(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】P2024134357
(43)【公開日】2024-10-03
(54)【発明の名称】メモリシステム
(51)【国際特許分類】
G06F 12/00 20060101AFI20240926BHJP
【ＦＩ】
G06F12/00 564C
G06F12/00 597U
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023044616
(22)【出願日】2023-03-20
(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】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 理気
(72)【発明者】
【氏名】檜田 敏克
(72)【発明者】
【氏名】小島 慶久
【テーマコード（参考）】
5B160
【Ｆターム（参考）】
5B160CC07
5B160NA01
(57)【要約】
【課題】一つの実施形態は、不揮発性メモリからのデータのリードを適切に行うことができるメモリシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】一つの実施形態によれば、不揮発性メモリとコントローラとを有するメモリシステムが提供される。コントローラは、リード処理を実行すべき不揮発性メモリの対象領域の信頼性に基づき、平均的な所要時間が互いに異なる複数のリードリトライ処理のうち１つを選択し、選択されたリードリトライ処理を実行するように構成される。
【選択図】図７
【解決手段】一つの実施形態によれば、不揮発性メモリとコントローラとを有するメモリシステムが提供される。コントローラは、リード処理を実行すべき不揮発性メモリの対象領域の信頼性に基づき、平均的な所要時間が互いに異なる複数のリードリトライ処理のうち１つを選択し、選択されたリードリトライ処理を実行するように構成される。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不揮発性メモリと、
リード処理を実行すべき前記不揮発性メモリの対象領域の信頼性に基づき、平均的な所要時間が互いに異なる複数のリードリトライ処理のうち１つを選択し、選択されたリードリトライ処理を実行するように構成されたコントローラと、
を備えたメモリシステム。
リード処理を実行すべき前記不揮発性メモリの対象領域の信頼性に基づき、平均的な所要時間が互いに異なる複数のリードリトライ処理のうち１つを選択し、選択されたリードリトライ処理を実行するように構成されたコントローラと、
を備えたメモリシステム。
【請求項2】
前記コントローラは、前記リード処理の対象領域の前記信頼性が基準を満たす場合、平均的な所要時間が第１の時間である第１のリードリトライ処理を選択し、前記対象領域の前記信頼性が前記基準を満たさない場合、平均的な所要時間が前記第１の時間より長い第２の時間である第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項１に記載のメモリシステム。
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記コントローラは、前記対象領域の前記信頼性が前記基準を満たすか否かを、前記不揮発性メモリの、前記対象領域よりも大きく且つ前記対象領域を含む領域に関する指標に基づいて決定する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記コントローラは、前記対象領域の前記信頼性が前記基準を満たすか否かを、前記不揮発性メモリの、前記対象領域よりも小さく且つ前記対象領域に含まれる領域に関する指標に基づいて決定する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記コントローラは、前記対象領域である第１の領域のライト・イレーズサイクル数が第１の閾値より小さい場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記第１の領域のライト・イレーズサイクル数が前記第１の閾値より大きい場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記コントローラは、前記対象領域である第２の領域のリード回数が第２の閾値より小さい場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記第２の領域のリード回数が前記第２の閾値より大きい場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記コントローラは、前記対象領域を含む第１のブロックのデータを第２のブロックにライトし直すリフレッシュ動作が所定の周期の経過に応じて行われた場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記リフレッシュ動作が前記所定の周期の経過前に行われた場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記コントローラは、前記対象領域を含む第１のブロックのデータを第２のブロックにライトし直すリフレッシュ動作の時間間隔が第３の閾値より大きい場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記リフレッシュ動作の時間間隔が前記第３の閾値より小さい場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項9】
