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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022144291
(43)【公開日】2022-10-03
(54)【発明の名称】メモリシステム
(51)【国際特許分類】
G06F 12/00 20060101AFI20220926BHJP
G11C 11/56 20060101ALI20220926BHJP
G11C 16/04 20060101ALI20220926BHJP
G11C 16/08 20060101ALI20220926BHJP
【ＦＩ】
G06F12/00 597U
G11C11/56 220
G11C16/04 170
G11C16/08 120
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021045228
(22)【出願日】2021-03-18
(71)【出願人】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】野田 優子
【テーマコード（参考）】
5B160
5B225
【Ｆターム（参考）】
5B160CA02
5B160CA03
5B160DA08
5B225BA01
5B225BA19
5B225CA28
5B225DA10
5B225DE08
5B225EA05
5B225FA01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】メモリシステムの動作を高速化させるメモリシステムを提供する。
【解決手段】メモリシステム１は、第１ページ及び第２ページを含む不揮発性メモリ２０と、不揮発性メモリを制御するメモリコントローラ１０と、を備える。メモリコントローラは、第１時刻に前記第１ページに対する第１書き込み動作を行い、第１時刻の後の第２時刻に第２ページに対する第２書き込み動作を行い、第１時刻と第２時刻との時間差と、第１書き込み動作よりも後に行われた第１ページに対する第１読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値と、に基づいて、第１読み出し動作の後に行われる第２ページに対する第２読み出し動作の条件を決定する。
【選択図】図１
【解決手段】メモリシステム１は、第１ページ及び第２ページを含む不揮発性メモリ２０と、不揮発性メモリを制御するメモリコントローラ１０と、を備える。メモリコントローラは、第１時刻に前記第１ページに対する第１書き込み動作を行い、第１時刻の後の第２時刻に第２ページに対する第２書き込み動作を行い、第１時刻と第２時刻との時間差と、第１書き込み動作よりも後に行われた第１ページに対する第１読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値と、に基づいて、第１読み出し動作の後に行われる第２ページに対する第２読み出し動作の条件を決定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１ページ及び第２ページを含む不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリを制御するメモリコントローラと、を備えるメモリシステムであって、
前記メモリコントローラは、
第１時刻に前記第１ページに対する第１書き込み動作を行い、前記第１時刻の後の第２時刻に前記第２ページに対する第２書き込み動作を行い、
前記第１時刻と前記第２時刻との時間差と、前記第１書き込み動作よりも後に行われた前記第１ページに対する第１読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値と、に基づいて、前記第１読み出し動作の後に行われる前記第２ページに対する第２読み出し動作の条件を決定するメモリシステム。
前記メモリコントローラは、
第１時刻に前記第１ページに対する第１書き込み動作を行い、前記第１時刻の後の第２時刻に前記第２ページに対する第２書き込み動作を行い、
前記第１時刻と前記第２時刻との時間差と、前記第１書き込み動作よりも後に行われた前記第１ページに対する第１読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値と、に基づいて、前記第１読み出し動作の後に行われる前記第２ページに対する第２読み出し動作の条件を決定するメモリシステム。
【請求項2】
前記メモリコントローラは、
前記第１書き込み動作の際に前記第１時刻を記憶し、
前記第２書き込み動作の際に前記第２時刻を記憶し、
前記第２読み出し動作の条件を決定する際に前記第１時刻及び前記第２時刻に基づいて前記時間差を計算する、請求項１に記載のメモリシステム。
前記第１書き込み動作の際に前記第１時刻を記憶し、
前記第２書き込み動作の際に前記第２時刻を記憶し、
前記第２読み出し動作の条件を決定する際に前記第１時刻及び前記第２時刻に基づいて前記時間差を計算する、請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記メモリコントローラは、
前記第１書き込み動作の際に前記第１時刻を記憶し、
前記第２書き込み動作の際に前記時間差を計算して記憶する、請求項１に記載のメモリシステム。
前記第１書き込み動作の際に前記第１時刻を記憶し、
前記第２書き込み動作の際に前記時間差を計算して記憶する、請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記不揮発性メモリは、第３ページをさらに含み、
前記メモリコントローラは、
前記第２時刻の後の第３時刻に前記第３ページに対する第３書き込み動作を行い、
前記第２読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値を用いて前記第３ページに対する第３読み出し動作を行う、請求項１乃至３のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記メモリコントローラは、
前記第２時刻の後の第３時刻に前記第３ページに対する第３書き込み動作を行い、
前記第２読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値を用いて前記第３ページに対する第３読み出し動作を行う、請求項１乃至３のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記メモリコントローラは、
前記第１履歴値と、前記第２読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値と、を記憶し、
前記第１履歴値と前記第２履歴値とが同じ場合に、前記第１履歴値及び前記第２履歴値と同じ履歴値を前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値として記憶する、請求項１乃至４のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記第１履歴値と、前記第２読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値と、を記憶し、
前記第１履歴値と前記第２履歴値とが同じ場合に、前記第１履歴値及び前記第２履歴値と同じ履歴値を前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値として記憶する、請求項１乃至４のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記メモリコントローラは、
ホストからの読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
ホストからの読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行し、
前記読み出し検査に応じて前記共通履歴値を記憶する、請求項５に記載のメモリシステム。
ホストからの読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
ホストからの読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行し、
前記読み出し検査に応じて前記共通履歴値を記憶する、請求項５に記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記第１ページ及び前記第２ページを含む複数のページの各々の読み出し電圧値について複数のパラメータが設定されており、
前記メモリコントローラは、
ホストからの読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
ホストからの読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行して前記複数のパラメータを決定する、請求項１乃至６のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記メモリコントローラは、
ホストからの読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
ホストからの読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行して前記複数のパラメータを決定する、請求項１乃至６のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記不揮発性メモリは、第４ページをさらに含み、
前記メモリコントローラは、
第４時刻に前記第４ページに対する第４書き込み動作を行い、
前記第４ページに対する第４読み出し動作が成功した条件を示す履歴値が存在しない場合、かつ、前記第４時刻と前記第１時刻とが所定の時間差内である場合、前記第１履歴値を用いて前記第４読み出し動作を行い、
前記第４読み出し動作が成功した条件を示す履歴値が存在しない場合、かつ、前記第４時刻と前記第２時刻とが所定の時間差内である場合、前記第２読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴を用いて前記第４読み出し動作を行う、請求項１乃至７のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記メモリコントローラは、
第４時刻に前記第４ページに対する第４書き込み動作を行い、
前記第４ページに対する第４読み出し動作が成功した条件を示す履歴値が存在しない場合、かつ、前記第４時刻と前記第１時刻とが所定の時間差内である場合、前記第１履歴値を用いて前記第４読み出し動作を行い、
前記第４読み出し動作が成功した条件を示す履歴値が存在しない場合、かつ、前記第４時刻と前記第２時刻とが所定の時間差内である場合、前記第２読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴を用いて前記第４読み出し動作を行う、請求項１乃至７のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項9】
前記メモリコントローラは、前記第１ページを含む第１メモリグループと前記第２ページを含む第２メモリグループとを含むＸ個のメモリグループに対するＸ個の読み出し条件が規定されたテーブルを、前記Ｘ個のメモリグループの中に同じ読み出し条件のメモリグループがある場合に、前記Ｘ個のメモリグループ又は前記Ｘ個の読み出し条件に基づいて圧縮する、請求項１乃至８のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項10】
前記メモリコントローラは、
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
前記第１ページと前記第１履歴値とを関連付け、前記第２ページと前記第２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値とを関連付けて管理し、
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求とは別に前記第１ページ及び前記第２ページに対する読み出し検査を実行し、
前記読み出し検査の結果に応じて、前記第１ページ及び前記第２ページと前記第１履歴値及び前記第２履歴値との関連付けを変更する、請求項１に記載のメモリシステム。
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
前記第１ページと前記第１履歴値とを関連付け、前記第２ページと前記第２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値とを関連付けて管理し、
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求とは別に前記第１ページ及び前記第２ページに対する読み出し検査を実行し、
前記読み出し検査の結果に応じて、前記第１ページ及び前記第２ページと前記第１履歴値及び前記第２履歴値との関連付けを変更する、請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項11】
前記メモリコントローラは、前記第１履歴値と前記第２履歴値とが同じ履歴値を示す場合に、前記第１履歴値及び前記第２履歴値と同じ履歴値を前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値として記憶する、請求項１０に記載のメモリシステム。
【請求項12】
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査によって、前記第１履歴値と前記第２履歴値とが同じ履歴値を示す場合に、前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値を記憶する、請求項１０又は１１に記載のメモリシステム。
【請求項13】
前記第１ページ及び前記第２ページを含む複数のページの各々の読み出し電圧値について複数のパラメータが設定されており、
前記メモリコントローラは、
ホストからの読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
ホストからの読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行して前記複数のパラメータを決定する、請求項１０乃至１２のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記メモリコントローラは、
