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TW201833777A - 資料儲存裝置以及其操作方法 - Google Patents

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TW201833777A
TW201833777A TW106107357A TW106107357A TW201833777A TW 201833777 A TW201833777 A TW 201833777A TW 106107357 A TW106107357 A TW 106107357A TW 106107357 A TW106107357 A TW 106107357A TW 201833777 A TW201833777 A TW 201833777A
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Abstract

一種資料儲存裝置，其中非揮發式記憶體之垃圾回收為分段進行，以穿插執行一主機下達的主機指令。垃圾回收的有效資料複製(swap)階段、目的區塊之映射表F2H更新階段、與映射表H2F更新階段可一同或單獨進行分段。

Description

資料儲存裝置以及其操作方法
本發明係有關於資料儲存裝置，特別有關於其中垃圾回收(garbage collection)技術。
資料儲存裝置所採用的非揮發性記憶體有多種形式-例如，快閃記憶體(flash memory)、磁阻式隨機存取記憶體(Magnetoresistive RAM)、鐵電隨機存取記憶體(Ferroelectric RAM)、電阻式隨機存取記憶體(Resistive RAM)、自旋轉移力矩隨機存取記憶體(Spin Transfer Torque-RAM，STT-RAM)…等，用於長時間資料保存。
在非揮發性記憶體上儲存資料時，往往藉由垃圾回收程序來回收不具有有效資料的區塊，使該區塊經抹寫之後可以重新用來儲存資料。隨著時間的演進，非揮發性記憶體的區塊的物理結構愈來愈複雜，資料的儲存能力也愈來愈巨大，因此，如何在不拖累系統資源的前提下，如何有效率地執行垃圾回收程序成為一項重要課題。
根據本案一種實施方式提供的一資料儲存裝置包括一非揮發式記憶體以及一微控制器。該非揮發式記憶體包括複數個物理區塊。該微控制器自該等物理區塊中選擇一來源區 塊(source blocks)以及一目的區塊(destination block)，進行垃圾回收(garbage collection)，將上述來源區塊的有效資料分段地收集至上述目的區塊。該微控制器於該些有效資料複製至該目的區塊的分段間，執行一主機下達的一指令。
根據本案另一種實施方式提供的一資料儲存裝置包括一非揮發式記憶體以及一微控制器。該非揮發式記憶體包括複數個物理區塊。該微控制器自該等物理區塊中選擇一來源區塊以及一目的區塊，並進行一垃圾回收以將上述來源區塊的複數有效資料複製至該目的區塊，並分段地更新該目的區塊之一映射表F2H。該微控制器於更新該目的區塊之該映射表F2H的分段間，執行一主機下達的一指令。
根據本案另一種實施方式提供的一資料儲存裝置包括一非揮發式記憶體以及一微控制器。該微控制器進行一垃圾回收以將該等物理區塊之一來源區塊的複數有效資料複製至該等物理區塊之一目的區塊，其中，該微控制器以該目的區塊的一尾端為起點，分段地反向掃描該目的區塊以更新一映射表H2F。該映射表H2F記錄複數資料的複數邏輯位址與複數物理位址之一映射關係。該微控制器於反向掃描該目的區塊以更新該映射表H2F的分段間，執行一主機下達的一指令。
根據本案另一種實施方式提供的一資料儲存裝置操作方法包括：自一非揮發式記憶體的複數個物理區塊選擇一來源區塊以及一目的區塊；進行一垃圾回收以將上述來源區塊的複數有效資料分段地複製至該目的區塊；且於該些有效資料複製至該目的區塊的分段間，執行一主機下達的一指令。