前記コントローラは、前記対象領域である第３の領域に対する誤り訂正能力が第１訂正能力である場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記第３の領域に対する前記誤り訂正能力が前記第１訂正能力よりも低い第２訂正能力である場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項10】
前記コントローラは、前記対象領域である第４の領域のライト時の温度が第４の閾値より高い場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記第４の領域のライト時の温度が前記第４の閾値より低い場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項11】
前記コントローラは、前記対象領域を含むメモリセルに対応するワードラインがブロックにおける第１の位置に存在する場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記ワードラインがブロックにおける前記第１の位置より端に近い第２の位置に存在する場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項12】
前記コントローラは、前記メモリシステムの起動からの経過時間が第５の閾値より長い場合、前記第１のリードリトライ処理を選択し、前記メモリシステムの起動からの経過時間が前記第５の閾値より短い場合、前記第２のリードリトライ処理を選択する、ように構成された
請求項２に記載のメモリシステム。
請求項２に記載のメモリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、メモリシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
不揮発性メモリを有するメモリシステムは、ホストからリード要求を受けると、リード要求に応じて不揮発性メモリからデータをリードする。メモリシステムでは、不揮発性メモリからデータを適切にリードできることが望まれる。
【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２０２２／０１１５０８４号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第２０２２／０１２１５２０号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０２１／０３５７２８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一つの実施形態は、不揮発性メモリからデータを適切にリードできるメモリシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一つの実施形態によれば、不揮発性メモリとコントローラとを有するメモリシステムが提供される。コントローラは、リード処理を実行すべき不揮発性メモリの対象領域の信頼性に基づき、平均的な所要時間が互いに異なる複数のリードリトライ処理のうち１つを選択し、選択されたリードリトライ処理を実行するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１の実施形態にかかるメモリシステムの構成を示すブロック図。
【図2】第１の実施形態におけるメモリセルアレイの構成を示す回路図。
【図3】第１の実施形態におけるメモリセルの閾値電圧分布を示す図。
【図4】第１の実施形態における履歴値共有領域を示す断面図。
【図5】第１の実施形態における履歴値共有管理情報を示す図。
【図6】第１の実施形態における履歴値管理情報を示す図。
【図7】第１の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図8】第１の実施形態におけるインフィールド処理を示すフローチャート。
【図9】第１の実施形態におけるインフィールド処理用のシフトテーブルを示す図。
【図10】第１の実施形態におけるアウトフィールド処理を示すフローチャート。
【図11】第２の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図12】第３の実施形態におけるアウトフィールド処理を示すフローチャート。
【図13】第３の実施形態における履歴値管理情報を示す図。
【図14】第３の実施形態におけるアウトフィールド処理用のシフトテーブルを示す図。
【図15】第４の実施形態におけるアウトフィールド処理を示すフローチャート。
【図16】第４の実施形態における履歴値管理情報を示す図。