ホストからの読み出し要求に応じて前記第１読み出し動作及び前記第２読み出し動作を行い、
ホストからの読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行して前記複数のパラメータを決定する、請求項１０乃至１２のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項14】
複数のページを含む不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリを制御するメモリコントローラと、を備えるメモリシステムであって、
前記メモリコントローラは、
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求に応じて前記ページに対する読み出し動作を行い、
前記ページと、前記ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す履歴値と、を関連付けて管理し、
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行し、
前記読み出し検査の結果に応じて、前記複数のページと前記履歴値との関連付けを変更するメモリシステム。
前記メモリコントローラは、
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求に応じて前記ページに対する読み出し動作を行い、
前記ページと、前記ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す履歴値と、を関連付けて管理し、
ホストからの前記不揮発性メモリに対する読み出し要求とは別に前記不揮発性メモリに対する読み出し検査を実行し、
前記読み出し検査の結果に応じて、前記複数のページと前記履歴値との関連付けを変更するメモリシステム。
【請求項15】
前記複数のページは、第１ページ及び第２ページを含み、
前記履歴値は、前記第１ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値と、前記２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値と、を含み、
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査によって、前記第１履歴値と前記第２履歴値とが同じ履歴値を示す場合に、前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値を、前記第１ページ及び前記第２ページに関連付けて管理する、請求項１４に記載のメモリシステム。
前記履歴値は、前記第１ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値と、前記２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値と、を含み、
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査によって、前記第１履歴値と前記第２履歴値とが同じ履歴値を示す場合に、前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値を、前記第１ページ及び前記第２ページに関連付けて管理する、請求項１４に記載のメモリシステム。
【請求項16】
前記複数のページは、第１ページ及び第２ページを含み、
前記履歴値は、前記第１ページ及び前記第２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示し、前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値を含み、
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査によって、前記第１ページと前記第２ページとが異なる履歴値を示す場合に、前記第１ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値を前記第１ページに関連付け、前記２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値を前記第２ページに関連付けて管理する、請求項１４に記載のメモリシステム。
前記履歴値は、前記第１ページ及び前記第２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示し、前記第１ページと前記第２ページとに共通の共通履歴値を含み、
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査によって、前記第１ページと前記第２ページとが異なる履歴値を示す場合に、前記第１ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値を前記第１ページに関連付け、前記２ページに対する読み出し動作が成功した条件を示す第２履歴値を前記第２ページに関連付けて管理する、請求項１４に記載のメモリシステム。
【請求項17】
前記メモリコントローラは、前記第１履歴値と前記第２履歴値とが同じ場合に、前記第１履歴値及び前記第２履歴値と同じ履歴値を前記共通履歴値として記憶する、請求項１５又は１６に記載のメモリシステム。
【請求項18】
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査を定期的に実行する、請求項１４乃至１７のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項19】
複数のページの各々の読み出し電圧値について複数のパラメータが設定されており、
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査の結果に応じて、前記複数のパラメータを決定する、請求項１４乃至１８のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記メモリコントローラは、前記読み出し検査の結果に応じて、前記複数のパラメータを決定する、請求項１４乃至１８のいずれか一に記載のメモリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の一実施形態は不揮発性メモリを備えるメモリシステムに関する。
【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（特許文献１～３）。このようなメモリシステムとして、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／０３３２３２３号明細書
【特許文献2】米国特許第８２４８８５６号明細書
【特許文献3】米国特許第９４４９６９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、メモリシステムの動作を高速化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態に係るメモリシステムは、第１ページ及び第２ページを含む不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリを制御するメモリコントローラと、を備える。前記メモリコントローラは、第１時刻に前記第１ページに対する第１書き込み動作を行い、前記第１時刻の後の第２時刻に前記第２ページに対する第２書き込み動作を行い、前記第１時刻と前記第２時刻との時間差と、前記第１書き込み動作よりも後に行われた前記第１ページに対する第１読み出し動作が成功した条件を示す第１履歴値と、に基づいて、前記第１読み出し動作の後に行われる前記第２ページに対する第２読み出し動作の条件を決定する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】一実施形態に係るメモリシステムの構成を示すブロック図である。
【図2】一実施形態に係るメモリセルトランジスタのしきい値分布を示す図である。
【図3】一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられるシフトテーブルを示す図である。
【図4】一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる書き込み時間テーブルを示す図である。
【図5】一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる履歴グループテーブルを示す図である。
【図6】一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる履歴テーブルの変形例を示す図である。
【図7】一実施形態に係るメモリシステムの読み出し動作を示すフローチャートである。
【図8】一実施形態に係るメモリシステムにおける書き込み時間テーブルと履歴テーブルとの関係を示す図である。
【図9】一実施形態に係るメモリシステムの書き込み動作を示すフローチャートである。
【図10】一実施形態に係るメモリシステムにおける書き込み時間テーブルと履歴テーブルとの関係を示す図である。
【図11】一実施形態に係るメモリシステムにおいて、他の読み出しグループの履歴情報を用いて読み出し条件を推測する方法を示す図である。
【図12】一実施形態に係るメモリシステムにおいて、他の読み出しグループの履歴情報を用いて読み出し条件を推測する方法を示す図である。
【図13】一実施形態に係るメモリシステムにおいて、他の読み出しグループの履歴情報を用いて読み出し条件を推測する方法を示す図である。
【図14】一実施形態に係るメモリシステムにおいて、読み出し条件に応じて読み出しグループを更新する図である。
【図15】一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる書き込み時間テーブルの圧縮方法を示す図である。
【図16】一実施形態に係るメモリシステムの構成を示すブロック図である。
【図17】一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴値のループ検査を示すフローチャートである。
【図18】一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。
【図19】一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴値のループ検査を示すフローチャートである。
【図20】一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。
【図21】一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。
【図22】一実施形態に係るメモリシステムの応用例を示す図である。
【図23】一実施形態に係るメモリシステムの応用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、実施形態にかかるメモリシステムについて、図面を参照して具体的に説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素について、同一符号が付されており、必要な場合にのみ重複する説明が行われる。以下に示す各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示する。実施形態の技術思想は、構成要素の材質、形状、構造、配置等を下記のものに限定されない。実施形態の技術的思想は、特許請求の範囲に対して、種々の変更を加えたものであってもよい。
【0008】
なお、以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。
【0009】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第１実施形態に係るメモリシステムは、例えば、半導体記憶装置としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリと、当該ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを制御するメモリコントローラと、を含む。本実施形態において、メモリコントローラは、メモリの読み出し動作及び書き込み動作などの制御を行う機能を有する。メモリコントローラは、当該メモリの書き込み動作時に、書き込み動作を行った時刻又はある基準時からの時間差を記憶する。そして、メモリコントローラは、当該メモリの読み出し動作時に、記憶された時刻又は時間差の情報に基づいて、読み出し動作の条件を決定する。
第１実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第１実施形態に係るメモリシステムは、例えば、半導体記憶装置としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリと、当該ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを制御するメモリコントローラと、を含む。本実施形態において、メモリコントローラは、メモリの読み出し動作及び書き込み動作などの制御を行う機能を有する。メモリコントローラは、当該メモリの書き込み動作時に、書き込み動作を行った時刻又はある基準時からの時間差を記憶する。そして、メモリコントローラは、当該メモリの読み出し動作時に、記憶された時刻又は時間差の情報に基づいて、読み出し動作の条件を決定する。
【0010】
１－１．メモリシステム１の全体構成
図１は、一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と、複数のメモリセルを含む不揮発性メモリ２０とを備える。メモリシステム１は、ホスト３０と接続可能である。図１では、メモリシステム１とホスト３０とが接続された状態が示されている。ホスト３０は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末などの電子機器である。
図１は、一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と、複数のメモリセルを含む不揮発性メモリ２０とを備える。メモリシステム１は、ホスト３０と接続可能である。図１では、メモリシステム１とホスト３０とが接続された状態が示されている。ホスト３０は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末などの電子機器である。