根據本案另一種實施方式提供的一資料儲存裝置操作方法包括：自一非揮發式記憶體的複數個物理區塊選擇一來源區塊以及一目的區塊；進行一垃圾回收以將上述來源區塊的複數有效資料複製至該目的區塊，並分段地更新該目的區塊之一映射表F2H；且於更新該目的區塊之該映射表F2H的分段間，執行一主機下達的一指令。
根據本案另一種實施方式提供的一資料儲存裝置操作方法包括：自一非揮發式記憶體的複數個物理區塊選擇一來源區塊以及一目的區塊；進行一垃圾回收以將該來源區塊的複數有效資料複製至該等物理區塊之一目的區塊，並以該目的區塊的一尾端為起點，分段地反向掃描該目的區塊以更新一映射表H2F，該映射表H2F記錄複數資料的複數邏輯位址與複數物理位址之一映射關係；且於反向掃描該目的區塊以更新該映射表H2F的分段間，執行一主機下達的一指令。
下文特舉實施例，並配合所附圖示，詳細說明本發明內容。
100‧‧‧快閃記憶體
200‧‧‧主機
300‧‧‧資料儲存裝置
302‧‧‧控制單元
304‧‧‧動態隨機存取記憶體
310‧‧‧線上燒錄區塊池
312‧‧‧系統資訊區塊池
314‧‧‧閒置區塊池
316‧‧‧資料區塊池
320‧‧‧微控制器
322‧‧‧隨機存取記憶空間
324‧‧‧唯讀記憶體
A1、A2‧‧‧資料
Active_Blk‧‧‧主動區塊
B‧‧‧資料
BLK#1、BLK#2、BLK#Z‧‧‧物理區塊
GC_D‧‧‧垃圾回收之目的區塊
S1、S2‧‧‧來源區塊
Sf‧‧‧最末來源區塊
S402…S408、S502…S512、S602…S620、S702…S720‧‧‧步驟
tb‧‧‧分段點
*p‧‧‧複製尾端指標
第1圖圖解一快閃記憶體(Flash memory)100的儲存空間規劃；第2圖圖解垃圾回收的概念；第3圖以方塊圖圖解根據本案一種實施方式實現的一資料儲存裝置300；第4圖為流程圖，根據本案一種實施方式說明本案垃圾回 收之分段設計；第5圖根據一種實施方式細述步驟S402；第6圖根據一種實施方式細述步驟S404；第7圖根據一種實施方式細述步驟S408；第8圖舉例說明映射表H2F之可靠度；第9圖舉例說明目的區塊GC_D之映射表F2H的可靠度；第10圖更舉另一例說明映射表H2F之可靠度；以及第11圖更舉另一例說明映射表H2F之可靠度。
以下敘述列舉本發明的多種實施例。以下敘述介紹本發明的基本概念，且並非意圖限制本發明內容。實際發明範圍應依照申請專利範圍界定之。
非揮發性記憶體可以是快閃記憶體(Flash memory)、磁阻式隨機存取記憶體(Magnetoresistive RAM)、鐵電隨機存取記憶體(Ferroelectric RAM)、電阻式記憶體(Resistive RAM，RRAM)、自旋轉移力矩隨機存取記憶體(Spin Transfer Torque-RAM，STT-RAM)等具有長時間資料保存之記憶體裝置。以下特別以快閃記憶體(Flash memory)為例進行討論。
第1圖圖解一快閃記憶體(Flash memory)100的物理儲存空間規劃，係劃分為複數個物理區塊(physical blocks)BLK#1、BLK#2…BLK#Z等，Z為正整數。各物理區塊包括複數物理頁(physical pages)，例如：256個物理頁。每一物理頁包括一個可儲存預設長度的資料的資料區，例如：可儲存16KB長度的資料區；除此之外，每一物理頁更具有一個備 用區，並利用此備用區來儲存元資料(metadata)。多個物理頁，例如三個，可被同一條字元線(word line)所存取或管理。每一物理頁的資料區可劃分為複數個儲存單元，例如：每一儲存單元4KB。每一儲存單元可儲存一個4KB大小的資料，並將邏輯區塊位址(Logical Block Address，LBA)(例如：LBA#0)儲存於備用區；或者，每一儲存單元最多可儲存8個512B大小的資料，並將其LBA(例如：LBA#0~LBA#7)儲存於備用區。為了簡化說明，在本發明中每一儲存單元可儲存一個4KB大小的資料。資料所對應的LBA(由主機所分配)以及資料儲存於快閃記憶體100的位置/位址(物理位址)之間的映射關係可以記錄至一個映射表H2F，以進行資料的管理。映射表H2F較佳是以LBA為索引依序建立，但不以此為限，映射表H2F也可以依資料儲存至快閃記憶體的先後順序來建立。除了映射表H2F之外，使用者可建立其他類型的映射表以管理快閃記憶體100所儲存的資料，並作為映射表H2F重建的依據。例如，映射表F2H記錄資料儲存於快閃記憶體100的位置/位址以及資料所對應的LBA之間的映射關係，並較佳以物理頁或物理頁的單元為索引。