【図17】第５の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図18】第６の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図19】第７の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図20】第８の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図21】第９の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図22】第９の実施形態におけるブロック管理情報を示す図。
【図23】第９の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示す図。
【図24】第１０の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示すフローチャート。
【図25】第１０の実施形態にかかるメモリシステムの動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるメモリシステムを詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【0008】
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかるメモリシステムは、不揮発性メモリを有する。メモリシステムは、ホストからリードコマンドを受けると、リードコマンドに応じて不揮発性メモリからデータをリードする。本実施形態にかかるメモリシステムでは、不揮発性メモリからデータを適切にリードするための工夫が施される。
第１の実施形態にかかるメモリシステムは、不揮発性メモリを有する。メモリシステムは、ホストからリードコマンドを受けると、リードコマンドに応じて不揮発性メモリからデータをリードする。本実施形態にかかるメモリシステムでは、不揮発性メモリからデータを適切にリードするための工夫が施される。
【0009】
【0010】
メモリシステム１は、不揮発性メモリ２０、メモリコントローラ１０、及びバッファメモリ１９を有する。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がホスト３０と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、サーバ装置、携帯端末、デジタルスチルカメラなどの電子機器であってよい。
【0011】
メモリシステム１は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）や、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、不揮発性メモリ２０を備える種々のメモリシステムであってよい。
【0012】
不揮発性メモリ２０は、データを不揮発に記憶するメモリである。不揮発性メモリ２０は、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリである。不揮発性メモリ２０は、複数のメモリチップで構成され得る。以下の説明では、不揮発性メモリ２０としてＮＡＮＤ型フラッシュメモリが用いられる場合を例示する。不揮発性メモリ２０として、２次元構造フラッシュメモリ、３次元構造フラッシュメモリ、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いることも可能である。また、不揮発性メモリ２０が半導体メモリであることは必須ではない。半導体メモリ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も可能である。
【0013】
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の各構成要素の機能の一部又は全部は、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し、専用ハードウエアで実現されてもよい。
【0014】
メモリコントローラ１０は、ホストバス３１によってホスト３０に接続され得る。メモリコントローラ１０は、ホスト３０からのライト要求に従って不揮発性メモリ２０へのライト処理を制御する。また、メモリコントローラ１０は、ホスト３０からのリード要求に従って不揮発性メモリ２０からのリード処理を制御する。ホストバス３１の準拠する規格は、例えば、ＳＡＴＡ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）、ＳＡＳ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｔｔａｃｈｅｄ ＳＣＳＩ）、ＰＣＩｅ（登録商標）（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｅｘｐｒｅｓｓ）を含む、任意の規格である。
【0015】