【0011】
不揮発性メモリ２０は、複数のメモリチップ２１を含む。メモリコントローラ１０は複数のメモリチップ２１の各々を制御する。具体的には、メモリコントローラ１０は、メモリチップ２１の各々に対してデータの書き込み動作及び読み出し動作を実行する。複数のメモリチップ２１の各々は、ＮＡＮＤバスを介してメモリコントローラ１０に接続されている。各々のメモリチップ２１は、複数のダイ２２を含む。ダイ２２は、メモリセルが形成されたウェハ単位を意味する。複数のダイ２２が積層されることでメモリチップ２１が構成されている。各々のダイ２２には、複数のメモリブロック２３が設けられている。メモリブロック２３は一括消去が可能な単位である。メモリブロック２３に設けられた全てのメモリセルトランジスタは同じソース線に接続されている。メモリブロック２３の１つの単位を「物理ブロック」という場合がある。また、メモリセルトランジスタを単に「メモリセル」という場合がある。
【0012】
不揮発性メモリ２０は、データを不揮発に記憶する不揮発性メモリであり、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（以下、単にＮＡＮＤメモリという）である。以下の説明では、不揮発性メモリ２０としてＮＡＮＤメモリが用いられた場合を例示するが、不揮発性メモリ２０として３次元構造フラッシュメモリ、ＲｅＲＡＭ（Resistance Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）等のＮＡＮＤメモリ以外の半導体記憶装置を用いることができる。不揮発性メモリ２０が半導体記憶装置であることは必須ではない。半導体記憶装置以外の種々の記憶媒体に対して本実施形態を適用することができる。
【0013】
メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と不揮発性メモリ２０とが１つのパッケージとして構成されるメモリカード等であってもよく、ＳＳＤ（Solid State Drive）等であってもよい。
【0014】
メモリコントローラ１０は、例えばＳｏＣ（System-On-a-Chip）として構成される半導体集積回路である。以下で説明するメモリコントローラ１０の各構成要素の動作の一部又は全部はハードウエアによって実現されるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がファームウエアを実行することによって実現されてもよい。
【0015】
メモリコントローラ１０は、ホスト３０からの書き込み要求に従って不揮発性メモリ２０への書き込み動作を制御し、ホスト３０からの読み出し要求に従って不揮発性メモリ２０からの読み出し動作を制御する。メモリコントローラ１０は、プロセッサ（Processor）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、ランダマイザ（Randomizer）１４、ＥＣＣ回路（ECC）１５、圧縮・伸張回路（Compression/Decompression Circuit）１６、ホストインタフェース（Host I/F）１７、及びメモリインタフェース（Memory I/F）１８を備える。これらの機能ブロックは内部バス１９で相互に接続されている。
【0016】
プロセッサ１１は、メモリシステム１の各機能ブロックを統括的に制御する制御部である。プロセッサ１１は、ホスト３０からの要求をホストインタフェース１７経由で受け付けた場合に、その要求に応じた制御を行う。例えば、プロセッサ１１は、ホスト３０からの書き込み要求に応じて、不揮発性メモリ２０へのデータの書き込み動作をメモリインタフェース１８へ指示する。プロセッサ１１は、ホスト３０からの読み出し要求に応じて、不揮発性メモリ２０からのデータの読み出し動作をメモリインタフェース１８へ指示する。
【0017】
プロセッサ１１は、ホスト３０から書き込み要求を受信した場合、ＲＡＭ１２に保持されているデータに対して、不揮発性メモリ２０上の格納領域（メモリ領域）を決定する。すなわち、プロセッサ１１は、データの書き込み先を管理する。ホスト３０から受信したデータの論理アドレスと当該データが格納された不揮発性メモリ２０上の格納領域を示す物理アドレスとの対応はアドレス変換テーブルに格納される。プロセッサ１１は、書き込み要求に応じた書き込み動作を実行する際に、書き込み動作が行われた時刻又はある基準時からの時間差をＲＡＭ１２の書き込み時間テーブルに記憶する。
【0018】
プロセッサ１１は、ホスト３０から読み出し要求を受信した場合、読み出し要求によって指定された論理アドレスを、上述のアドレス変換テーブルを用いて物理アドレスに変換し、当該物理アドレスからの読み出し動作をメモリインタフェース１８へ指示する。
【0019】
図１に示すように、プロセッサ１１は履歴値管理部１１０及びパトロール管理部１２０を含む。履歴値管理部１１０は、後述するシフトテーブル２００、書き込み時間テーブル４００、及び履歴グループテーブル５００を管理する。また、履歴値管理部１１０は、読み出し要求に応じた読み出し動作を実行する際に、上記の書き込み時間テーブルに記憶された時刻又は時間差、及び過去に読み出し動作に成功した条件（履歴値）を管理する履歴グループテーブル５００に基づいて読み出し動作の条件を決定する。パトロール管理部１２０は、ホスト３０からの要求とは別にバックグラウンド処理として不揮発性メモリ２０に対する読み出し検査を実行し、不揮発性メモリ２０に含まれるメモリセルの読み出し条件（履歴値）の確認を行う。
【0020】
ＮＡＮＤメモリでは、一般に、「ページ」と呼ばれるデータ単位で書き込み動作及び読み出し動作が行われ、上記の物理ブロックのデータ単位で消去が行われる。以下の説明において、「ページ」は書き込み動作における最小単位を意味する。同一のワード線に接続される複数のメモリセルを「メモリセルグループ」という。メモリセルがＳＬＣ（Single Level Cell）である場合は、１つのメモリセルグループによって１ページが構成される。１つのメモリセルグループによって２ページが構成されるＭＬＣ（Multi Level Cell）、１つのメモリセルグループによって３ページが構成されるＴＬＣ（Triple Level Cell）、又は１つのメモリセルグループによって４ページが構成されるＱＬＣ（Quad Level Cell）などの多ビットセルである場合、１つのメモリセルグループが複数ページに対応する。各メモリセルはワード線及びビット線の両方に接続される。したがって、ワード線を識別するアドレスとビット線を識別するアドレスとを用いて各メモリセルを識別することが可能である。
【0021】
ＲＡＭ１２は、例えばデータバッファとして使用され、メモリコントローラ１０がホスト３０から受信したデータを不揮発性メモリ２０へ記憶させるまでに一時的に保持する。ＲＡＭ１２は、不揮発性メモリ２０から読み出したデータをホスト３０へ送信するまでの間に一時的に保持する。ＲＡＭ１２として、例えば、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）又はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの汎用メモリを用いることができる。
【0022】
ＲＡＭ１２は、シフトテーブル２００、書き込み時間テーブル４００、及び履歴グループテーブル５００を含む。ＲＡＭ１２は、上記のテーブルの他に、アドレス変換テーブル、及び起動時等に不揮発性メモリ２０の特定の領域から読み出されて展開されるマスタテーブル（スナップショット）などの各種管理テーブル、又は各種管理テーブルの変更差分であるログ情報などを記憶する。上記のように、ＲＡＭ１２はワーキングメモリとして使用されてもよい。ＲＡＭ１２に記憶される上記のテーブルのうち、シフトテーブル２００、書き込み時間テーブル４００、及び履歴グループテーブル５００の詳細は後述する。
【0023】
ＲＯＭ１３は、メモリコントローラ１０を動作させるための種々のプログラムやパラメータ等を記憶する。ＲＯＭ１３に格納されているプログラムやパラメータ等は、必要に応じてプロセッサ１１に読み出されて実行される。
【0024】
ランダマイザ１４は、例えば線形帰還シフトレジスタ等を含み、入力されたシード値に対して一義的に求められる擬似乱数を生成する。ランダマイザ１４によって生成された擬似乱数は、例えばプロセッサ１１において書き込みデータとの排他的論理和が計算される。これにより、不揮発性メモリ２０に書き込まれる書き込みデータがランダマイズされる。また、ランダマイザ１４は不揮発性メモリ２０から読み出されたデータに対するランダマイズの解除を実行する。ランダマイズの解除とは、ランダマイズされたデータからランダマイズ前の元のデータを得ることである。
【0025】
ＥＣＣ回路１５は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、書き込み動作時のＥＣＣ符号化（誤り訂正符号化）及び読み出し動作時のＥＣＣ復号（誤り訂正復号）を実行する。ＥＣＣ回路１５の符号化方式として、例えば、ＬＤＰＣ（Low-Density Parity-Check）符号、ＢＣＨ（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号、又はＲＳ（Reed-Solomon）符号を用いた符号化方式を採用することができる。
【0026】
圧縮・伸張回路１６は、不揮発性メモリ２０へ書き込むデータを圧縮する符号化器として動作する。圧縮・伸張回路１６は、不揮発性メモリ２０から読み出されたデータを伸張する復号器としても動作する。
【0027】
ホストインタフェース１７は、ホスト３０とホストインタフェース１７との間のインタフェース規格に従った処理を実行する。ホストインタフェース１７は、ホスト３０から受信した要求及び書き込み対象のデータなどを内部バス１９に出力する。ホストインタフェース１７は、不揮発性メモリ２０から読み出され、圧縮・伸張回路１６によって伸張されたデータをホスト３０へ送信する。ホストインタフェース１７は、プロセッサ１１からの応答などをホスト３０へ送信する。
【0028】
メモリインタフェース１８は、プロセッサ１１の指示に基づいて、不揮発性メモリ２０への書き込み動作を行う。メモリインタフェース１８は、プロセッサ１１の指示に基づいて、不揮発性メモリ２０からの読み出し動作を行う。
【0029】
ホスト３０からホストインタフェース１７へ送信されたデータは、内部バス１９に転送されてＲＡＭ１２に一時的に保持される。当該データは、圧縮・伸張回路１６によって圧縮され、ランダマイザ１４によってランダマイズされ、ＥＣＣ回路１５により誤り訂正符号化される。その後、当該データは、メモリインタフェース１８を介して不揮発性メモリ２０に書き込まれる。すなわち、プロセッサ１１は、ホスト３０から送信されたデータに基づくデータを不揮発性メモリ２０に書き込む。一方、不揮発性メモリ２０から読み出されたデータは、ＥＣＣ回路１５によって誤り訂正復号が行われる。その後、当該データについて、ランダマイザ１４によってランダマイズの解除が実行され、圧縮・伸張回路１６によって伸張されることで、オリジナルのデータに復元される。復元されたデータは、例えばＲＡＭ１２に一時的に保持された後、ホストインタフェース１７を介してホスト３０へ転送される。すなわち、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０から読み出されたデータに基づくデータをホスト３０へ送信する。圧縮・伸張回路１６によって圧縮・伸張されるデータ及び／又はランダマイザ１４によってランダマイズ・ランダマイズの解除が実行されるデータ及び／又はＥＣＣ回路１５によって符号化されるデータには、上記のデータ以外にも、メモリコントローラ１０内部で用いる制御データ等が含まれてもよい。
【0030】
以上のような構成を備えるメモリシステム１における書き込み動作では、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０への書き込み動作実行時に、圧縮・伸張回路１６に対してデータの圧縮を指示する。その際、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０における書き込みデータの格納場所（格納アドレス）を決定し、決定した格納場所をメモリインタフェース１８へ指示する。圧縮・伸張回路１６は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ＲＡＭ１２上のデータを圧縮する。そして、ランダマイザ１４は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ＲＡＭ１２上の圧縮されたデータをランダマイズする。そして、ＥＣＣ回路１５は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ランダマイズされたデータをさらにＥＣＣ符号化する。これにより生成された書き込みデータは、メモリインタフェース１８を介して不揮発性メモリ２０の指定された格納場所に書き込まれる。
【0031】
一方、読み出し動作では、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０に対する読み出し動作時に、不揮発性メモリ２０上のアドレスを指定し、指定されたアドレスに応じてメモリセルの読み出し動作の条件を決定してメモリインタフェース１８へ読み出し動作の実行を指示する。プロセッサ１１は、ＥＣＣ回路１５へＥＣＣ復号の開始を指示するとともに、ランダマイザ１４へランダマイズの解除の開始を指示し、圧縮・伸張回路１６へ伸張の開始を指示する。メモリインタフェース１８は、プロセッサ１１の指示に従って、不揮発性メモリ２０の指定されたアドレスに対する読み出し動作を実行し、この読み出し動作によって得られた読み出しデータをＥＣＣ回路１５に入力する。ＥＣＣ回路１５は入力された読み出しデータをＥＣＣ復号する。ランダマイザ１４はＥＣＣ復号されたデータに対してランダマイズの解除を実行する。圧縮・伸張回路１６はランダマイズの解除が実行されたデータを伸張する。この伸張に成功した場合、プロセッサ１１は、伸張されたオリジナルのデータをＲＡＭ１２に格納する。一方、ＥＣＣ復号またはランダマイズの解除または伸張に失敗した場合、プロセッサ１１は、例えば、ホスト３０へリードエラーを通知する。
【0032】
１－２．メモリセルトランジスタのしきい値分布
