但是可以將關(guān)于塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230的每個(gè)子存儲(chǔ)塊的VPC信息設(shè)置為“0”。因此，可以快速處理與取消映射命令相對(duì)應(yīng)的取消映射操作。例如，當(dāng)從主機(jī)102接收到取消映射命令時(shí)，控制器130可以不對(duì)與取消映射命令相對(duì)應(yīng)的L2P信息1300和P2L信息1350執(zhí)行更新操作(尤其是不對(duì)L2P信息1300執(zhí)行更新操作)，但是可以將儲(chǔ)存在映射列表1250中的VPC信息和與P2L信息1350一起儲(chǔ)存的關(guān)于塊VPC列表1365、1375和1385的VPC信息都設(shè)置為“0”。例如，當(dāng)從主機(jī)102接收到取消映射命令時(shí)，控制器130可以將指示在塊block0 1210、block1 1220以及block2 1230的子存儲(chǔ)塊中僅存在無效頁的VPC信息設(shè)置為“0”，由此能夠快速處理與取消映射命令相對(duì)應(yīng)的取消映射操作。例如，block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)的子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁可以被識(shí)別，如以下將更詳細(xì)描述的。

參見圖14，控制器130將與從主機(jī)102接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到上述的block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)。例如，控制器130可以從主機(jī)102接收與儲(chǔ)存在block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)的除了頁0、頁2、頁3、頁5、頁8、頁9、頁18、頁19、頁21、頁22以及頁23之外的其余頁中的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的寫入命令，并且可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件150的特定存儲(chǔ)塊中。因此，block0 1210的頁0、頁2、頁3、頁5、頁8、頁9、頁18、頁19、頁21、頁22以及頁23可以成為有效頁，而block0 1210的其余頁可以成為無效頁?？刂破?30可以對(duì)block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)的子存儲(chǔ)塊(塊0 1212、塊1 1214、塊2 1216以及塊3 1218)中包括的有效頁進(jìn)行計(jì)數(shù)?？刂破?30可以將與block0 1210的子存儲(chǔ)塊(塊0 1212、塊1 1214、塊2 1216以及塊3 1218)相關(guān)的VPC信息(例如，“4205”)儲(chǔ)存在block0 1210的區(qū)域1 1219和映射列表1250的第一列1260中，以及還可以將VPC信息與block0 1210的P2L信息(例如，block0 P2L表1360)一起儲(chǔ)存在block0 VPC列表1365中。

接著，當(dāng)從主機(jī)102接收到針對(duì)儲(chǔ)存在block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)的有效頁的頁2、頁3、頁5、頁21以及頁22中的數(shù)據(jù)的寫入命令時(shí)，控制器130可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到存儲(chǔ)器件150的特定存儲(chǔ)塊中。因此，根據(jù)block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)的更新編程，block0 1210的頁2、頁3、頁5、頁21以及頁22可以成為無效頁。因此，控制器130可以對(duì)block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)的子存儲(chǔ)塊(塊0 1412、塊1 1414、塊2 1416以及塊3 1418)中包括的有效頁進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且將與block0 1210的子存儲(chǔ)塊(塊0 1412、塊1 1414、塊2 1416以及塊3 1418)相關(guān)的VPC信息例如“1203”(即，當(dāng)前狀態(tài)的VPC信息)儲(chǔ)存在block0 1210的區(qū)域1 1419和映射列表1250的第一列1260中。

當(dāng)控制器130識(shí)別出block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)中包括的有效頁時(shí)，即，當(dāng)控制器130在當(dāng)前狀態(tài)下識(shí)別出block0 1210的子存儲(chǔ)塊1412、1414、1416和1418中包括的有效頁時(shí)，控制器130可以將儲(chǔ)存在block0 1210的區(qū)域1 1419和映射列表1250中的VPC信息與包括在block0 VPC列表1365中的且與block0 P2L表1360(即，block0 1210的P2L信息)一起儲(chǔ)存的VPC信息進(jìn)行比較。如果作為比較的結(jié)果，與block0 1210的子存儲(chǔ)塊(塊0 1412和塊3 1418)相關(guān)的VPC信息(分別對(duì)應(yīng)于映射列表1250中包括的第一列1260的第一位區(qū)域1262和第四位區(qū)域1268)已經(jīng)改變，則控制器130可以通過對(duì)與block0 1210的子存儲(chǔ)塊(塊0 1412和塊3 1418)中的P2L信息1350相關(guān)的L2P信息1300執(zhí)行搜索操作和檢查操作，來識(shí)別block0 1210的子存儲(chǔ)塊(塊0 1412和塊3 1418)中包括的有效頁。另外，控制器130可以對(duì)與子存儲(chǔ)塊(塊0 1412和塊3 1418)相關(guān)的P2L信息1350和L2P信息1300執(zhí)行更新操作，以及可以對(duì)block0 P2L表1360執(zhí)行更新操作。另外，如果作為比較的結(jié)果，與block0 1210的子存儲(chǔ)塊(塊1 1414和塊2 1416)相關(guān)的VPC信息沒有改變，則控制器130可以基于映射列表1250中包括的VPC信息或儲(chǔ)存在block0 VPC列表1365中的VPC信息來識(shí)別子存儲(chǔ)塊(塊1 1414和塊2 1416)中包括的有效頁。