メモリコントローラ１０は、メモリバス１８によって不揮発性メモリ２０に接続される。不揮発性メモリ２０が複数のメモリチップを含む場合、メモリコントローラ１０は、複数のメモリバス１８によって複数のメモリチップにそれぞれ接続されてもよい。メモリバス１８は、チャネルとも称される。メモリバス１８は、メモリコントローラ１０と不揮発性メモリ２０との間の信号の送受信に用いられる。この信号の具体例には、チップイネーブル信号ＣＥｎ、コマンドラッチイネーブル信号ＣＬＥ、アドレスラッチイネーブル信号ＡＬＥ、ライトイネーブル信号ＷＥｎ、リードイネーブル信号ＲＥｎ、レディ・ビジー信号ＲＢｎ、入出力信号Ｉ／Ｏが含まれ得る。
【0016】
信号ＣＥｎは、不揮発性メモリ２０に含まれるメモリチップをイネーブルにするための信号である。信号ＣＬＥは、不揮発性メモリ２０への入力信号Ｉ／Ｏがコマンドであることを不揮発性メモリ２０に通知する信号である。信号ＡＬＥは、不揮発性メモリ２０への入力信号Ｉ／Ｏがアドレスであることを不揮発性メモリ２０に通知する信号である。信号ＷＥｎは入力信号Ｉ／Ｏを不揮発性メモリ２０に取り込ませるための信号である。信号ＲＥｎは、不揮発性メモリ２０から出力信号Ｉ／Ｏを読み出すための信号である。レディ・ビジー信号ＲＢｎは、不揮発性メモリ２０がレディ状態であるか、ビジー状態であるかを示す信号である。レディ状態は、不揮発性メモリ２０がメモリコントローラ１０からのコマンドを受信できる状態である。ビジー状態は、不揮発性メモリ２０がメモリコントローラ１０からのコマンドを受信できない状態である。入出力信号Ｉ／Ｏは、例えば８ビットの信号である。入出力信号Ｉ／Ｏは、不揮発性メモリ２０とメモリコントローラ１０との間で送受信されるデータの実体である。入出力信号Ｉ／Ｏは、コマンド、アドレス、ライトデータ（ライト対象のデータ）、リードデータ（読み出されたデータ）、ステータスを含む。
【0017】
不揮発性メモリ２０からメモリコントローラ１０へは、温度センサ２５で検出された不揮発性メモリ２０の温度を示す信号ＴＥＭＰも入力される。温度センサ２５は、図１に示すように、不揮発性メモリ２０内に設けられてもよい。温度センサ２５は、不揮発性メモリ２０の外部に設けられてもよい。温度センサ２５から出力された信号ＴＥＭＰを送信する信号線は、メモリバス１８に含まれていてもよいし、メモリバス１８とは別の独立した信号線であってもよい。
【0018】
メモリコントローラ１０は、ホストインタフェース（ホストＩ／Ｆ）回路１５、制御部１１、バッファインタフェース（バッファＩ／Ｆ）回路１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４、メモリインタフェース（メモリＩ／Ｆ）回路１６、及びＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）部１３を有する。ホストＩ／Ｆ回路１５、制御部１１、バッファＩ／Ｆ回路１２、ＲＡＭ１４、メモリＩ／Ｆ回路１６、及びＥＣＣ部１３は、内部バス１７によって互いに接続されている。
【0019】
ホストＩ／Ｆ回路１５は、ホストバス３１を介してホスト３０と接続され得る。ホストＩ／Ｆ回路１５は、ホスト３０から受信したコマンド及びデータを、それぞれ制御部１１及びＲＡＭ１４又はバッファメモリ１９に転送する。また、ホストＩ／Ｆ回路１５は、制御部１１からの要求に応答して、ＲＡＭ１４又はバッファメモリ１９内のデータをホスト３０へ転送する。
【0020】
制御部１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成される。制御部１１は、メモリコントローラ１０の各部の動作を統括的に制御する。例えば、制御部１１は、ホスト３０からライト要求を受信した際には、不揮発性メモリ２０へのデータのライト処理をメモリＩ／Ｆ回路１６へ指示するため、メモリＩ／Ｆ回路１６に対してライトコマンドを発行する。制御部１１は、ホスト３０からリード要求を受信した際には、不揮発性メモリ２０からのデータのリード処理をメモリＩ／Ｆ回路１６へ指示するため、メモリＩ／Ｆ回路１６に対してリードコマンドを発行する。また、制御部１１は、ガベージコレクション（コンパクションとも呼ばれる）の処理の一環として、メモリＩ／Ｆ回路１６に対して消去（イレース）コマンドを発行する。制御部１１は、ガベージコレクションの他にも、不揮発性メモリ２０を管理するための様々な内部処理の実行を制御する。内部処理は、例えば、ウェアレベリング、リフレッシュ、パトロールリードを含む。
【0021】
制御部１１は、ホスト３０からライト要求を受信した場合、ユーザデータが格納されるべき不揮発性メモリ２０上のストレージ領域を決定する。ユーザデータの論理アドレスと、該ユーザデータが格納された不揮発性メモリ２０上のストレージ領域を示す物理アドレスとの対応は、アドレス変換情報で管理される。アドレス変換情報は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）とも呼ばれ得る。このアドレス変換情報は、例えば不揮発性メモリ２０内に格納されており、必要に応じて読み出されてＲＡＭ１４及び／又はバッファメモリ１９等にキャッシュされる。アドレス変換情報は、ホスト３０からの要求（例えば、ライト要求、トリム要求、フォーマット要求）、又は、内部的に発行された処理要求（例えば、ガベージコレクション要求、リフレッシュ要求）に応じて更新され得る。