図２は、一実施形態に係るメモリセルとして用いられるトランジスタ（メモリセルトランジスタ）のしきい値分布を示す図である。なお、図２では、メモリセルトランジスタのしきい値分布の一例として、ＴＬＣについて説明するが、メモリシステム１においてＱＬＣ、ＭＬＣ、ＳＬＣが用いられてもよい。
図２は、一実施形態に係るメモリセルとして用いられるトランジスタ（メモリセルトランジスタ）のしきい値分布を示す図である。なお、図２では、メモリセルトランジスタのしきい値分布の一例として、ＴＬＣについて説明するが、メモリシステム１においてＱＬＣ、ＭＬＣ、ＳＬＣが用いられてもよい。
【0033】
図２は、メモリセルトランジスタのしきい値分布、データの割り付け、読み出し電圧、及びベリファイ電圧の一例をそれぞれ示す。図２に示すしきい値分布の縦軸はメモリセルトランジスタの個数（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｃｅｌｌｓ）に対応し、横軸はメモリセルトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈ（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ）に対応している。
【0034】
図２に示すように、ＴＬＣ方式において複数のメモリセルトランジスタは、８つのしきい値分布を形成する。この８個のしきい値分布を書き込みレベルという場合がある。当該書き込みレベルを、しきい値電圧の低い方から順に“Ｅｒ”レベル、“Ａ”レベル、“Ｂ”レベル、“Ｃ”レベル、“Ｄ”レベル、“Ｅ”レベル、“Ｆ”レベル、“Ｇ”レベルと称する。これらの書き込みレベルには、例えば以下に示すような、それぞれ異なる３ビットデータが割り当てられる。この３ビットデータを下位ビット（Ｌｏｗｅｒ）、中位ビット（Ｍｉｄｄｌｅ）、上位ビット（Ｕｐｐｅｒ）という。
【0035】
同一ワード線に接続されたメモリセルトランジスタが保持するＬｏｗｅｒビットの集合をＬｏｗｅｒページといい、Ｍｉｄｄｌｅビットの集合をＭｉｄｄｌｅページといい、Ｕｐｐｅｒビットの集合をＵｐｐｅｒページという。データの書き込み動作及び読み出し動作は、上記のページ単位で行われる。
【0036】
“Ｅｒ”レベル：“１１１”データ
“Ａ”レベル：“１１０”データ
“Ｂ”レベル：“１００”データ
“Ｃ”レベル：“０００”データ
“Ｄ”レベル：“０１０”データ
“Ｅ”レベル：“０１１”データ
“Ｆ”レベル：“００１”データ
“Ｇ”レベル：“１０１”データ
なお、上記のデータは、Ｕｐｐｅｒ、Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌｏｗｅｒの順で表記されている。
“Ａ”レベル：“１１０”データ
“Ｂ”レベル：“１００”データ
“Ｃ”レベル：“０００”データ
“Ｄ”レベル：“０１０”データ
“Ｅ”レベル：“０１１”データ
“Ｆ”レベル：“００１”データ
“Ｇ”レベル：“１０１”データ
なお、上記のデータは、Ｕｐｐｅｒ、Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌｏｗｅｒの順で表記されている。
【0037】
隣接するしきい値分布の間には、それぞれ書き込み動作で使用されるベリファイ電圧が設定される。具体的には、“Ａ”レベル、“Ｂ”レベル、“Ｃ”レベル、“Ｄ”レベル、“Ｅ”レベル、“Ｆ”レベル、及び“Ｇ”レベルにそれぞれ対応して、ベリファイ電圧ＡＶ、ＢＶ、ＣＶ、ＤＶ、ＥＶ、ＦＶ、及びＧＶが設定される。
【0038】
例えば、ベリファイ電圧ＡＶは、“Ｅｒ”レベルにおける最大のしきい値電圧と“Ａ”レベルにおける最小のしきい値電圧との間に設定される。メモリセルトランジスタにベリファイ電圧ＡＶが印加されると、しきい値電圧が“Ｅｒ”レベルに含まれるメモリセルトランジスタがオン状態になり、しきい値電圧が“Ａ”レベル以上のしきい値分布に含まれるメモリセルトランジスタがオフ状態になる。
【0039】
その他のベリファイ電圧ＢＶ、ＣＶ、ＤＶ、ＥＶ、ＦＶ、及びＧＶもベリファイ電圧ＡＶと同様に設定される。ベリファイ電圧ＢＶは、“Ａ”レベルと“Ｂ”レベルとの間に設定される。ベリファイ電圧ＣＶは、“Ｂ”レベルと“Ｃ”レベルとの間に設定される。ベリファイ電圧ＤＶは、“Ｃ”レベルと“Ｄ”レベルとの間に設定される。ベリファイ電圧ＥＶは、“Ｄ”レベルと“Ｅ”レベルとの間に設定される。ベリファイ電圧ＦＶは、“Ｅ”レベルと“Ｆ”レベルとの間に設定される。ベリファイ電圧ＧＶは、“Ｆ”レベルと“Ｇ”レベルとの間に設定される。
【0040】
例えば、ベリファイ電圧ＡＶは０．８Ｖに、ベリファイ電圧ＢＶは１．６Ｖに、ベリファイ電圧ＣＶは２．４Ｖに、ベリファイ電圧ＤＶは３．１Ｖに、ベリファイ電圧ＥＶは３．８Ｖに、ベリファイ電圧ＦＶは４．６Ｖに、ベリファイ電圧ＧＶは５．６Ｖに、それぞれ設定されてもよい。しかし、これらのベリファイ電圧ＡＶ～ＧＶは、上記の電圧値に限定されない。ベリファイ電圧ＡＶ～ＧＶは、例えば、０.０Ｖ～７.０Ｖの範囲で、適宜、段階的に設定されてもよい。
【0041】
隣接するしきい値分布の間には、それぞれの読み出し動作で使用される読み出し電圧が設定される。例えば、メモリセルトランジスタのしきい値電圧が“Ｅｒ”レベルに含まれるのか、“Ａ”レベル以上に含まれるのかを判定する読み出し電圧ＡＲは、“Ｅｒ”レベルにおける最大のしきい値電圧と“Ａ”レベルにおける最小のしきい値電圧との間に設定される。
【0042】
その他の読み出し電圧ＢＲ、ＣＲ、ＤＲ、ＥＲ、ＦＲ、及びＧＲも読み出し電圧ＡＲと同様に、隣接するレベル間に設定される。例えば、読み出し電圧ＢＲは、“Ａ”レベルと“Ｂ”レベルとの間に設定される。読み出し電圧ＣＲは、“Ｂ”レベルと“Ｃ”レベルとの間に設定される。読み出し電圧ＤＲは、“Ｃ”レベルと“Ｄ”レベルとの間に設定される。読み出し電圧ＥＲは、“Ｄ”レベルと“Ｅ”レベルとの間に設定される。読み出し電圧ＦＲは、“Ｅ”レベルと“Ｆ”レベルとの間に設定される。読み出し電圧ＧＲは、“Ｆ”レベルと“Ｇ”レベルとの間に設定される。
【0043】
読み出しパス電圧ＶＲＥＡＤは、最も高いしきい値分布（例えば“Ｇ”レベル）の最大のしきい値電圧よりも高い電圧値に設定される。読み出しパス電圧ＶＲＥＡＤがゲートに印加されたメモリセルトランジスタは、記憶するデータに依らずにオン状態になる。
【0044】
ベリファイ電圧ＡＶ、ＢＶ、ＣＶ、ＤＶ、ＥＶ、ＦＶ、及びＧＶは、それぞれ読み出し電圧ＡＲ、ＢＲ、ＣＲ、ＤＲ、ＥＲ、ＦＲ、及びＧＲよりも高い電圧に設定される。つまり、ベリファイ電圧ＡＶ～ＧＶは、それぞれ“Ａ”レベル、“Ｂ”レベル、“Ｃ”レベル、“Ｄ”レベル、“Ｅ”レベル、“Ｆ”レベル、及び“Ｇ”レベルのしきい値分布の下裾近傍に設定される。
【0045】
上記のデータの割り付けが適用された場合、読み出し動作において下位ビットの１ページデータ（Ｌｏｗｅｒページのデータ）は、読み出し電圧ＡＲ及びＥＲを用いた読み出し結果によって確定する。中位ビットの１ページデータ（Ｍｉｄｄｌｅページのデータ）は、読み出し電圧ＢＲ、ＤＲ、及びＦＲを用いた読み出し結果によって確定する。上位ビットの１ページデータ（Ｕｐｐｅｒページのデータ）は、読み出し電圧ＣＲ及びＧＲを用いた読み出し結果によって確定する。このように、Ｌｏｗｅｒページ、Ｍｉｄｄｌｅページ、及びＵｐｐｅｒページのデータが、それぞれ２回、３回、及び２回の読み出し動作によって確定するため、このデータの割り付けは“２－３－２コード”と称される。
【0046】
【0047】
１－３－１．シフトテーブル２００
図３は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられるシフトテーブルを示す図である。図３に示すように、シフトテーブル２００は、ｍ＋１個のエントリを有する。ここで、ｍは１以上の整数である。各エントリには、“＃０”～“＃ｍ”のインデックス（Ｉｎｄｅｘ）が割り当てられている。各エントリには、読み出し電圧ＡＶ～ＧＶにおいて、選択ワード線に印加される読み出し電圧又は当該読み出し電圧のシフト値（Ｓｈｉｆｔ ｖａｌｕｅ）に関する情報が記憶されている。図３の例では、Ｉｎｄｅｘ“＃０”に対して「書き込み直後の読み出し値」が関連付けられている。同様に、Ｉｎｄｅｘ“＃１”に対して「１日後の読み出し値」が関連付けられている。Ｉｎｄｅｘ“＃２”に対して「３日後の読み出し値」が関連付けられている。なお、図３に示すＩｎｄｅｘは、他のテーブルにおいて不揮発性メモリ２０に含まれるメモリセルの読み出し条件（履歴値）として管理される。したがって、Ｉｎｄｅｘを「履歴値」という場合がある。また、図３は、シフトテーブル“＃０”におけるインデックス及びシフト値を示すが、他のシフトテーブル２００では、図３とは異なるインデックス及びシフト値が関連付けられている。
図３は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられるシフトテーブルを示す図である。図３に示すように、シフトテーブル２００は、ｍ＋１個のエントリを有する。ここで、ｍは１以上の整数である。各エントリには、“＃０”～“＃ｍ”のインデックス（Ｉｎｄｅｘ）が割り当てられている。各エントリには、読み出し電圧ＡＶ～ＧＶにおいて、選択ワード線に印加される読み出し電圧又は当該読み出し電圧のシフト値（Ｓｈｉｆｔ ｖａｌｕｅ）に関する情報が記憶されている。図３の例では、Ｉｎｄｅｘ“＃０”に対して「書き込み直後の読み出し値」が関連付けられている。同様に、Ｉｎｄｅｘ“＃１”に対して「１日後の読み出し値」が関連付けられている。Ｉｎｄｅｘ“＃２”に対して「３日後の読み出し値」が関連付けられている。なお、図３に示すＩｎｄｅｘは、他のテーブルにおいて不揮発性メモリ２０に含まれるメモリセルの読み出し条件（履歴値）として管理される。したがって、Ｉｎｄｅｘを「履歴値」という場合がある。また、図３は、シフトテーブル“＃０”におけるインデックス及びシフト値を示すが、他のシフトテーブル２００では、図３とは異なるインデックス及びシフト値が関連付けられている。
【0048】
上記のように、図２に示す“Ｅｒ”レベル～“Ｇ”レベルの各々のレベルは、読み出し電圧“ＡＲ”～“ＧＲ”によって区別することができる。しかし、データを書き込んだ後に時間が経過すると、リークによる保持した電荷量の低下及び隣接するメモリセルトランジスタ間の干渉（セル間干渉効果）によって、しきい値分布が低電圧側にシフトする場合がある。このシフト量は、メモリセルトランジスタへの書き込みからの経過時間が長いほど大きく、書き込み回数が多いブロックほど大きい。その結果、各レベルのしきい値分布の幅が拡がり、当該しきい値分布が各レベルのしきい値分布の低電圧側に設定された読み出し電圧と重なってしまう場合がある。
【0049】
上記のように、セル間干渉効果によってしきい値分布が変動すると、上記の読み出し電圧“ＡＲ”～“ＧＲ”では正しくデータを読み出すことができない場合がある。つまり、読み出し動作を行った対象のビットに対してエラーが通知される。エラービットの数が、ＥＣＣ回路１５が訂正可能なビット数を超えると、データの読み出し動作が失敗したと判断される。
【0050】
上記のようにしきい値分布が変動した場合に、メモリコントローラ１０は、読み出し電圧を図２の“ＡＲ”～“ＧＲ”から低電圧側にシフトさせて、再度データの読み出し動作を試みる。このような読み出し動作をシフトリードという。図３のシフト値には、読み出し電圧“ＡＲ”～“ＧＲ”について、シフトさせる量が設定されている。換言すると、図３のシフト値には複数のパラメータ（読み出し電圧“ＡＲ”～“ＧＲ”）が設定されている。そして、シフトテーブル２００におけるインデックス＃が決定されることは、上記の複数のパラメータが決定されることを意味する。
【0051】
１－３－２．書き込み時間テーブル４００
図４は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる書き込み時間テーブルを示す図である。図４に示すように、書き込み時間テーブル４００では、所定のブロック（Ｂｌｋ）及び所定のページ（Ｐａｇｅ）に対応するワード線ＷＬのアドレスと、当該ワード線ＷＬにおいて書き込み動作が行われた書き込み時刻（Ｗｒｉｔｅ Ｔｉｍｅ）とが、互いに関連付けて管理されている。図４では、書き込み時刻はワード線単位で記憶される。ワード線には複数のページが属しているため、上記の構成を換言すると、書き込み時刻はページグループ単位で記憶される、ということができる。ただし、書き込み時刻はワード線に含まれるページ単位で記憶されてもよい。
図４は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる書き込み時間テーブルを示す図である。図４に示すように、書き込み時間テーブル４００では、所定のブロック（Ｂｌｋ）及び所定のページ（Ｐａｇｅ）に対応するワード線ＷＬのアドレスと、当該ワード線ＷＬにおいて書き込み動作が行われた書き込み時刻（Ｗｒｉｔｅ Ｔｉｍｅ）とが、互いに関連付けて管理されている。図４では、書き込み時刻はワード線単位で記憶される。ワード線には複数のページが属しているため、上記の構成を換言すると、書き込み時刻はページグループ単位で記憶される、ということができる。ただし、書き込み時刻はワード線に含まれるページ単位で記憶されてもよい。
【0052】
図４において、ワード線ＷＬ０に属するページを「第１ページ」といい、ワード線ＷＬ０に属する第１ページのグループを「第１ページグループ」という場合がある。また、あるブロックに含まれるワード線ＷＬ０に属するページと、別のブロックに含まれるワード線ＷＬ０に属するページとに対してまとめて書き込み動作を行う場合、これらのページを第１ページグループということもできる。同様に、ワード線ＷＬ１に属するページを「第２ページ」といい、ワード線ＷＬ１に属する第２ページのグループを「第２ページグループ」という場合がある。第１ページ又は第１ページグループに対する書き込み動作を「第１書き込み動作」という場合がある。第２ページ又は第２ページグループに対する書き込み動作を「第２書き込み動作」という場合がある。第１ページ又は第１ページグループに対する読み出し動作を「第１読み出し動作」という場合がある。第２ページ又は第２ページグループに対する読み出し動作を「第２読み出し動作」という場合がある。第１書き込み動作を行った時刻を「第１時刻」という場合がある。第２書き込み動作を行った時刻を「第２時刻」という場合がある。
【0053】
上記の場合、書き込み時間テーブル４００では、第１ページ又は第１ページグループと、第１書き込み動作が行われた第１時刻ｔ０と、が関連付けて記憶されている、ということができる。同様に、書き込み時間テーブル４００では、第２ページ又は第２ページグループと、第２書き込み動作が行われた第２時刻ｔ１と、が関連付けて記憶されている、ということができる。