現今資料儲存裝置常以快閃記憶體100為儲存媒體，常用來實現記憶卡(memory card)、通用序列匯流排閃存裝置(USB flash device)、固態硬碟(SSD)...等產品。有一種應用是採多晶片封裝、將快閃記憶體100與其控制器包裝在一起-稱為嵌入式快閃記憶體模組(如eMMC)。
快閃記憶體100之資料更新並非對同樣儲存空間作複寫，而是將更新資料儲存在閒置空間。至於原儲存空間的 儲存內容則轉為無效。頻繁的寫入操作容易致使儲存空間充斥無效的儲存內容。對於充斥無效物理頁的物理區塊，快閃記憶體100具有垃圾回收(Garbage Collection)設計。第2圖圖解垃圾回收的概念。斜線標示無效資料。來源區塊(source blocks)的有效資料將被複製至目的區塊(destination block)。當複製完成後，可直接對來源區塊執行抹除(erase)動作並將其定義(或變更)為閒置區塊(spare block)；或者，將此來源區塊定義為閒置區塊，當閒置區塊被選取以儲存資料時，再對此閒置區塊執行抹除(erase)動作。為了有效率地執行垃圾回收程序，本案揭露以分段方式執行垃圾回收程序，並於分段之間執行來自於主機之指令，避免系統資源被垃圾回收程序所獨佔而造成系統效能低落。
第3圖以方塊圖圖解根據本案一種實施方式實現的一資料儲存裝置300，其中包括快閃記憶體100以及一控制單元302。控制單元302耦接於一主機200與該快閃記憶體100之間，包括根據主機200所下達的指令操作該快閃記憶體100。資料儲存裝置300更可選擇性地設置一個動態隨機存取記憶體(DRAM)304，作為資料緩衝器。
圖示快閃記憶體100之儲存空間規劃包括：線上燒錄區塊池310、系統資訊區塊池312、閒置區塊池314、資料區塊池318、主動區塊Active_Blk以及因應垃圾回收需求而產生的目的區塊GC_D。線上燒錄區塊池310之區塊儲存線上燒錄(in-system programming，ISP)的程式。系統資訊區塊池312之區塊儲存系統資訊-如，映射表H2F。主動區塊Active_Blk係 由閒置區塊池314供應，負責接收來自於主機200的資料，待完成資料儲存後即推入資料區塊池316或定義為資料區塊池316的資料區塊。垃圾回收程序中之目的區塊GC_D係由閒置區塊池314供應。垃圾回收程序中之來源區塊則可選自該資料區塊池316。來源區塊的有效內容完全複製至該目的區塊GC_D後，來源區塊則定義為閒置區塊。
控制單元302包括一微控制器320、一隨機存取記憶空間322以及一唯讀記憶體324。隨機存取記憶空間322較佳為靜態隨機存取記憶體(SRAM)或動態隨機存取記憶體(DRAM)。隨機存取記憶空間322較佳與微控制器320置於同一個晶粒(die)。動態隨機存取記憶體304則未與微控制器320置於同一個晶粒。唯讀記憶體324存有唯讀程式碼(如，ROM code)。微控制器320執行該唯讀記憶體324所載之唯讀程式碼或/以及該快閃記憶體100之該線上燒錄區塊池310所載之線上燒錄的程式，以進行運作。微控制器320可以該隨機存取記憶體322動態整理映射表H2F或分組映射表H2F_G，其中，映射表H2F可分割成複數個分組映射表H2F_G，每一分組映射表H2F_G的大小較佳等於一個資料頁或儲存單元的大小，以利分組映射表H2F_G的儲存及管理，但不以此為限。在本發明中將以映射表H2F之整理為例進行說明，但不以此為限。至於主動區塊Active_Blk以及目的區塊GC_D各自的映射表F2H，微控制器320也可以是在該隨機存取記憶體322上動態整理之。