在這種情況下，控制器130可以將儲(chǔ)存在block0 1210的區(qū)域1 1419和映射列表1250中的VPC信息與包括在block0 VPC列表1365中的且與block0 P2L表1360(即，block0 1210的P2L信息)一起儲(chǔ)存的VPC信息進(jìn)行比較。然后，控制器130可以識(shí)別block0 1419的子存儲(chǔ)塊1412、1414、1416和1418中包括的有效頁，以及可以僅僅針對(duì)block0 1419的VPC信息已經(jīng)改變的子存儲(chǔ)塊1412和1418搜索和檢查P2L信息1350和L2P信息1300。因此，可以最小化對(duì)P2L信息1350和L2P信息1300的搜索操作和檢查操作，以及可以最小化與對(duì)P2L信息1350和L2P信息1300的搜索操作和檢查操作相對(duì)應(yīng)的對(duì)P2L信息1350和L2P信息1300的更新操作。

另外，控制器130可以復(fù)制儲(chǔ)存在block0 1210(即，封閉存儲(chǔ)塊)的子存儲(chǔ)塊1412、1414和1416的有效頁中的有效數(shù)據(jù)，將復(fù)制的有效數(shù)據(jù)編程到blocki 1240(即，目標(biāo)存儲(chǔ)塊)的頁中，以及通過對(duì)block0 1210(即，封閉的存儲(chǔ)塊)執(zhí)行擦除操作來將block0 1210產(chǎn)生為空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。以下將參照?qǐng)D15更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的由存儲(chǔ)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的操作。

參見圖15，當(dāng)在步驟1510處可以從主機(jī)接收到寫入命令時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊中。具體地，當(dāng)可以從主機(jī)接收到針對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件的封閉存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)的寫入命令時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以通過執(zhí)行數(shù)據(jù)編程來將與寫入命令相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊中的另一個(gè)特定存儲(chǔ)塊中。換言之，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以執(zhí)行更新編程。

另外，在步驟1520處，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以根據(jù)針對(duì)存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊的數(shù)據(jù)編程和針對(duì)封閉存儲(chǔ)塊的數(shù)據(jù)更新編程，來產(chǎn)生和更新與存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊相關(guān)的映射信息，例如，L2P信息和P2L信息。存儲(chǔ)系統(tǒng)可以產(chǎn)生和更新與存儲(chǔ)器件的每個(gè)存儲(chǔ)塊(尤其是封閉存儲(chǔ)塊)中包括的多個(gè)子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息。在這種情況下，VPC信息可以與P2L信息一起儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器件的對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)塊中。

另外，在步驟1530，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以通過檢查與子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息，來識(shí)別每個(gè)封閉存儲(chǔ)塊中包括的子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁。在這種情況下，可以最小化對(duì)與封閉存儲(chǔ)塊相關(guān)的P2L信息和L2P信息的搜索操作和檢查操作，因?yàn)榕c多個(gè)子存儲(chǔ)塊相關(guān)的VPC信息被檢查。

接著，在步驟1540，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以對(duì)存儲(chǔ)器件的封閉存儲(chǔ)塊執(zhí)行垃圾收集。更具體地，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以復(fù)制儲(chǔ)存在封閉存儲(chǔ)塊的子存儲(chǔ)塊中包括的有效頁中的數(shù)據(jù)。然后，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以將復(fù)制的數(shù)據(jù)編程到目標(biāo)存儲(chǔ)塊中包括的頁中，以及通過對(duì)封閉存儲(chǔ)塊執(zhí)行擦除操作，來將封閉存儲(chǔ)塊中的每個(gè)產(chǎn)生為空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊。存儲(chǔ)系統(tǒng)可以將與從主機(jī)接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)編程到上述的空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊的頁中。

已經(jīng)參照?qǐng)D12至圖14詳細(xì)描述了存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊中的數(shù)據(jù)處理，包括：用于通過在存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)塊中執(zhí)行更新編程來產(chǎn)生空存儲(chǔ)塊、開放存儲(chǔ)塊或空閑存儲(chǔ)塊的操作；用于產(chǎn)生和更新與更新編程相對(duì)應(yīng)的映射列表的操作；用于識(shí)別存儲(chǔ)塊中包括的有效頁的操作；以及用于對(duì)與從主機(jī)接收到的寫入命令相對(duì)應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)執(zhí)行存儲(chǔ)塊的垃圾收集的操作。因此，省略了操作的詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)可以通過最大化存儲(chǔ)器件的使用效率來降低存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)處理操作的復(fù)雜性和性能要求。因此，相比于現(xiàn)有的系統(tǒng)，可以更快和更穩(wěn)定地處理來往于存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)。

盡管已經(jīng)出于說明的目的描述了各個(gè)實(shí)施例，但是對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將明顯的是，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和修改。