【0022】
制御部１１は、ホスト３０からリード要求を受信した場合、リード要求により指定された論理アドレスを上述のアドレス変換情報を用いて物理アドレスに変換し、該物理アドレスからのリード処理を指示するリードコマンドを発行しメモリＩ／Ｆ回路１６へ供給する。
【0023】
メモリＩ／Ｆ回路１６は、メモリバス１８を介して不揮発性メモリ２０と接続される。メモリＩ／Ｆ回路１６は、不揮発性メモリ２０との通信を制御する。メモリＩ／Ｆ回路１６は、制御部１１から受信したリードコマンドに基づき、信号ＣＥ、信号ＡＬＥ、信号ＣＬＥ、信号ＷＥｎ、及び信号ＲＥｎを不揮発性メモリ２０へ出力する。メモリＩ／Ｆ回路１６は、リード処理時には、制御部１１で発行されたリードコマンドを、入出力信号Ｉ／Ｏとして不揮発性メモリ２０へ転送する。また、メモリＩ／Ｆ回路１６は、不揮発性メモリ２０からリードされたデータを入出力信号Ｉ／Ｏとして受信する。メモリＩ／Ｆ回路１６は、受信したデータをＲＡＭ１４又はバッファメモリ１９内へ転送する。メモリＩ／Ｆ回路１６は、ライト処理時には、制御部１１で発行されたライトコマンド、及びＲＡＭ１４又はバッファメモリ１９内のデータを、入出力信号Ｉ／Ｏとして不揮発性メモリ２０へ転送する。
【0024】
バッファメモリ１９は、不揮発性メモリ２０にライトされるデータ又は不揮発性メモリ２０からリードされたデータを一時的に格納する。バッファメモリ１９は、ＲＡＭ１４よりもメモリ容量が大きい。バッファメモリ１９は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され得る。
【0025】
バッファＩ／Ｆ回路１２は、メモリコントローラ１０からバッファメモリ１９へのアクセスを制御するコントローラである。バッファＩ／Ｆ回路１２は、例えばＤＤＲ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）でのバッファメモリ１９へのアクセスを可能とする。
【0026】
ＲＡＭ１４は、アドレス変換情報や、各種管理テーブルを記憶する。これらの情報は、例えば、メモリシステム１の起動時に不揮発性メモリ２０の特定の領域からリードされる。また、ＲＡＭ１４は、各種管理テーブルのスナップショット、及び／又は各種管理テーブルの変更差分であるログ情報を一時的に記憶するワーキングメモリとして使用され得る。また、ＲＡＭ１４は、ホスト３０と不揮発性メモリ２０との間でデータ転送をする際のキャッシュメモリとしても用いられ得る。ＲＡＭ１４は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され得る。
【0027】
ＥＣＣ部１３は、誤り検出処理及び誤り訂正処理のために、データの符号化及び復号を行う。具体的には、ＥＣＣ部１３は、不揮発性メモリ２０にライトされるユーザデータを符号化しライトデータ（すなわち、符号語）を生成する。また、ＥＣＣ部１３は、不揮発性メモリ２０からリードされたデータ（すなわち、符号語）を復号しユーザデータを復元可能である。ＥＣＣ部１３は、復号によって、リードデータに対して誤り検出処理及び誤り訂正処理を実行する。ＥＣＣ部１３は、誤り訂正処理に失敗した場合には、誤り訂正処理の失敗を制御部１１に通知する。ＥＣＣ部１３は、誤り訂正処理に成功した場合、ユーザデータを復元可能である。ＥＣＣ部１３による符号化及び復号のアルゴリズムには、例えば、ＲＳ（リード・ソロモン）符号、ＢＣＨ（Ｂｏｓｅ－Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ－Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）符号、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号、を含む任意のアルゴリズムを適用することが可能である。
【0028】
ライト処理時において、ＥＣＣ部１３は、制御部１１による制御のもと、ライトコマンドに基づいて不揮発性メモリ２０にライトすべきユーザデータを受ける。ＥＣＣ部１３は、ユーザデータに基づいて、制御部１１により制御された符号化率でＥＣＣパリティを生成する。ＥＣＣ部１３は、ＥＣＣパリティをユーザデータに付してライトデータ（すなわち、符号語）を生成する。不揮発性メモリ２０には、符号語がライトされる。
【0029】
リード処理時において、ＥＣＣ部１３は、制御部１１による制御のもと、リードコマンドに基づいて不揮発性メモリ２０からリードされたリードデータ（すなわち、符号語）を受ける。ＥＣＣ部１３は、リードデータからＥＣＣパリティを抽出する。ＥＣＣ部１３は、ＥＣＣパリティに基づきシンドロームを生成する。ＥＣＣ部１３は、シンドロームに基づきリードデータ内のエラービットの有無を判断する。ＥＣＣ部１３は、リードデータにエラービットが含まれる場合、エラービットの位置を特定する。ＥＣＣ部１３において訂正可能なエラービットの数は、符号語の誤り訂正能力（例えばＥＣＣパリティのビット数）によって決まる。
【0030】
訂正可能な数以下のエラービットがリードデータに含まれる場合、ＥＣＣ部１３は、そのエラービットを訂正し、訂正成功の旨を制御部１１へ通知する。ＥＣＣ部１３は、誤り訂正に成功した場合、ユーザデータを復元可能である。