本案微控制器320以分段的方式在快閃記憶體100執行垃圾回收程序，並於分段期間處理主機200發出的指令 (如，讀/寫要求)。垃圾回收程序大致上包括四個階段：第一階段進行有效資料複製(或搬移)；第二階段進行目的區塊GC_D之映射表F2H更新；第三階段進行目的區塊GC_D之區塊關閉資訊(EOB)儲存；以及，第四階段進行映射表H2F更新。本案揭露分段執行第一階段或/以及第二階段或/以及第四階段的任務的方法，其中，是否分段執行係視使用者需求而決定。
第4圖為流程圖，根據本案一種實施方式描述垃圾回收程序。參閱第4圖，垃圾回收程序啟動後，步驟S402分段地將有效資料自來源區塊(以下標示GC_S)複製至目的區塊GC_D，期間穿插執行來自於主機200的指令。待目的區塊GC_D不再有位置接受來源區塊GC_S之有效資料，步驟S404分段地整理該目的區塊GC_D之映射表F2H，期間穿插執行來自於主機200的指令。步驟S406將整理完畢的映射表F2H與其他數據(包括抹除計數…之類)組成區塊關閉數據(EOB)填入目的區塊GC_D，較佳係填入目的區塊GC_D的尾端。之後，步驟S408根據目的區塊GC_D分段地將相關映射資訊更新至映射表H2F，期間穿插執行來自於主機200的指令。最後，將目的區塊GC_D關連至資料區塊池316，垃圾回收程序隨之完成。
步驟S504檢查目的區塊GC_D是否已無資料收集空間。若目的區塊GC_D不再有位置接受來源區塊GC_S之有效資料，步驟S506以指標(標號*p，又稱複製尾端指標)指向來源區塊GC_S中最後一個完成有效料複製的資料頁或是儲存單元，或是指向來源區塊GC_S中下一個執行有效料複製的資料頁或是儲存單元，流程切入步驟S404。反之，步驟S508更判斷 分段條件是否滿足。若未滿足，來源區塊GC_S之有效資料繼續經步驟S502複製至目的區塊GC_D。若滿足，步驟S510判斷是否有來自於主機200的指令在等待，如果否，來源區塊GC_S之有效資料繼續經步驟S502複製至目的區塊GC_D；如果是，步驟S512將系統資源轉而用來執行來自於主機200的指令，例如：讀取或寫入資料，並隨之(如，寫入資料)更新映射表H2F，之後，重續步驟S502。本發明中係用指標為例，進行資料來源或目的之管理，但不以此為限，使用者亦可使用先進先出法(First Input First Output，FIFO)或其他方式進行資料來源或目的之管理。在步驟S512中，系統資源可執行來自於主機200的預設數量的指令，例如5個指令。如果閒置的指令超過5個，則剩餘的指令將在下一個步驟S512再執行。在步驟S508的分段條件包括預設的時間長度、資料複製量、以及/或來源區塊GC_S的更替。其中，時間長度可隨著過熱降頻而拉長。綜上所述，步驟S402中有效資料的複製可被中斷或分段執行，並利用中斷或分段之間的間隔執行來自於主機200的指令，因此，資料儲存裝置300於執行垃圾回收程序期間，不會一直處於忙碌狀態而無法回應來自於主機200的指令，進而改善資料儲存裝置300的系統效能，達到本發明其中之一目的。
步驟S504檢查目的區塊GC_D是否已無資料收集空間。若目的區塊GC_D不再有位置接受來源區塊GC_S之有效資料，步驟S506以指標(標號*p，又稱複製尾端指標)指向來源區塊GC_S中最後一個完成有效料複製的資料頁或是儲存單元，或是指向來源區塊GC_S中下一個執行有效料複製的資料 頁或是儲存單元，流程切入步驟S404。反之，步驟S508更判斷分段條件是否滿足。若未滿足，來源區塊GC_S之有效資料繼續經步驟S502複製至目的區塊GC_D。若滿足，步驟S510判斷是否有來自於主機200的指令在等待，如果否，來源區塊GC_S之有效資料繼續經步驟S502複製至目的區塊GC_D；如果是，步驟S512將系統資源轉而用來執行來自於主機200的指令，例如：讀取或寫入資料，並隨之(如，寫入資料)更新映射表H2F，之後，重續步驟S502。本發明中係用指標為例，進行資料來源或目的之管理，但不以此為限，使用者亦可使用先進先出法(First Input First Output，FIFO)或其他方式進行資料來源或目的之管理。