【0054】
上記と同様に、ワード線ＷＬ７に属するページを「第３ページ」といい、ワード線ＷＬ７に属する第３ページのグループを「第３ページグループ」という場合がある。第３ページ又は第３ページグループに対する書き込み動作を「第３書き込み動作」という場合がある。第３ページ又は第３ページグループに対する読み出し動作を「第３読み出し動作」という場合がある。第３書き込み動作を行った時刻を「第３時刻」という場合がある。
【0055】
図４に示す書き込み時間テーブル４００では、全てのワード線ＷＬに対して書き込み時刻が記憶された例が示されているが、ワード線ＷＬ０～ＷＬ７とワード線ＷＬ８～ＷＬ１５とをそれぞれ１つの読み出しグループと定義した場合、全てのワード線ＷＬに対して書き込み時刻が記憶されていなくてもよい。例えば、各々の読み出しグループに対して１つのワード線（例えば、ワード線ＷＬ０、ＷＬ８、・・・）についてのみ時刻が記憶されていてもよく、読み出しグループの一部のワード線（例えば、偶数番目のワード線ＷＬ０、ＷＬ２、ＷＬ４、・・・）についての時刻が記憶されていてもよい。なお、時刻が記憶されるワード線は、必ずしも等間隔のワード線でなくてもよい。
【0056】
詳細は後述するが、書き込み時間テーブル４００において、書き込み時刻の代わりに、ある基準時と書き込み動作が実行された時刻との時間差が記憶されていてもよい。例えば、ブロックにおける最初のワード線ＷＬ０について、書き込み時刻ｔ０が記憶され、その他のワード線ＷＬ１～ＷＬＮについて、ワード線ＷＬ０における書き込み時刻ｔ０と対象のワード線における書き込み時刻（ｔ１～ｔN）との時間差が記憶されてもよい。ここで、Ｎは１以上の整数である。以下の説明において、書き込み時刻及び上記の時間差をまとめて「書き込み時間情報」という場合がある。
【0057】
１－３－３．履歴グループテーブル５００
図５は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる履歴グループテーブルを示す図である。図５に示すように、履歴グループテーブル５００では、書き込み時間情報に基づいて決定される履歴グループ５１０（Ｇｒｏｕｐ ＃）と、各グループに割り当てられたシフトテーブル２００（Ｔａｂｌｅ ＃）と、シフトテーブル２００におけるＩｎｄｅｘ（履歴値）とが、互いに関連付けて管理されている。図５の例では、履歴グループテーブル５００はｎ＋１個の履歴グループ５１０を有する。ここで、ｎは１以上の整数である。上記履歴グループ５１０は、所定の期間内に書き込み動作が行われたページがまとめられたものである。図５の履歴値は、対象のページに対する読み出し動作が成功した条件（シフト値）に相当する。履歴値は、ホスト３０からの読み出し要求に基づく読み出し動作によって得られてもよく、当該読み出し要求とは別に、後述するバックグラウンド処理における不揮発性メモリ２０の読み出し検査によって得られてもよい。メモリコントローラ１０は、履歴グループテーブル５００に基づいて、選択されたページ及びワード線ＷＬに印加すべき読み出し電圧を決定する。
図５は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる履歴グループテーブルを示す図である。図５に示すように、履歴グループテーブル５００では、書き込み時間情報に基づいて決定される履歴グループ５１０（Ｇｒｏｕｐ ＃）と、各グループに割り当てられたシフトテーブル２００（Ｔａｂｌｅ ＃）と、シフトテーブル２００におけるＩｎｄｅｘ（履歴値）とが、互いに関連付けて管理されている。図５の例では、履歴グループテーブル５００はｎ＋１個の履歴グループ５１０を有する。ここで、ｎは１以上の整数である。上記履歴グループ５１０は、所定の期間内に書き込み動作が行われたページがまとめられたものである。図５の履歴値は、対象のページに対する読み出し動作が成功した条件（シフト値）に相当する。履歴値は、ホスト３０からの読み出し要求に基づく読み出し動作によって得られてもよく、当該読み出し要求とは別に、後述するバックグラウンド処理における不揮発性メモリ２０の読み出し検査によって得られてもよい。メモリコントローラ１０は、履歴グループテーブル５００に基づいて、選択されたページ及びワード線ＷＬに印加すべき読み出し電圧を決定する。
【0058】
例えば、同日に書き込み動作が完了したページを同一の履歴グループ５１０とする。又は、図４の書き込み時間テーブル４００において、ワード線ＷＬ０に属するページ又はページグループに対して書き込み動作が行われた時刻（以降、「ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０」という。他のワード線ＷＬについても上記と同様の表現を用いる。）を基準時とした場合、ワード線ＷＬ０と、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０から所定の期間内に書き込み動作が完了したワード線ＷＬと、を同一の履歴グループ５１０とする。換言すると、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０と他のワード線ＷＬの書き込み時刻（ｔ１～ｔN）との時間差が所定の時間内である場合、これらのワード線ＷＬを同一の履歴グループ５１０にグループ化して管理する。書き込み時刻に基づいてグループ化する動作は、読み出し動作時に行われてもよく、書き込み動作時に行われてもよい。
【0059】
読み出し動作時にグループ化を行う場合、書き込み時間テーブル４００に記憶された書き込み時刻に基づいて各ワード線ＷＬの書き込み時刻間の時間差を計算し、計算された時間差に基づいてグループ化が行われる。なお、詳細は後述するが、書き込み動作時にグループ化を行う場合、ある基準時（例えば、対象のブロックにおける最初のワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０）から対象のワード線ＷＬの書き込み時刻までの時間差に基づいてグループ化を行い、書き込み時間テーブル４００に記憶する。
【0060】
１－３－４．履歴テーブル３００
図６は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる履歴テーブルの変形例を示す図である。当該変形例では、履歴値管理部１１０は、履歴グループテーブル５００の他に履歴テーブル３００を管理し、ＲＡＭ１２に履歴テーブル３００を記憶してもよい。履歴値管理部１１０が履歴テーブル３００を管理する場合、メモリコントローラ１０は、履歴テーブル３００を参照して、選択されたページ及びワード線ＷＬに印加すべき読み出し電圧を決定することができる。図６に示すように、履歴テーブル３００では、ブロック（Ｂｌｋ）、ページ（Ｐａｇｅ）、ワード線（ＷＬ）、及びシフトテーブル２００におけるＩｎｄｅｘ（履歴値）が互いに関連付けて管理されている。なお、図６の履歴値は、上記の履歴グループテーブル５００（図５参照）に基づいて得られる。ページ及びワード線ＷＬは、ブロックに対応する物理アドレスを示す。
図６は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられる履歴テーブルの変形例を示す図である。当該変形例では、履歴値管理部１１０は、履歴グループテーブル５００の他に履歴テーブル３００を管理し、ＲＡＭ１２に履歴テーブル３００を記憶してもよい。履歴値管理部１１０が履歴テーブル３００を管理する場合、メモリコントローラ１０は、履歴テーブル３００を参照して、選択されたページ及びワード線ＷＬに印加すべき読み出し電圧を決定することができる。図６に示すように、履歴テーブル３００では、ブロック（Ｂｌｋ）、ページ（Ｐａｇｅ）、ワード線（ＷＬ）、及びシフトテーブル２００におけるＩｎｄｅｘ（履歴値）が互いに関連付けて管理されている。なお、図６の履歴値は、上記の履歴グループテーブル５００（図５参照）に基づいて得られる。ページ及びワード線ＷＬは、ブロックに対応する物理アドレスを示す。
【0061】
図６では、ページ及びワード線ＷＬの組み合わせに応じて、履歴値として図３のインデックスが設定されている。例えば、ブロック“＃０”、ページ“Ｌｏｗｅｒ”、ワード線“ＷＬ０～ＷＬ７”の組み合わせに対して履歴値としてＩｎｄｅｘ“＃０”が割り当てられている。上記のように複数のワード線ＷＬによって構成されるグループに対して共通の履歴値が割り当てられている。このように共通の履歴値が割り当てられているグループを「読み出しグループ」という場合がある。
【0062】
上記のように、同一の読み出しグループに属するページは、同じ履歴値を用いて読み出し動作が行われる。例えば、ブロック“＃０”、ページ“Ｌｏｗｅｒ”、ワード線“ＷＬ０”に対して求められた履歴値は、ブロック“＃０”、ページ“Ｌｏｗｅｒ”、ワード線“ＷＬ１～ＷＬ７”の読み出し動作にも適用される。
【0063】
図６に示すように、ブロック“＃０”、ページ“Ｌｏｗｅｒ”、ワード線“ＷＬ８～ＷＬ１５”の読み出しグループに対して、履歴値としてＩｎｄｅｘ“＃１”が割り当てられている。つまり、同じブロックであっても、異なるワード線ＷＬに対して異なる履歴値が割り当てられる場合がある。
【0064】
１－４．動作フロー
図７及び図９を用いて、それぞれメモリシステム１における読み出し動作及び書き込み動作のフローを説明する。図７は、読み出し動作時に書き込み時間情報を用いて上記のグループ化を行う動作フローを示す。図９は、書き込み動作時に書き込み時間情報を用いて上記のグループ化を行う動作フローを示す。
図７及び図９を用いて、それぞれメモリシステム１における読み出し動作及び書き込み動作のフローを説明する。図７は、読み出し動作時に書き込み時間情報を用いて上記のグループ化を行う動作フローを示す。図９は、書き込み動作時に書き込み時間情報を用いて上記のグループ化を行う動作フローを示す。
【0065】
１－４－１．読み出し動作フロー
図７は、一実施形態に係るメモリシステムの読み出し動作を示すフローチャートである。図７に示すように、読み出し動作はステップＳ６０１～Ｓ６０９のステップを含む。これらのステップの動作は、メモリコントローラ１０のプロセッサ１１によって実行される。図７に示す動作は、ホスト３０からの不揮発性メモリ２０に対する読み出し要求に応じて開始される。読み出し動作が開始されると、まず、アドレス変換テーブルに基づいて、読み出し要求に係る論理アドレス情報から物理アドレス（ページ及びワード線ＷＬ）が特定される。そして、図４に示す書き込み時間テーブル４００を参照して、上記の物理アドレスに対応する書き込み時間情報を確認する（ステップＳ６０１）。
図７は、一実施形態に係るメモリシステムの読み出し動作を示すフローチャートである。図７に示すように、読み出し動作はステップＳ６０１～Ｓ６０９のステップを含む。これらのステップの動作は、メモリコントローラ１０のプロセッサ１１によって実行される。図７に示す動作は、ホスト３０からの不揮発性メモリ２０に対する読み出し要求に応じて開始される。読み出し動作が開始されると、まず、アドレス変換テーブルに基づいて、読み出し要求に係る論理アドレス情報から物理アドレス（ページ及びワード線ＷＬ）が特定される。そして、図４に示す書き込み時間テーブル４００を参照して、上記の物理アドレスに対応する書き込み時間情報を確認する（ステップＳ６０１）。
【0066】
図４の書き込み時間テーブル４００を参照して上記の動作を換言すると、ワード線ＷＬ０に属する第１ページ又は第１ページグループに対する第１書き込み動作の際に第１時刻ｔ０が記憶される。同様に、ワード線ＷＬ１に属する第２ページ又は第２ページグループに対する第２書き込みの際に第２時刻ｔ１が記憶される。
【0067】
Ｓ６０１で確認された書き込み時間情報から、図５における履歴グループ５１０を確認する（ステップＳ６０２）。具体的には、各ワード線ＷＬの書き込み時刻に基づき、各ワード線ＷＬが属する履歴グループ５１０を計算する。例えば、図４において、あるブロック内で最初に書き込み動作が行われるワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０を基準時とすると、ワード線ＷＬ０の履歴グループ５１０は、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０と読み出し動作が行われる読み出し時刻との差に基づいて決定される（図８参照）。また、上記の場合、ワード線ＷＬ１の履歴グループ５１０は、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０とワード線ＷＬ１の書き込み時刻ｔ１との間の時間差に基づいて決定される（図８参照）。同様に、ワード線ＷＬ２の履歴グループ５１０は、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０とワード線ＷＬ２の書き込み時刻ｔ２との間の時間差に基づいて決定される。
【0068】
履歴グループテーブル５００の履歴値（Ｉｎｄｅｘ ＃）は、ページ又はページグループに対する書き込み動作の後に行われた読み出し動作が成功した条件を示す。よって、第１書き込み動作よりも後に行われた第１ページ又は第１ページグループ（Ｇｒｏｕｐ ＃０）に対する第１読み出し動作が成功した条件を「第１履歴値」ということができる。なお、本実施形態では、ワード線ＷＬ０に対する第１書き込み動作が行われた時刻（ｔ０）と第１読み出し動作が行われた時刻との差に基づいて決定されたグループがＧｒｏｕｐ ＃０である構成を例示したが、この例に限定されない。上記のＳ６０２の動作を換言すると、まず、第１時刻ｔ０と第２時刻ｔ１との時間差を計算し、次に計算された時間差と、第１履歴値（Ｉｎｄｅｘ ＃０）と、に基づいて、上記の第１読み出し動作の後に行われる第２ページ又は第２ページグループ（Ｇｒｏｕｐ ＃１）に対する第２読み出し条件を決定するということができる。つまり、第２読み出し動作の条件（第２読み出し条件）を決定する際に第１時刻ｔ０及び第２時刻ｔ１に基づいて上記の時間差を計算する。なお、ワード線ＷＬ０～ＷＬ７に属するページ又はページグループに対して同じ履歴値が割り当てられている場合、上記の第１読み出し動作（又は、第２読み出し動作）が成功した条件を示す第１履歴値（又は、第２履歴値）を用いて、上記の第３ページ又は第３ページグループに対する第３読み出し動作を行う、ということができる。
【0069】
Ｓ６０２で確認された履歴グループ５１０から、図３に示す読み出し電圧のシフト値を確認する（ステップＳ６０３）。具体的には、図８に示すようにワード線ＷＬ１が履歴グループ５１０“＃１”に属している場合、履歴グループテーブル５００に基づいて、シフトテーブル“＃０”及びＩｎｄｅｘ“＃１”が読み出される。その結果、図３に示すシフトテーブル２００に基づいて、ワード線ＷＬ１に供給される読み出し電圧のシフト値として「１日後の読み出し値」が読み出される。