【0031】
訂正可能な数を超えるエラービットがリードデータに含まれる場合には、ＥＣＣ部１３は、訂正失敗（ｕｎｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）の旨を制御部１１へ通知する。この場合、ユーザデータが失われることがある。
【0032】
不揮発性メモリ２０は、コマンド処理部２１、駆動部２２、メモリセルアレイ２３、カラムモジュール２４、及び、温度センサ２５を有する。コマンド処理部２１は、シーケンサ２１１、コマンドレジスタ（ＣＭＤレジスタ）２１２、アドレスレジスタ（ＡＤＤレジスタ）２１３を含む。駆動部２２は、ドライバ回路２２１及びロウデコーダ（Ｒ／Ｄ）２２２を含む。不揮発性メモリ２０は、複数のメモリチップを含んでよい。
【0033】
メモリセルアレイ２３は、複数の物理ブロックを含む。複数の物理ブロックのそれぞれは複数のメモリセル（複数のメモリセルトランジスタＭＴ）を有する。各メモリセルは、ロウ及びカラムに対応付けられている。メモリセルアレイ２３は、ストレージ領域及び管理情報格納領域を含む。メモリコントローラ１０から与えられたユーザデータはストレージ領域に記憶される。メモリコントローラ１０から与えられた管理情報は管理情報格納領域に記憶される。
【0034】
ロウデコーダ２２２は、アクセス対象のブロックを選択し、更に選択したブロックにおけるロウを選択する。
【0035】
ドライバ回路２２１は、選択されたブロックに対して、ロウデコーダ２２２を介して電圧を供給する。
【0036】
カラムモジュール２４は、例えばセンスアンプと、複数のラッチ回路を有するデータラッチとを含む。カラムモジュール２４は、ライト動作においては、メモリコントローラ１０から受信したデータＤＡＴをメモリセルアレイ２３に転送する。また、カラムモジュール２４は、リード動作においては、メモリセルアレイ２３からリードされたデータをセンスし、必要な演算を行う。そして、カラムモジュール２４は、得られたデータＤＡＴをメモリコントローラ１０に出力する。
【0037】
アドレスレジスタ２１３は、メモリコントローラ１０から受信したアドレスＡＤＤを保持する。コマンドレジスタ２１２は、メモリコントローラ１０から受信したコマンドＣＭＤを保持する。
【0038】
シーケンサ２１１は、コマンドレジスタ２１２に保持されたコマンドＣＭＤに基づき、不揮発性メモリ２０全体の動作を制御する。
【0039】
温度センサ２５は、常時、定期的又は必要に応じて、メモリセルアレイ２３周辺の温度を測定する。測定された温度は、不揮発性メモリ２０内の動作の温度補償に用いられ得る。測定された温度は、信号ＴＥＭＰとしてメモリコントローラ１０へ出力されてもよい。
【0040】
図２は、メモリセルアレイの構成を示す回路図である。
【0041】
各物理ブロックＢＬＫは、複数のストリングユニットＳＵ０～ＳＵ３を有する。複数のストリングユニットＳＵ０～ＳＵ３は、複数の選択ゲートラインＳＧＤ０～ＳＧＤ３にそれぞれ対応している。複数のストリングユニットＳＵ０～ＳＵ３は、選択ゲートラインＳＧＳを共有している。各ストリングユニットＳＵ０～ＳＵ３は、物理ブロックＢＬＫにおける駆動単位として機能する。各ストリングユニットＳＵ０～ＳＵ３は、対応する選択ゲートラインＳＧＤ０～ＳＧＤ３と選択ゲートラインＳＧＳとで駆動され得る。各ストリングユニットＳＵ０～ＳＵ３は、複数のメモリストリングＭＳＴを含む。
【0042】
各メモリストリングＭＳＴは、例えば９６個のメモリセルトランジスタＭＴ（ＭＴ０～ＭＴ９５）及び選択トランジスタＳＤＴ，ＳＳＴを含む。メモリセルトランジスタＭＴは、コントロールゲートと電荷蓄積膜とを有し、データを不揮発に保持する。９６個のメモリセルトランジスタＭＴ（ＭＴ０～ＭＴ９５）は、選択トランジスタＳＤＴのソースと選択トランジスタＳＳＴのドレインとの間に、ビットラインＢＬにより直列接続されている。メモリストリングＭＳＴ内のメモリセルトランジスタＭＴの個数は９６に限定されない。
【0043】
ワードラインＷＬ０～ＷＬ９５（各ワードラインを区別しない場合には、ＷＬで示す）のそれぞれは、メモリセルトランジスタＭＴのコントロールゲートを物理ブロックＢＬＫ内の各メモリストリングＭＳＴ間で共通に接続している。つまり、物理ブロックＢＬＫ内の各ストリングユニットＳＵ内において、同一行にあるメモリセルトランジスタＭＴのコントロールゲートは、同一のワードラインＷＬに接続される。物理ブロックＢＬＫのストリングユニットＳＵは複数のワードラインＷＬにそれぞれ対応した複数のメモリセルグループＭＣＧを含む。各メモリセルグループＭＣＧは同一のワードラインＷＬに接続される（ｐ＋１）個のメモリセルトランジスタＭＴを含む。各メモリセルトランジスタＭＴが１ビットの値を記憶可能に構成される場合（すなわち、各メモリセルトランジスタＭＴがシングルレベルセル（ＳＬＣ）モードで動作する場合）には、メモリグループＭＣＧは１ページ分のデータを記憶する。この場合、１ページ分のデータごとにライト動作及びリード動作が行われる。
【0044】