在步驟S512中，系統資源可執行來自於主機200的預設數量的指令，例如5個指令。如果閒置的指令超過5個，則剩餘的指令將在下一個步驟S512再執行。在步驟S508的分段條件包括預設的時間長度、資料複製量、以及/或來源區塊GC_S的更替。其中，時間長度可隨著過熱降頻而拉長。綜上所述，步驟S402中有效資料的複製可被中斷或分段執行，並利用中斷或分段之間的間隔執行來自於主機200的指令，因此，資料儲存裝置300於執行垃圾回收程序期間，不會一直處於忙碌狀態而無法回應來自於主機200的指令，進而改善資料儲存裝置300的系統效能，達到本發明其中之一目的。
第6圖根據一種實施方式細述步驟S404。步驟S602初始化掃描點，其中，掃描點的標的為目的區塊GC_D的資料頁或儲存單元的位址，標的的內容為資料頁或儲存單元所儲存的資料。由於步驟S512可能導致複製到目的區塊GC_D的有效 資料不再有效，因此，整理映射表F2H時需重新判斷目的區塊GC_D的資料的有效性。
步驟S604取得掃描點的標的的內容之LBA。步驟S606判斷在映射表H2F中掃描點的內容之邏輯區塊位址是否映射至來源區塊GC_S。若是，步驟S608判斷該掃描點的標的的內容為有效資料。若否，步驟S610判斷該掃描點的標的的內容為無效資料。
步驟S612判斷掃描是否結束，即判斷掃描點的標的是否為目的區塊GC_D的最後一個資料頁或最後一個儲存單元的位址。若結束，則進行步驟S406。若否，步驟S614判斷分段條件是否滿足。若未滿足，步驟S616變更掃描點的標的(如，到下一資料頁或下一儲存單元)，回到步驟S604。若滿足，步驟S618將系統資源轉而用來執行來自於主機200的指令，例如：讀取或寫入資料，並隨之(如，寫入資料)更新映射表H2F。
步驟S620判斷主動區塊Active_Blk是否被填滿，進行區塊關閉(close)。若是，流程回到步驟S602，重啟目的區塊GC_D之映射表F2H的掃描。若否，步驟S616變更掃描點的標的。由於主動區塊Active_Blk關閉將造成映射表H2F內容的改變(更新)。因此，需重啟目的區塊GC_D之映射表F2H的掃描，以免造成資料有效性的誤判。
綜上所述，步驟S404中目的區塊GC_D之映射表F2H的整理可被中斷或分段執行，並利用中斷或分段之間的間隔執行來自於主機200的指令，因此，資料儲存裝置300於執行垃圾回收程序期間，不會一直處於忙碌狀態而無法回應來自於 主機200的指令，進而改善資料儲存裝置300的系統效能，達到本發明其中之一目的。
第7圖根據一種實施方式細述步驟S408。步驟S702初始化掃描點，其中，掃描點的標的為目的區塊GC_D的資料頁或儲存單元的位址，標的的內容為資料頁或儲存單元所儲存的資料。更新H2F的目的區塊GC_D掃描較佳實施例為反向掃描。掃描點的標的較佳為目的區塊GC_D的最後一個資料頁或最後一個儲存單元的位址；標的的內容較佳為最後一個資料頁或最後一個儲存單元所儲存的資料。
步驟S704取得掃描點的標的的內容之LBA。步驟S706判斷在映射表H2F中掃描點的內容之LBA(即步驟S704取得之邏輯區塊位址LBA)是否映射至來源區塊GC_S。若是，步驟S708可根據步驟S506所產生的指標*p更判斷此來源區塊GC_S是否是最末來源區塊。若是，執行步驟S710。指標*p將該LBA的有效資料搬移區分成領先及落後。若映射表H2F顯示該LBA至該最末來源區塊之映射是在該指標*p之前(領先)，顯示關於該LBA，最新內容已經複製至該目的區塊GC_D。步驟S712隨之執行，更新映射表H2F，使該邏輯區塊位址LBA指向該目的區塊GC_D。若映射表H2F顯示該邏輯區塊位址LBA至該最末來源區塊之映射是在該指標*p之後(落後)，顯示關於該LBA，該目的區塊GC_D內容早已不是最新內容。關於該LBA之映射，步驟S712需跳過-不能使映射表H2F錯誤指向目的區塊GC_D中舊的內容，而是要保持映射表H2F目前正確指向來源區塊Sf的狀況。
至於步驟S708判定是來源區塊GC_S但非最末來源區塊的狀況，則無有效資料尚未完全搬移的問題，故可略過步驟S710之判斷而進入步驟S712，更新映射表H2F，使該LBA指向該目的區塊GC_D。