【0070】
Ｓ６０３で確認されたシフト値を用いて読み出し動作が実行される（ステップＳ６０４）。この読み出し動作によって得られた読み出しデータがメモリコントローラ１０に送信されると、ＥＣＣ回路１５によってエラー検出が行われる（ステップＳ６０５）。
【0071】
Ｓ６０５において、ＥＣＣ回路１５によってエラーが検出されない場合、又はＥＣＣ回路１５によってエラーを訂正することができた場合（Ｓ６０５の「Ｙｅｓ」）、読み出し動作が成功したと判断され、上記のシフト値を履歴値として保存し（ステップＳ６０６）、読み出し動作が完了する（Ｅｎｄ＜リトライシーケンス終了＞）。例えば、Ｓ６０６において、図５に示された履歴グループテーブル５００において、読み出し動作が成功したときの読み出し条件（Ｔａｂｌｅ及びＩｎｄｅｘのそれぞれの番号）を、該当のＧｒｏｕｐ ＃と関連付けて保存する。一方、Ｓ６０５において、読み出しデータに含まれるエラービット数がＥＣＣ回路１５によって訂正可能なビット数を超えている場合（Ｓ６０５の「Ｎｏ」）、履歴グループテーブル５００において履歴グループ５１０に対応するインデックスが最大値であるか否か判断される（ステップＳ６０７）。
【0072】
Ｓ６０７において、履歴グループテーブル５００の履歴グループ５１０に対応するインデックスが最大値（＃ｍ）である場合（Ｓ６０５の「Ｙｅｓ」）、読み出し動作の対象のブロックをリフレッシュ対象として記録し（ステップＳ６０８）、例えばＶｔｈトラッキング動作などのような、データを正しく読み出すための動作に移行する（Ｅｎｄ＜次工程に進む＞）。一方、Ｓ６０７において、履歴グループテーブル５００の履歴グループ５１０に対応するインデックスが最大値ではない場合（Ｓ６０５の「Ｎｏ」）、当該履歴グループ５１０に対応するインデックスが繰り上げられ（ステップＳ６０９）、Ｓ６０４の工程に戻る。
【0073】
１－４－２．書き込み動作フロー
図９は、一実施形態に係るメモリシステムの書き込み動作を示すフローチャートである。図９に示すように、書き込み動作はステップＳ９０１～Ｓ９０４のステップを含む。これらのステップの動作は、メモリコントローラ１０のプロセッサ１１によって実行される。図９に示す動作は、ホスト３０からの不揮発性メモリ２０に対する書き込み要求に応じて開始される。
図９は、一実施形態に係るメモリシステムの書き込み動作を示すフローチャートである。図９に示すように、書き込み動作はステップＳ９０１～Ｓ９０４のステップを含む。これらのステップの動作は、メモリコントローラ１０のプロセッサ１１によって実行される。図９に示す動作は、ホスト３０からの不揮発性メモリ２０に対する書き込み要求に応じて開始される。
【0074】
書き込み動作が開始されると、まず、アドレス変換テーブルに書き込み対象のページの論理アドレスの情報が記録される（ステップＳ９０１）。記録された論理アドレス情報に基づいて物理アドレス（ページ及びワード線ＷＬ）が特定される。そして、特定された物理アドレスのページに対して書き込み動作が実行される（ステップＳ９０２）。
【0075】
Ｓ９０２で実行された書き込み動作が完了すると、プロセッサ１１は、書き込み動作が完了したページの物理アドレスと、書き込み動作が行われた書き込み時刻とを取得する（ステップＳ９０３）。続いて、プロセッサ１１は、対象のページの書き込み時刻とある基準時との時間差に基づいて、書き込みグループ４１０を決定し、書き込み時間テーブル４００に記録する（図１０参照）。なお、図１０は、一実施形態に係るメモリシステムにおける書き込み時間テーブルと履歴テーブルとの関係を示す図である。
【0076】
上記のＳ９０３及びＳ９０４の動作を換言すると、ワード線ＷＬ０に属する第１ページ又は第１ページグループに対する第１書き込み動作の際に第１時刻ｔ０が記憶される。ワード線ＷＬ１に属する第２ページ又は第２ページグループに対する第２書き込み動作の際に、例えば第１時刻ｔ０と第２時刻ｔ１との時間差が計算され、当該時間差に基づいて決定された書き込みグループ４１０が記憶される。
【0077】
なお、上記の「１－４－１．読み出しフロー」において用いられた図４の書き込み時間テーブル４００とは異なり、「１－４－２．書き込みフロー」では、図１０に示すように、ワード線ＷＬのアドレスと、上記の書き込みグループ４１０とが関連付けて管理されている。
【0078】
書き込みグループ４１０は、図５に示す履歴グループ５１０と同様の概念のグループである。つまり、書き込みグループ４１０は、所定の期間内に書き込み動作が行われたページがまとめられたグループである。例えば、同日に書き込み動作が完了したページを同一の書き込みグループ４１０とする。又は、図１０の書き込み時間テーブル４００において、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０を基準時とした場合、ワード線ＷＬ０と、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０から所定の期間内に書き込み動作が完了したワード線ＷＬと、を同一の書き込みグループ４１０とする。換言すると、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０と他のワード線ＷＬの書き込み時刻との時間差が所定の時間内である場合、これらのワード線ＷＬを同一の書き込みグループ４１０にグループ化して管理する。
【0079】
図１０の書き込み時間テーブル４００において、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０を基準時とする場合、基準時の対象となるワード線ＷＬ０について、ワード線ＷＬ０の書き込み時刻ｔ０が記憶されている。一方、ワード線ＷＬ０以外のワード線ＷＬ１～ＷＬＮについて、書き込みグループ４１０が割り当てられている。ここで、Ｎは１以上の整数である。書き込みグループ４１０のグループ番号＃は、履歴グループ５１０のグループ番号＃に対応している。
【0080】
読み出し動作を実行する場合は、書き込みグループ４１０に対応する履歴グループ５１０に基づいて読み出し電圧のシフト値を確認する。そして、確認されたシフト値を用いて、図７に示すＳ６０３以降のステップを実行することで読み出し動作を行う。
【0081】
以上のように、本実施形態に係るメモリシステム１によると、書き込み動作の完了から一定時間が経過して、メモリセルトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが変動している場合であっても、読み出し動作を実行する前に、当該メモリセルトランジスタに適した読み出し電圧を推定することができる。したがって、読み出し動作時のリトライやリフレッシュの回数を低減することができる。その結果、メモリシステム１の動作を高速化することができる。
【0082】
さらに、「１－４－１．読み出しフロー」の動作方法では、書き込み時間テーブル４００において各アドレスに対する書き込み時刻が記憶されているのに対して、「１－４－２．書き込みフロー」の動作方法では、書き込み時間テーブル４００に記憶される情報が書き込みグループ４１０（図１０参照）を特定する値なので、「１－４－１．読み出しフロー」の動作方法に比べて書き込み時間テーブル４００の容量を低減することができる。
【0083】
＜第２実施形態＞
図１１～図１３を用いて、第２実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第２実施形態に係るメモリシステムは、読み出し動作において、第１実施形態に係るメモリシステムと相違する。その他の点において、第２実施形態は第１実施形態と同様の構成を有するため、説明を省略する。第２実施形態の読み出し動作は、ワード線ＷＬに属するページであって、読み出し動作の対象のページに対する履歴値（「ワード線ＷＬに対する履歴値」という場合がある）が存在しない場合に、読み出し動作の対象ではないワード線ＷＬに対する履歴値を利用して、読み出し動作の対象のワード線ＷＬに対する読み出し電圧を推定する読み出し動作である。
図１１～図１３を用いて、第２実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第２実施形態に係るメモリシステムは、読み出し動作において、第１実施形態に係るメモリシステムと相違する。その他の点において、第２実施形態は第１実施形態と同様の構成を有するため、説明を省略する。第２実施形態の読み出し動作は、ワード線ＷＬに属するページであって、読み出し動作の対象のページに対する履歴値（「ワード線ＷＬに対する履歴値」という場合がある）が存在しない場合に、読み出し動作の対象ではないワード線ＷＬに対する履歴値を利用して、読み出し動作の対象のワード線ＷＬに対する読み出し電圧を推定する読み出し動作である。
【0084】
図１１～図１３は、一実施形態に係るメモリシステムにおいて、他の読み出しグループの履歴情報を用いて読み出し条件を推測する方法を示す図である。第２実施形態の例では、図１１に示すように、ブロック（Ｂｌｋ：＃０）におけるワード線ＷＬ０に属するページに対して履歴値“＃０”が存在し、ワード線ＷＬ１に属するページに対して履歴値“＃１”が存在しているが、ブロック（Ｂｌｋ：＃１）におけるワード線ＷＬ２及びワード線ＷＬ３に対して履歴値は存在していない。このような条件において、ブロック（Ｂｌｋ：＃１）におけるワード線ＷＬ２及びワード線ＷＬ３に対する読み出し要求があった場合の動作について説明する。
【0085】
Ｂｌｋ：＃１のワード線ＷＬ２及びワード線ＷＬ３に属するページに対する読み出し動作を実行する場合、図１２に示す書き込み時間テーブル４００を参照して、これらの読み出し条件が推定される。具体的には、当該ワード線ＷＬ２及びワード線ＷＬ３の各々の書き込み時刻から所定の範囲内の時刻に書き込み動作が実行されたページが属するワード線ＷＬであって、図１１において履歴値が関連付けられているワード線ＷＬが検索される。又は、ある基準時とＢｌｋ：＃１のワード線ＷＬ２又はワード線ＷＬ３に対する書き込み時刻との時間差が、図１１において履歴値が関連付けられているワード線ＷＬのうち、その基準時からの時間差が範囲内であるＢｌｋ：＃０のワード線ＷＬが検索される。
【0086】
例えば、上記の２つの具体例のうち前者の例において、上記の所定の範囲を１時間と規定した例について図１２を用いて説明する。図１２に示す例の場合、Ｂｌｋ：＃１のワード線ＷＬ２に対する書き込み時刻「Nov. 24, 2020 19:00」との時間差が１時間であり、履歴値が関連付けられているＢｌｋ：＃０のワード線ＷＬ０（書き込み時刻「Nov. 24, 2020 18:00」）が上記の検索結果として出力される。同様に、Ｂｌｋ：＃１のワード線ＷＬ３に対する書き込み時刻「Nov. 27, 2020 9:00」との時間差が１０分であり、履歴値が関連付けられているＢｌｋ：＃０のワード線ＷＬ１（書き込み時刻「Nov. 27, 2020 9:10」）が上記の検索結果として出力される。そして、検索結果として出力されたＢｌｋ：＃０のワード線ＷＬ０の履歴値“＃０”をＢｌｋ：＃１のワード線ＷＬ２の履歴値として設定し、Ｂｌｋ：＃０のワード線ＷＬ１の履歴値“＃１”をＢｌｋ：＃１のワード線ＷＬ３の履歴値として設定する（図１３参照）。
【0087】
上記の構成において、Ｂｌｋ：＃１のワード線ＷＬ２又はワード線ＷＬ３に属するページを「第４ページ」といい、Ｂｌｋ：＃１のワード線ＷＬ２又はワード線ＷＬ３に属する第４ページのグループを「第４ページグループ」という場合がある。第４ページ又は第４ページグループに対する書き込み動作を「第４書き込み動作」という場合がある。第４ページ又は第４ページグループに対する読み出し動作を「第４読み出し動作」という場合がある。第４書き込み動作を行った時刻を「第４時刻」という場合がある。上記の場合、第４読み出し動作が成功した条件を示す履歴値が存在しない場合、かつ、第４時刻と上記第１時刻（又は、上記第２時刻）とが所定の時間差内である場合、上記第１履歴値（又は、上記第２履歴値）を用いて第４読み出し動作を行う、ということができる。
【0088】
以上のように、第２実施形態に係るメモリシステム１によると、履歴値が存在しないページについて読み出し動作を実行する場合であっても、書き込み時刻に基づいて履歴値を推定することができる。
【0089】
なお、本実施形態では、書き込み時間テーブル４００には各ワード線ＷＬの書き込み時刻が記憶された場合について説明したが、図１０のように、書き込み時間テーブル４００に各ワード線ＷＬに対して書き込みグループ４１０が記憶されていてもよい。その場合は、読み出し動作の対象であるワード線ＷＬ０と同じ書き込みグループ４１０に属するワード線ＷＬに対する履歴値を使用することもでき、ワード線ＷＬ０と所定の関係にある書き込みグループ４１０に属するワード線ＷＬに対する履歴値を使用することもできる。
【0090】
＜第３実施形態＞
図１４を用いて、第３実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第３実施形態に係るメモリシステムは、複数のワード線ＷＬに共通の履歴グループ５１０が割り当てられる点において、第１実施形態に係るメモリシステムと読み出し動作が相違する。その他の点において、第３実施形態は第１実施形態と同様の構成を有するため、説明を省略する。図１４において、上段のテーブルはある時点における状態を示すテーブルであり、中段のテーブルはその時点から一定時間経過後（例えば１０日後）の状態を示すテーブルである。下段のテーブルは、中段のテーブルにおいてワード線ごとに履歴グループが割り当てられていたものを、一部のワード線に対して履歴グループを共通化した状態を示すテーブルである。
図１４を用いて、第３実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第３実施形態に係るメモリシステムは、複数のワード線ＷＬに共通の履歴グループ５１０が割り当てられる点において、第１実施形態に係るメモリシステムと読み出し動作が相違する。その他の点において、第３実施形態は第１実施形態と同様の構成を有するため、説明を省略する。図１４において、上段のテーブルはある時点における状態を示すテーブルであり、中段のテーブルはその時点から一定時間経過後（例えば１０日後）の状態を示すテーブルである。下段のテーブルは、中段のテーブルにおいてワード線ごとに履歴グループが割り当てられていたものを、一部のワード線に対して履歴グループを共通化した状態を示すテーブルである。
【0091】