各メモリセルトランジスタＭＴが複数ビットの値を保持可能なように構成される場合がある。例えば、各メモリセルトランジスタＭＴがｎ（ｎ≧２）ビットの値を記憶可能な場合、メモリセルグループＭＣＧ当たりの記憶容量はｎページ分のサイズに等しくなる。すなわち、各メモリセルグループＭＣＧは、ｎページ分のデータを記憶する。各メモリセルトランジスタＭＴが２ビットの値を記憶するマルチレベルセル（ＭＬＣ）モードでは、各メモリセルグループＭＣＧに２ページ分のデータが記憶される。各メモリセルトランジスタＭＴが３ビットの値を記憶するトリプルレベルセル（ＴＬＣ）モードでは、各メモリセルグループＭＣＧに３ページ分のデータが記憶される。各メモリセルトランジスタＭＴが４ビットの値を記憶するクワッドレベルセル（ＱＬＣ）モードでは、各メモリセルグループＭＣＧに４ページ分のデータが記憶される。各メモリセルトランジスタＭＴが５ビットの値を記憶するペンタレベルセル（ＰＬＣ）モードでは、各メモリセルグループＭＣＧに５ページ分のデータが記憶される。
【0045】
なお、メモリセルアレイ２３は、メモリコントローラ１０より並列アクセス可能な複数の単位を含む。メモリコントローラ１０は、並列にほぼ一括してライト動作／リード動作が可能な複数のメモリセルグループＭＣＧを１スーパーページとして管理し、並列に消去動作が可能な複数の物理ブロックを１スーパーブロックとして管理する。
【0046】
また、制御部１１は、１ページよりも小さい単位のデータ管理単位であるクラスタを用いて、不揮発性メモリ２０内のデータを管理する。例えば、クラスタサイズは、ホスト３０からの最小アクセス単位であるセクタのサイズ以上であり、クラスタサイズの自然数倍がページサイズとなるように定められる。例えば、１ページは４クラスタである。例えば、１スーパーページは６４クラスタのデータを記憶し得る。
【0047】
【0048】
例えば、メモリセルがＳＬＣモードで使用される場合、図３（ａ）に示すように、閾値電圧が制御される範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘの範囲）内に、２個のステート（小領域）ＳＴ０～ＳＴ１が存在する。各ステートＳＴは、メモリセルの閾値電圧の分布を示す。各ステートＳＴには、異なる１ビットの値が対応付けられる。ステートＳＴ０，ＳＴ１に、それぞれ、“１”，“０”が対応付けられ得る。ステートＳＴ０，ＳＴ１間の電圧マージンΔＶｒ０は比較的大きく、リード電圧Ｖｒ１と両側のステートＳＴとの間の電圧マージンを大きく確保できる。このため、リード電圧Ｖｒ１でメモリセルのデータをリードした際のビットエラーレート（ＢＥＲ）は比較的低いと考えられる。
【0049】
メモリセルがＭＬＣモードで使用される場合、図３（ｂ）に示すように、閾値電圧が制御される範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘの範囲）内に、４個のステートＳＴ０～ＳＴ３が存在する。各ステートＳＴには、異なる２ビットの値が対応付けられる。ステートＳＴ０，・・・，ＳＴ３に、それぞれ、“１１”，・・・，“００”が対応付けられ得る。ステートＳＴ０～ＳＴ３のうちの隣り合う２つのステート間の電圧マージンΔＶｒ１０がＳＬＣの場合の電圧マージンΔＶｒ０より小さく、各リード電圧Ｖｒ１１～Ｖｒ１３と両側のステートＳＴとの間の電圧マージンがＳＬＣの場合より小さくなる。このため、各リード電圧Ｖｒ１１～Ｖｒ１３でメモリセルのデータをリードした際のビットエラーレート（ＢＥＲ）がＳＬＣの場合より増加すると考えられる。
【0050】
メモリセルがＴＬＣモードで使用される場合、図３（ｃ）に示すように、閾値電圧が制御される範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘの範囲）内に、８個のステートＳＴ０～ＳＴ７が存在する。各ステートＳＴには、異なる３ビットの値が対応付けられる。ステートＳＴ０，・・・，ＳＴ７に、それぞれ、“１１１”，・・・，“０００”が対応付けられ得る。ステートＳＴ０～ＳＴ７のうちの隣り合う２つのステート間の電圧マージンΔＶｒ２０がＭＬＣの場合の電圧マージンΔＶｒ１０より小さく、各リード電圧Ｖｒ２１～Ｖｒ２７と両側のステートＳＴとの間の電圧マージンがＭＬＣの場合より小さくなる。このため、各リード電圧Ｖｒ２１～Ｖｒ２７でメモリセルのデータをリードした際のビットエラーレート（ＢＥＲ）がＭＬＣの場合より増加すると考えられる。
【0051】
メモリセルがＱＬＣモードで使用される場合、図３（ｄ）に示すように、閾値電圧が制御される範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘの範囲）内に、１６個のステートＳＴ０～ＳＴ１５が存在する。各ステートＳＴには、異なる４ビットの値が対応付けられる。ステートＳＴ０，・・・，ＳＴ１５に、それぞれ、“１１１１”，・・・，“００００”が対応付けられ得る。各ステートＳＴ０～ＳＴ１５のうちの隣り合う２つのステート間の電圧マージンがＴＬＣの場合の電圧マージンΔＶｒ２０より小さく、各リード電圧Ｖｒ３１～Ｖｒ４５と両側のステートＳＴとの間の電圧マージンがＴＬＣの場合より小さくなる。このため、各リード電圧Ｖｒ３１～Ｖｒ４５でメモリセルのデータをリードした際のビットエラーレート（ＢＥＲ）がＴＬＣの場合より増加すると考えられる。
【0052】