至於步驟S706判定非來源區塊的狀況，表示目的區塊GC_D關於該LBA的內容已非最新，流程直接跳到步驟S712之後-不能使映射表H2F錯誤指向目的區塊GC_D中舊的內容，而是要保持映射表H2F目前正確指向。
步驟S714判斷目的區塊GC_D的掃描是否結束。若結束，則垃圾回收完成。若未結束，步驟S716判斷分段條件是否滿足。若未滿足，步驟S718變更掃描點的標的(如，前推掃描點，以符合目的區塊GC_D之由下往上掃描)，回到步驟S704。若滿足，步驟S720將系統資源轉而用來執行來自於主機200的指令，並隨之(如，寫入要求)更新映射表H2F相關內容。
以下舉例說明以上流程設計如何確保映射資料可靠度。第8圖舉例說明映射表H2F之可靠度。第8圖分段點tb之前，映射表H2F隨著掃描目的區塊GC_D而更新(例如，根據第7圖流程掃描目的區塊GC_D而做映射表H2F更新)。掃描未完成即面臨分段點tb(例如，第7圖S716滿足分段條件)。分段點tb之後，系統資源改執行來自於主機200的指令，並隨之(如，寫入要求)即時更新映射表H2F相關內容(第7圖步驟S720)。
在分段點tb之後，映射表H2F的可靠度分兩個方向討論。一是分段點tb之後，因應主機200要求而改動的數據。一是分段點tb之後，映射表H2F相關內容尚未指向目的區塊 GC_D但也沒有被主機200改動的數據。關於分段點tb之後，因應主機200要求而改動的數據，其映射表H2F相關內容有即時更新(如步驟S720)，故其於映射表H2F的映射資訊可靠。至於分段點tb之後，映射表H2F相關內容尚未指向目的區塊GC_D但也沒有被主機200改動的數據，其映射仍是指向來源區塊GC_S，故仍是指向可用內容。綜上，第8圖分段點tb前後的映射表H2F都具備高可靠度。
第9圖舉例說明目的區塊GC_D之映射表F2H的可靠度。資料A1自來源區塊GC_S複製至目的區塊GC_D後，更更新成資料A2存於主動區塊Active_Blk。資料A2寫入時，目的區塊GC_D之映射表F2H的掃描已經進行到資料A1之後。稍早掃描至目的區塊GC_D之資料A1時，由於資料A2的寫入尚未發生，映射表H2F相關內容是指向資料A1的來源區塊GC_S，目的區塊GC_D上的資料A1是被視為有效。然而，資料A2寫入發生後，映射表H2F相關內容改指向主動區塊Active_Blk。此時，若目的區塊GC_D映射表F2H仍顯示目標區塊GC_D的資料A1為有效，則會發生錯誤。所幸，主動區塊Active_Blk之區塊關閉時，目的區塊GC_D的映射表F2H掃描將重新執行(S620至S602)。再次的掃描行動中，因為目的區塊GC_D資料A1在映射表H2F相關內容是指向主動區塊Active_Blk-非來源區塊GC_S，因此目的區塊GC_D的資料A1將被訂正為無效。本案技術使目的區塊GC_D之映射表F2H具備高可靠度。
第10圖更舉另一例說明映射表H2F之可靠度。來源區塊S1的資料A1在垃圾回收分段間隔被來自於主機200的指令 更新為資料A2，且接收該資料A2的主動區塊後來也被選作來源區塊Sn。資料A1以及A2都被複製入目的區塊GC_D。反向掃描該目的區塊GC_D以更新映射表H2F前，來自於主機200的指令更新資料A2已使得映射表H2F相關內容指向來源區塊Sn。反向掃描該目的區塊GC_D到資料A2時，其在映射表H2F中指向來源區塊Sn的相關內容使得目的區塊GC_D上資料A2被視為有效，映射表H2F相關內容改指向目的區塊GC_D的資料A2(第7圖步驟S712)。後續掃描到資料A1時，其在映射表H2F中指向目的區塊GC_D的相關內容使得目的區塊GC_D上資料A1被視為無效(第7圖步驟S706之”否”)，映射表H2F相關內容不會被錯誤改成指向目的區塊GC_D的資料A1(掠過步驟S712)。