図１４に示すように、本実施形態のメモリシステム１において、ブロック“＃０”、ワード線ＷＬ０に属するページ「Ｌｏｗｅｒ」及び「Ｍｉｄｄｌｅ」に対して１日目に書き込み動作が実行されている。同様に、ブロック“＃０”、ワード線ＷＬ１に属するページ「Ｌｏｗｅｒ」及び「Ｍｉｄｄｌｅ」に対して２日目に書き込み動作が実行されている。ブロック“＃０”、ワード線ＷＬ・・・に属するページ「Ｌｏｗｅｒ」及び「Ｍｉｄｄｌｅ」に対して３日目に書き込み動作が実行されている。ブロック“＃０”、ワード線ＷＬ７に属するページ「Ｌｏｗｅｒ」及び「Ｍｉｄｄｌｅ」に対して４日目に書き込み動作が実行されている（図１４の上段テーブル）。
【0092】
メモリセルトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈの単位時間あたりの変動量は、経過時間が長くなるほど小さくなる。つまり、４日目にワード線ＷＬ７に対する書き込みが実行された直後は、まだワード線ＷＬ０～ＷＬ７に属するメモリセルトランジスタの各々における単位時間あたりのしきい値電圧Ｖｔｈの変動量の差は大きいが、例えば、上記の４日目の書き込みからさらに１０日後には、ワード線ＷＬ０～ＷＬ７に属するメモリセルトランジスタの各々における単位時間あたりのしきい値電圧Ｖｔｈの変動量の差は非常に小さくなる。このように、単位時間あたりのしきい値電圧Ｖｔｈの変動量が小さい場合、ワード線ＷＬ０～ＷＬ７に属するメモリセルトランジスタを等価として扱うことができる（図１４の中段テーブル）。したがって、上記のような場合、ブロック“＃０”、ページ「Ｌｏｗｅｒ」及び「Ｍｉｄｄｌｅ」、ワード線ＷＬ０～ＷＬ７に共通の履歴グループ“＃０”を割り当てることができる（図１４の下段テーブル）。
【0093】
上記の構成において、ページ「Ｌｏｗｅｒ」かつワード線ＷＬ０に対する履歴値を第１履歴値といい、ページ「Ｌｏｗｅｒ」かつワード線ＷＬ１に対する履歴値を第２履歴値というと、第１履歴値と第２履歴値とが同じ場合に、第１履歴値及び第２履歴値と同じ履歴値をワード線ＷＬ０～ＷＬ１に共通の共通履歴値として記憶する、ということができる。
【0094】
なお、上記の書き込み動作から一定時間経過後（上記の例では１０日後）の履歴値は、ホスト３０からの読み出し要求に基づく読み出し動作によって得られてもよく、当該読み出し要求とは別に、後述するバックグラウンド処理の読み出し検査によって得られてもよい。また、図２に示すように、各メモリセルトランジスタの読み出し電圧値について、複数のパラメータ（“Ａ”レベル～“Ｇ”レベル）が設定されている。上記の履歴値の決定は、この複数のパラメータを決定することを意味する。この複数のパラメータの決定は、ホスト３０からの読み出し要求に基づく読み出し動作によって得られてもよく、当該読み出し要求とは別に、後述するバックグラウンド処理の読み出し検査によって得られてもよい。
【0095】
上記のように、複数のワード線ＷＬに共通の履歴グループ５１０を割り当てることで、履歴グループテーブル５００の容量を低減することができるだけでなく、リトライレートやリフレッシュレートを低減することができる。
【0096】
なお、上記の例では、複数のワード線ＷＬについて、割り当てられていた別々の履歴グループ５１０を共通の履歴グループ５１０に変更する構成を示したが、この構成に限定されない。例えば、書き込み動作の直後、又は書き込み動作の後の最初の読み出し動作の時点で、複数のワード線ＷＬに対して共通の履歴グループ５１０を割り当てられることが判っている場合、これらの時点で複数のワード線ＷＬに対して共通の履歴グループ５１０を割り当ててもよい。
【0097】
＜第４実施形態＞
図１５を用いて、第４実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第４実施形態に係るメモリシステムは、第１実施形態に係るメモリシステムと書き込み時間テーブルの構成が相違する。その他の点において、第４実施形態は第１実施形態と同様の構成を有するため、説明を省略する。第４実施形態の書き込み時間テーブルは、第１実施形態の書き込み時間テーブルが圧縮されたテーブルである。
図１５を用いて、第４実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第４実施形態に係るメモリシステムは、第１実施形態に係るメモリシステムと書き込み時間テーブルの構成が相違する。その他の点において、第４実施形態は第１実施形態と同様の構成を有するため、説明を省略する。第４実施形態の書き込み時間テーブルは、第１実施形態の書き込み時間テーブルが圧縮されたテーブルである。
【0098】
図１５に示すように、第４実施形態では、書き込み時間テーブル４００が圧縮されて圧縮テーブル４２０に変換されている。図１５に示す書き込み時間テーブル４００は、図１０に示す書き込み時間テーブル４００と類似のテーブルである。ブロック“＃０”に対する書き込み時間テーブル４００－０では、ワード線ＷＬ０～ＷＬ１９１に対する書き込みグループ４１０として“＃０”が割り当てられている。同様に、ワード線ＷＬ１９２～ＷＬ２８７に対する書き込みグループ４１０として“＃１”が割り当てられている。同様に、ワード線ＷＬ２８８～に対する書き込みグループ４１０－０として“＃２”が割り当てられている。つまり、書き込みグループ４１０－０の値はワード線ＷＬ１９２及びＷＬ２８８で切り替わる。上記と同様に、ブロック“＃１”に対する書き込み時間テーブル４００－１では、書き込みグループ４１０－１の値はワード線ＷＬ２４、ＷＬ４８、ＷＬ７２、・・・で切り替わる。
【0099】
図１５に示すように、圧縮テーブル４２０では、書き込みグループ４１０と、各々のグループにおいて書き込みグループ４１０の値が切り替わるワード線アドレスとが、互いに関連付けられて管理されている。上記のように、書き込みグループ“＃０”では、ワード線ＷＬ１９２及びＷＬ２８８でグループの値が切り替わるため、圧縮テーブル４２０では、ブロック“＃０”に対して「１９２、２８８」という数値だけが記憶されている。同様に、圧縮テーブル４２０では、ブロック“＃１”に対して「２４、４８、７２、・・・」という数字だけが記憶されている。
【0100】
上記の構成において、書き込み時間テーブル４００－０の各ワード線ＷＬに属するグループを「メモリグループ」というと、例えばＸ個（ＷＬ０、・・・、ＷＬ１９２、・・・、ＷＬ２８８、・・・）のメモリグループに対するＸ個の読み出し条件が規定されたテーブル（書き込み時間テーブル４００－０）において、Ｘ個のメモリグループの中に同じ読み出し条件のメモリグループ（ＷＬ０～ＷＬ１９１、ＷＬ１９２～ＷＬ２８７、又はＷＬ２８８～）がある場合に、上記Ｘ個のメモリグループ又はＸ個の読み出し条件に基づいて書き込み時間テーブル４００－０を圧縮する、ということができる。ここで、Ｘは１以上の整数である。
【0101】
以上のように、本実施形態に係るメモリシステム１によると、書き込み時間テーブル４００に代えて圧縮テーブル４２０を用いることで、テーブルを格納するためのメモリ容量を低減することができる。
【0102】
＜第５実施形態＞
図１６～図２１を用いて、第５実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第５実施形態に係るメモリシステムは、ホスト３０からの読み出し要求に応じた読み出し動作に加えて、ホスト３０からの読み出し要求とは別にバックグラウンド処理として不揮発性メモリ２０の読み出し検査を行う。そして、その検査結果に応じて履歴グループテーブル５００を更新する。なお、上記の読み出し検査によって各ページの履歴値が検査され、必要に応じて履歴値が更新される。この履歴値の検査は、バックグラウンド処理として繰り返し行われるため、履歴値のループ検査という場合がある。
図１６～図２１を用いて、第５実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第５実施形態に係るメモリシステムは、ホスト３０からの読み出し要求に応じた読み出し動作に加えて、ホスト３０からの読み出し要求とは別にバックグラウンド処理として不揮発性メモリ２０の読み出し検査を行う。そして、その検査結果に応じて履歴グループテーブル５００を更新する。なお、上記の読み出し検査によって各ページの履歴値が検査され、必要に応じて履歴値が更新される。この履歴値の検査は、バックグラウンド処理として繰り返し行われるため、履歴値のループ検査という場合がある。
【0103】
５－１．メモリシステム１の全体構成
図１６は、一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。図１６の構成は図１の構成と類似しているが、図１６のプロセッサ１１が履歴値確認ルーチン部１３０を有する点において、図１の構成を相違する。その他の構成について、図１６は図１と同じなので、詳細な説明は省略する。履歴値確認ルーチン部１３０は、パトロール管理部１２０による不揮発性メモリ２０の読み出し検査の結果に基づき、履歴グループテーブル５００における履歴グループ５１０の統合、分割、又は例外規定などの処理を実行する。具体的には、履歴値確認ルーチン部１３０は、異なる履歴グループ５１０に対して割り当てられた履歴値が同じ場合、これらの履歴グループ５１０を１つの履歴グループ５１０に統合する処理を行う。又は、１つの履歴グループ５１０の中に異なる履歴値が割り当てられるべきメモリグループが存在することが判明した場合に、履歴グループ５１０を分割してそれぞれのページにとって適した履歴値を割り当てる、若しくは、当該メモリグループに対して例外規定を設定する。
図１６は、一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。図１６の構成は図１の構成と類似しているが、図１６のプロセッサ１１が履歴値確認ルーチン部１３０を有する点において、図１の構成を相違する。その他の構成について、図１６は図１と同じなので、詳細な説明は省略する。履歴値確認ルーチン部１３０は、パトロール管理部１２０による不揮発性メモリ２０の読み出し検査の結果に基づき、履歴グループテーブル５００における履歴グループ５１０の統合、分割、又は例外規定などの処理を実行する。具体的には、履歴値確認ルーチン部１３０は、異なる履歴グループ５１０に対して割り当てられた履歴値が同じ場合、これらの履歴グループ５１０を１つの履歴グループ５１０に統合する処理を行う。又は、１つの履歴グループ５１０の中に異なる履歴値が割り当てられるべきメモリグループが存在することが判明した場合に、履歴グループ５１０を分割してそれぞれのページにとって適した履歴値を割り当てる、若しくは、当該メモリグループに対して例外規定を設定する。
【0104】
５－２．履歴値の統合処理の動作フロー
図１７は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴値のループ検査を示すフローチャートである。図１７に示すように、履歴値のループ検査はステップＳ１７０１～Ｓ１７０５のステップを含む。これらのステップは、メモリコントローラ１０のプロセッサ１１（特に、上記のパトロール管理部１２０及び履歴値確認ルーチン部１３０）によって実行される。図１７に示す動作は、ホスト３０からの不揮発性メモリ２０に対する読み出し要求に基づく読み出し動作とは別に実行される。また、図１７に示す動作は定期的に実行される。
図１７は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴値のループ検査を示すフローチャートである。図１７に示すように、履歴値のループ検査はステップＳ１７０１～Ｓ１７０５のステップを含む。これらのステップは、メモリコントローラ１０のプロセッサ１１（特に、上記のパトロール管理部１２０及び履歴値確認ルーチン部１３０）によって実行される。図１７に示す動作は、ホスト３０からの不揮発性メモリ２０に対する読み出し要求に基づく読み出し動作とは別に実行される。また、図１７に示す動作は定期的に実行される。
【0105】
まず、検査対象の履歴グループテーブル５００について、各履歴グループ５１０の履歴値の検査が実行される（ステップＳ１７０１）。全ての履歴グループ５１０の履歴値の検査が終了すると、又は履歴グループ５１０の履歴値の検査をしながら、各履歴グループテーブル５００において隣接する履歴グループ５１０の履歴値の比較が行われる（ステップＳ１７０２）。Ｓ１７０２では、図５の履歴グループ５１０のＧｒｏｕｐ“＃ｋ”の履歴値とＧｒｏｕｐ“＃ｋ＋１”の履歴値とが比較される。ここで、ｋは０以上の整数である。具体的には、図５の履歴グループ５１０“＃０”の履歴値と“＃１”の履歴値とが比較され、“＃１”の履歴値と“＃２”の履歴値とが比較される。
【0106】
Ｓ１７０２において、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ”の履歴値とＧｒｏｕｐ“＃ｋ＋１”の履歴値とが一定期間同じ場合（Ｓ１７０３の「Ｙｅｓ」）、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ”の履歴値とＧｒｏｕｐ“＃ｋ＋１”の履歴値とが統合され（ステップＳ１７０４）、ステップＳ１７０５のループ処理に進む。一方、Ｓ１７０２においてＧｒｏｕｐ“＃ｋ”の履歴値とＧｒｏｕｐ“＃ｋ＋１”の履歴値とが異なる場合、又はＧｒｏｕｐ“＃ｋ”の履歴値とＧｒｏｕｐ“＃ｋ＋１”の履歴値とが同じである期間が所定の期間に達していない場合（Ｓ１７０３の「Ｎｏ」）、ステップＳ１７０５のループ処理に進む。Ｓ１７０５のループ処理によって、Ｓ１７０１のステップに戻り、Ｓ１７０１～Ｓ１７０５のステップが繰り返し実行される。
【0107】
５－３．履歴値の統合処理
図１８は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。図１８は、図１７におけるＳ１７０４のステップの詳細な処理を示す。図１８において、履歴グループテーブル５００－１はある時点（第１時点）におけるテーブルであり、履歴グループテーブル５００－２は第１時点から上記の所定の時間が経過した後の第２時点におけるテーブルであり、履歴グループテーブル５００－３は履歴グループ５１０が統合された後のテーブルである。
図１８は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。図１８は、図１７におけるＳ１７０４のステップの詳細な処理を示す。図１８において、履歴グループテーブル５００－１はある時点（第１時点）におけるテーブルであり、履歴グループテーブル５００－２は第１時点から上記の所定の時間が経過した後の第２時点におけるテーブルであり、履歴グループテーブル５００－３は履歴グループ５１０が統合された後のテーブルである。
【0108】