第11圖更舉另一例說明映射表H2F之可靠度。來源區塊S1的資料A1在垃圾回收分段間隔被主機指令更新為資料A2，且接收該資料A2的主動區塊後來成為最末來源區塊Sf。指標*p(第5圖步驟S506)標示有效資料搬移進度。如圖所示，來源區塊S1的資料A1已被複製入目的區塊GC_D。至於來源區塊Sf，如指標*p所示，僅資料B被複製到目的區塊GC_D，資料A2未能複製至目的區塊GC_D。依照第7圖流程反向掃描該目的區塊GC_D以更新映射表H2F前，主機指令更新資料A2已使得映射表H2F相關內容指向最末來源區塊Sf。同樣地，資料B的映射表H2F相關內容也是指向最末來源區塊Sf。隨著第7圖流程進行，反向掃描該目的區塊GC_D到資料B時，其在映射表H2F中指向最末來源區塊Sf的相關內容觸發比對指標*p(步驟S710)。資料B之複製領先該指標*p，故目的區塊GC_D上資料B被視為 有效，映射表H2F相關內容改指向目的區塊GC_D(步驟S712)。後續掃描到資料A1時，其在映射表H2F中指向最末來源區塊Sf(資料A2)的相關內容觸發比對指標*p(步驟S710)。資料A2之複製落後該指標*p，故目的區塊GC_D上資料A1被視為無效，步驟S712略過，映射表H2F相關內容不會被錯誤改成指向目的區塊GC_D的資料A1。
其他採用上述概念完分段式垃圾回收的技術都屬於本案所欲保護的範圍。基於以上技術內容，本案更涉及資料儲存裝置操作方法。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (24)

  1. 一種資料儲存裝置，包括：一非揮發式記憶體，包括複數個物理區塊；以及一微控制器，自該等物理區塊中選擇一來源區塊以及一目的區塊，並進行一垃圾回收以將上述來源區塊的複數有效資料分段地複製至該目的區塊；其中，該微控制器於該些有效資料複製至該目的區塊的分段間，執行一主機下達的一指令。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存裝置，其中：該微控制器判斷該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存裝置，其中：該微控制器依據一複製尾端來判斷該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存裝置，其中，分段條件與一預設的時間長度或該等有效資料的一複製量相關。
  5. 一種資料儲存裝置，包括：一非揮發式記憶體，包括複數個物理區塊；以及一微控制器，自該等物理區塊中選擇一來源區塊以及一目的區塊，並進行一垃圾回收以將上述來源區塊的複數有效資料複製至該目的區塊，並分段地更新該目的區塊之一映射表F2H，其中，該微控制器於更新該目的區塊之該映射表F2H的分段間，執行一主機下達的一指令。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之資料儲存裝置，其中： 該微控制器在對該等物理區塊之一主動區塊做區塊關閉時，更重新更新該目的區塊之該映射表F2H。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之資料儲存裝置，其中，分段條件與一預設的時間長度或該映射表F2H的一更新量相關。
  8. 一種資料儲存裝置，包括：一非揮發式記憶體，包括複數物理區塊；以及一微控制器，進行一垃圾回收以將該等物理區塊之一來源區塊的複數有效資料複製至該等物理區塊之一目的區塊，其中，該微控制器以該目的區塊的一尾端為起點，分段地反向掃描該目的區塊以更新一映射表H2F，該映射表H2F記錄複數資料的複數邏輯位址與複數物理位址之一映射關係，該微控制器於反向掃描該目的區塊以更新該映射表H2F的分段間，執行一主機下達的一指令。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中，該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料於該映射表H2F的映射資訊優先於反向掃描該目的區塊所獲得的相關映射資訊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中，該微控制器更依據一複製尾端來判斷該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之資料儲存裝置，其中：該微控制器建立一掃描點以反向掃描該目的區塊；且該微控制器在該映射表H2F中關於該掃描點上數據之映射資訊於該複製尾端之前時，修正該映射表H2F關於該掃描點上數據之映射資訊指向該目的區塊的該掃描點。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中：分段條件與一預設的時間長度或該映射表H2F的一更新量相關。
  13. 一種資料儲存裝置操作方法，包括：自一非揮發式記憶體的複數個物理區塊選擇一來源區塊以及一目的區塊；進行一垃圾回收以將上述來源區塊的複數有效資料分段地複製至該目的區塊；且於該些有效資料複製至該目的區塊的分段間，執行一主機下達的一指令。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之資料儲存裝置操作方法，更包括：判斷該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之資料儲存裝置操作方法，更包括：依據一複製尾端來判斷該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之資料儲存裝置操作方法，其中，分段條件與一預設的時間長度或該等有效資料的一複製量相關。
  17. 一種資料儲存裝置操作方法，包括：自一非揮發式記憶體的複數個物理區塊選擇一來源區塊以及一目的區塊； 進行一垃圾回收以將上述來源區塊的複數有效資料複製至該目的區塊，並分段地更新該目的區塊之一映射表F2H；且於更新該目的區塊之該映射表F2H的分段間，執行一主機下達的一指令。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之資料儲存裝置操作方法，更包括：在對該等物理區塊之一主動區塊做區塊關閉時，重新更新該目的區塊之該映射表F2H。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之資料儲存裝置操作方法，其中，分段條件與一預設的時間長度或該映射表F2H的一更新量相關。
  20. 一種資料儲存裝置操作方法，包括：自一非揮發式記憶體的複數個物理區塊選擇一來源區塊以及一目的區塊；進行一垃圾回收以將該來源區塊的複數有效資料複製至該等物理區塊之一目的區塊，並以該目的區塊的一尾端為起點，分段地反向掃描該目的區塊以更新一映射表H2F，該映射表H2F記錄複數資料的複數邏輯位址與複數物理位址之一映射關係；且於反向掃描該目的區塊以更新該映射表H2F的分段間，執行一主機下達的一指令。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之資料儲存裝置操作方法，其中，該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料於該映射表H2F的映射資訊優先於反向掃描該目的區塊所獲得的相關 映射資訊。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之資料儲存裝置操作方法，更包括：依據一複製尾端來判斷該來源區塊裡尚未被複製的該等有效資料。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之資料儲存裝置操作方法，更包括：建立一掃描點以反向掃描該目的區塊；且在該映射表H2F中關於該掃描點上數據之映射資訊於該複製尾端之前時，修正該映射表H2F關於該掃描點上數據之映射資訊指向該目的區塊的該掃描點。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之資料儲存裝置操作方法，其中：分段條件與一預設的時間長度或該映射表H2F的一更新量相關。
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