図１８に示すように、第１時点の履歴グループテーブル５００－１では、履歴グループ５１０（Ｇｒｏｕｐ）“＃０”の履歴値（Ｉｎｄｅｘ）が“＃４”であり、Ｇｒｏｕｐ“＃１”のＩｎｄｅｘが“＃３”である。第１時点から所定の時間が経過した第２時点で検査した結果である履歴グループテーブル５００－２では、Ｇｒｏｕｐ“＃１”のＩｎｄｅｘが“＃３”から“＃４”に変動し、Ｇｒｏｕｐ“＃０”及び“＃１”のＩｎｄｅｘがいずれも“＃４”である。このように、Ｇｒｏｕｐ“＃０”及びＧｒｏｕｐ“＃１”の履歴値（Ｉｎｄｅｘ）が同じ状態が一定期間続いた場合、Ｇｒｏｕｐ“＃０”とＧｒｏｕｐ“＃１”とをＧｒｏｕｐ“＃０・＃１”に統合する。換言すると、第１Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ（＃０）”の第１履歴値（Ｉｎｄｅｘ ＃４）と、第２Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ＋１（＃１）”の第２履歴値（Ｉｎｄｅｘ ＃４）とが同じ履歴値を示す場合、第１Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ”と第２Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ＋１”との共通の共通履歴値（Ｉｎｄｅｘ ＃４）を、第１Ｇｒｏｕｐ“＃０”及び第２Ｇｒｏｕｐ“＃１”（Ｇｒｏｕｐ“＃０・＃１”）に関連付けて管理する。
【0109】
５－４．履歴値の分割処理の動作フロー
「５－２．履歴値の統合処理の動作フロー」の例では、履歴値のループ検査によって、隣接する履歴グループ５１０の履歴値が一定期間同じ場合に、これらの履歴グループ５１０を統合する構成を例示したが、履歴値のループ検査によって、同一の履歴グループ５１０内に異なる履歴値のサブグループが存在する場合に、これらのサブグループごとに分割することができる。
「５－２．履歴値の統合処理の動作フロー」の例では、履歴値のループ検査によって、隣接する履歴グループ５１０の履歴値が一定期間同じ場合に、これらの履歴グループ５１０を統合する構成を例示したが、履歴値のループ検査によって、同一の履歴グループ５１０内に異なる履歴値のサブグループが存在する場合に、これらのサブグループごとに分割することができる。
【0110】
図１９は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴値のループ検査を示すフローチャートである。図１９に示すように、履歴値のループ検査はステップＳ１８０１～Ｓ１８０５のステップを含む。これらのステップは、メモリコントローラ１０のプロセッサ１１（特に、上記のパトロール管理部１２０及び履歴値確認ルーチン部１３０）によって実行される。図１９に示す動作は、ホスト３０からの不揮発性メモリ２０に対する読み出し要求に基づく読み出し動作とは別に実行される。
【0111】
まず、検査対象の履歴グループテーブル５００について、各履歴グループ５１０の履歴値の検査が実行される（ステップＳ１８０１）。全ての履歴グループ５１０の履歴値の検査が終了すると、又は履歴グループ５１０の履歴値の検査をしながら、各履歴グループテーブル５００において、同一の履歴グループ５１０に含まれる複数のメモリグループに対する履歴値の比較が行われる（ステップＳ１８０２）。具体的には、履歴グループ５１０に含まれる各ワード線ＷＬに対する履歴値の比較が行われる。
【0112】
Ｓ１８０２において、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ”に含まれる複数のワード線ＷＬに対する履歴値が異なる場合（Ｓ１８０３の「Ｙｅｓ」）、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ”に含まれるワード線ＷＬの履歴値に応じてＧｒｏｕｐ“＃ｋ”がＧｒｏｕｐ“＃ｋ１”とＧｒｏｕｐ“＃ｋ２”とに分割される（ステップＳ１８０４）。つまり、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ”は複数のワード線ＷＬに共通の共通履歴値を有していた、ということができる。なお、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ１”に含まれるワード線ＷＬの履歴値は全て同じであり、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ２”に含まれるワード線ＷＬの履歴値は全て同じである。Ｓ１８０４で分割処理が行われると、ステップＳ１８０５のループ処理に進む。一方、Ｇｒｏｕｐ“＃ｋ”内の全てのワード線ＷＬの履歴値が同じ場合（Ｓ１８０３の「Ｎｏ」）、ステップＳ１８０５のループ処理に進む。Ｓ１８０５のループ処理によって、Ｓ１８０１のステップに戻り、Ｓ１８０１～Ｓ１８０５のステップが繰り返し実行される。
【0113】
５－５．履歴値の分割処理
図２０は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。図２０は、図１９におけるＳ１８０４のステップの詳細な処理を示す。図２０において、履歴グループテーブル５００－４及び書き込み時間テーブル４００－４はある時点（第３時点）におけるテーブルであり、履歴グループテーブル５００－５は履歴グループ５１０が分割された後のテーブルである。なお、上記の分割処理は、「５－３．履歴値の統合処理」の後の処理であって、上記の統合処理によって統合された履歴グループ５１０を分割する処理であってもよく、上記の統合処理とは独立した処理であってもよい。
図２０は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。図２０は、図１９におけるＳ１８０４のステップの詳細な処理を示す。図２０において、履歴グループテーブル５００－４及び書き込み時間テーブル４００－４はある時点（第３時点）におけるテーブルであり、履歴グループテーブル５００－５は履歴グループ５１０が分割された後のテーブルである。なお、上記の分割処理は、「５－３．履歴値の統合処理」の後の処理であって、上記の統合処理によって統合された履歴グループ５１０を分割する処理であってもよく、上記の統合処理とは独立した処理であってもよい。
【0114】
図２０に示す例では、第３時点よりも前の時点では、ワード線ＷＬ０～ＷＬ２の履歴値（Ｉｎｄｅｘ）が“＃４”であり、これらのワード線ＷＬはＧｒｏｕｐ“＃０”に属していた。しかし、第３時点では、ワード線ＷＬ０～ＷＬ１に対するＩｎｄｅｘは“＃４”だが、ワード線ＷＬ２に対するＩｎｄｅｘが“＃３”である。この場合、図２０の書き込み時間テーブル４００－４に示すように、ワード線ＷＬ２の属するＧｒｏｕｐを“＃１”に変更する。その結果、見た目は履歴グループテーブル５００－４と差はないが、Ｂｌｋ“＃０”の履歴グループテーブル５００－５のＧｒｏｕｐ“＃０”にはワード線ＷＬ２は含まれておらず、ワード線ＷＬ２は履歴グループテーブル５００－５のＧｒｏｕｐ“＃１”に含まれる。
【0115】
５－６．履歴値の例外規定処理
「５－４．履歴値の分割処理の動作フロー」及び「５－５．履歴値の分割処理」の例では、履歴値のループ検査によって、同一の履歴グループ５１０内に異なる履歴値に対応するワード線ＷＬが存在する場合に、当該ワード線ＷＬを分割する構成を例示したが、このような場合に、履歴グループ５１０内の異なる履歴値に対応するワード線ＷＬに対して、当該履歴グループ５１０の例外であることを規定してもよい。
「５－４．履歴値の分割処理の動作フロー」及び「５－５．履歴値の分割処理」の例では、履歴値のループ検査によって、同一の履歴グループ５１０内に異なる履歴値に対応するワード線ＷＬが存在する場合に、当該ワード線ＷＬを分割する構成を例示したが、このような場合に、履歴グループ５１０内の異なる履歴値に対応するワード線ＷＬに対して、当該履歴グループ５１０の例外であることを規定してもよい。
【0116】
図２１は、一実施形態に係るメモリシステムにおける履歴テーブルの更新を示す図である。図２１では、図２０の場合と同様に、上記の第３時点よりも前の時点では、ワード線ＷＬ０～ＷＬ２のＩｎｄｅｘが“＃４”であり、これらのワード線ＷＬはＧｒｏｕｐ“＃０”に属していたが、第３時点では、ワード線ＷＬ０～ＷＬ１に対する履歴値は“＃４”だが、ワード線ＷＬ２に対する履歴値が“＃３”である。この場合、図２１の例外規定テーブル５２０に示すように、Ｂｌｋ“＃０”の履歴グループテーブル５００－４のＧｒｏｕｐ“＃０”において、例外的にワード線ＷＬ２のＩｎｄｅｘが“＃３”であることが規定されている。
【0117】
以上のように、本実施形態に係るメモリシステム１によると、各種テーブルがバックグラウンド処理によって更新されることで、テーブルを格納するためのメモリ容量を低減することができ、さらに、ホスト３０からの読み出し要求があった時点における最適な読み出し条件を提供することができる。
【0118】
＜第６実施形態＞
図２２及び図２３を用いて、上記の第１実施形態～第５実施形態に係るメモリシステム１の適用例について説明する。図２２及び図２３は、一実施形態に係るメモリシステムの応用例を示す図である。第６実施形態では、Ｚｏｎｅｄ ＮａｍｅＳｐａｃｅ（ＺＮＳ） ＳＳＤについて説明する。ＺＮＳとは、アドレス空間をゾーン（Ｚｏｎｅ）ごとに区分し、ホスト３０がＺｏｎｅを指定して書き込み要求を行う方式である。ＺＮＳは、ＮＶＭ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＮＶＭｅ）の一部として規格化されている。ＺＮＳを用いることで、ホスト３０が書き込み動作などを効率的に管理することができ、メモリコントローラ１０において用いられるメモリ容量を低減することができる。
図２２及び図２３を用いて、上記の第１実施形態～第５実施形態に係るメモリシステム１の適用例について説明する。図２２及び図２３は、一実施形態に係るメモリシステムの応用例を示す図である。第６実施形態では、Ｚｏｎｅｄ ＮａｍｅＳｐａｃｅ（ＺＮＳ） ＳＳＤについて説明する。ＺＮＳとは、アドレス空間をゾーン（Ｚｏｎｅ）ごとに区分し、ホスト３０がＺｏｎｅを指定して書き込み要求を行う方式である。ＺＮＳは、ＮＶＭ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＮＶＭｅ）の一部として規格化されている。ＺＮＳを用いることで、ホスト３０が書き込み動作などを効率的に管理することができ、メモリコントローラ１０において用いられるメモリ容量を低減することができる。
【0119】
図２２は、ホスト３０からデータ１～６の書き込み要求があった場合を示す。これらのデータ１～６は、それぞれ異なるＺｏｎｅに書き込まれる。ここで、例えばデータ１～６は、それぞれ異なるアプリケーションに関するデータである。ホスト３０からメモリシステム１にデータ１～６の書き込み要求があると、メモリコントローラ１０によってデータ１～６が書き込まれるＺｏｎｅのアドレスが不揮発性メモリ２０上のブロックのアドレスに変換される。そして、データ１～６の各々は変換されたブロックに書き込まれる。
【0120】
図２２に示すように、データ１～６の各々について、ホスト３０が指定するＺｏｎｅに対応するブロックの最初のワード線ＷＬから順に書き込み動作が行われる。図２２において、データ１～６はそれぞれメモリブロック２３－１～６に書き込まれる。データ１～２のデータ量はその他のデータ３～６のデータ量に比べて小さい。
【0121】
図２３は、データ１～６の書き込み動作が完了してから一定時間が経過した後に、ホスト３０からデータ７～１２の書き込み要求があった場合を示す。データ７～１２は、それぞれデータ１～６と同じアプリケーションに関するデータである。つまり、ホスト３０は、例えばデータ７に対してデータ１と同じＺｏｎｅを指定して書き込み要求を行う。上記のように、データ７～１２はそれぞれメモリブロック２３－１～６に書き込まれる。データ７～８のデータ量はその他のデータ９～１２のデータ量に比べて小さい。その結果、メモリブロック２３－３～２３－６に比べてメモリブロック２３－１～２３－２は、メモリブロック内に記憶されるデータの書き込み動作が完了した時刻の差が大きくなる。
【0122】
上記のように、ＺＮＳ ＳＳＤの場合、書き込まれるデータ量及びデータの更新頻度は、アプリケーションごとに異なる場合がある。例えば、データ量が小さいかつ更新頻度が低いアプリケーションの場合、同一のブロック内に書き込み動作が行われた時間が大きく異なるデータが共存することがある。そのような場合であっても、第１実施形態～第５実施形態のようなメモリシステム１を適用することで、書き込み動作が行われた時刻に応じて読み出し条件を設定することができるため、読み出し動作時のリトライやリフレッシュの回数を低減することができ、メモリシステム１の動作を高速化することができる。
【0123】
なお、上記の第５実施形態のバックグラウンド処理を用いて、図１４に示す処理を行ってもよい。
【0124】
以上で説明されたブロック（Ｂｌｋ）は物理ブロックを指すが、ブロック（Ｂｌｋ）は論理ブロックであってもよい。論理ブロックは、例えば複数の物理ブロックの集合であり、メモリコントローラ１０は、論理ブロックを構成する複数の物理ブロックに対して並行して書き込み、読み出し、又は消去を実行することができる。
【0125】
以上、本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態の圧縮・伸張回路を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。さらに、上述した各実施形態は、相互に矛盾がない限り適宜組み合わせが可能であり、各実施形態に共通する技術事項については、明示の記載がなくても各実施形態に含まれる。
【0126】
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【0127】
１：メモリシステム、 １０：メモリコントローラ、 １１：プロセッサ、 １２：ＲＡＭ、 １３：ＲＯＭ、 １４：ランダマイザ、 １５：ＥＣＣ回路、 １６：圧縮・伸張回路、 １７：ホストインタフェース、 １８：メモリインタフェース、 １９：内部バス、 ２０：不揮発性メモリ、 ２１：メモリチップ、 ２２：ダイ、 ２３：メモリブロック、 ３０：ホスト、 １１０：履歴値管理部、 １２０：パトロール管理部、 １３０：履歴値確認ルーチン部、 ２００：シフトテーブル、 ３００：履歴テーブル、 ４００：時間テーブル、 ４１０：書き込みグループ、 ４２０：圧縮テーブル、 ５００：履歴グループテーブル、 ５１０：履歴グループ、 ５２０：例外規定テーブル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】