メモリセルがＰＬＣモードで使用される場合、図３（ｅ）に示すように、閾値電圧が制御される範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘの範囲）内に、３２個のステートＳＴ０～ＳＴ３１が存在する。各ステートＳＴには、異なる５ビットの値が対応付けられる。ステートＳＴ０，・・・，ＳＴ３１に、それぞれ、“１１１１１”，・・・，“０００００”が対応付けられ得る。ステートＳＴ０～ＳＴ３１のうちの隣り合う２つのステート間の電圧マージンがＱＬＣの場合の電圧マージンより小さく、各リード電圧Ｖｒ５１～Ｖｒ８１と両側のステートＳＴとの間の電圧マージンがＱＬＣの場合より小さくなる。このため、各リード電圧Ｖｒ５１～Ｖｒ８１でメモリセルのデータをリードした際のビットエラーレート（ＢＥＲ）がＱＬＣの場合より増加すると考えられる。
【0053】
不揮発性メモリ２０では、初段のリード処理でデータを復元できないと、リトライリード処理が行われる。初段のリード処理では、第１のリード方式によるリード動作が行われ、リトライリード処理では、第２のリード方式によるリード動作が行われる。
【0054】
第１のリード方式は、例えば、ノーマルリード方式又はファストリード方式に対応してもよい。ノーマルリード方式では、所定の基準値のリード電圧（リードレベルともいう）がワードラインＷＬに印加され、通常のリード動作が行われる。ファストリード方式では、ノーマルリード方式よりもリードレベルの印加時間等を短くすることでリード時間を短縮したリード動作が行われる。
【0055】
第２のリード方式は、第１のリード方式より平均的な所要時間が長く、且つ、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が低くなるリード方式に対応する。第２のリード方式は、例えば、シフトリード方式又はＶｔｈトラッキング方式に対応してもよい。シフトリード方式では、リードレベルが所定の基準値からシフトした値に設定され、そのリードレベルの値でリード動作が行われる。Ｖｔｈトラッキング方式では、リードレベルが所定の電圧幅でシフトされながらシングルレベルリードが複数回実行されることで、該当メモリセルグループＭＣＧに含まれる複数のメモリセルの閾値電圧分布のヒストグラムが生成される。そして、生成されたヒストグラムに基づいて補正されたリードレベルの値でリード動作が行われる。
【0056】
一方、メモリセルアレイ２３では、メモリセルの信頼性が異なる複数の領域が混在する。このとき、複数の領域の全てに対して、一律に、単一のリード方式のリトライリード処理が行われると、リトライリード処理の効率が低下することがある。
【0057】
例えば、メモリセルの信頼性が比較的低い領域に対して、平均的な所要時間が比較的短くデータの復元力の低いリード方式のリトライリード処理が行われると、リードデータの復元に失敗しやすく、リトライ回数が増加しやすい。
【0058】
メモリセルの信頼性が比較的高い領域に対して、平均的な所要時間が比較的長くデータの復元力の高いリード方式のリトライリード処理が行われると、過剰に時間をかけてリトライリード処理が行われやすい。
【0059】
リトライリード処理の効率が低下すると、リトライリード処理のレイテンシが増大し、不揮発性メモリ２０に対するリード処理のトータルのパフォーマンスが低下する可能性がある。
【0060】
そこで、本実施形態のメモリシステム１では、平均的な所要時間が互いに異なる複数のリードリトライ処理が用意される。メモリシステム１は、リードすべき領域の状態に基づき複数のリードリトライ処理のうち１つを選択して実行する。これにより、リトライリード処理の効率化が図られる。
【0061】
複数のリードリトライ処理として、インフィールド処理及びアウトフィールド処理が用意され得る。インフィールド処理の平均的な所要時間は、アウトフィールド処理の平均的な所要時間より短い。
【0062】
インフィールド処理は、シフトリード方式をベースとするリードリトライ処理である。アウトフィールド処理は、Ｖｔｈトラッキング方式をベースとするリードリトライ処理である。インフィールド処理及びアウトフィールド処理では、それぞれ、リードリトライ処理自体を効率化するために履歴値リードの技術が用いられる。
【0063】
過去に行われたリードリトライ処理でデータの復元に成功した際のパラメータが履歴値として記憶される。履歴値リードでは、履歴値を用いてリード動作が行われることで、リードリトライ処理によるデータの復元成功の確率を向上できると期待される。
【0064】
インフィールド処理では、過去に行われたシフトリード動作でデータの復元に成功した際のリード条件（例えば、所定の基準値からのシフト量を示すシフトインデックスｉｎｄｅｘ及び／又はリードレベルの値）が履歴値として記憶される。
【0065】
アウトフィールド処理では、過去に行われたＶｔｈトラッキング取得され、データの復元に成功した際のリード条件（例えば、Ｖｔｈトラッキングで特定されたリードレベルの値）が履歴値として記憶される。
【0066】
ここで、メモリセルの信頼性についての仮想的な空間を考え、想定される信頼性及びストレス状態に相当する領域をフィールドと呼ぶことにする。フィールド内にいるメモリセルの信頼性は、フィールド外にいるメモリセルの信頼性よりも高い。あるメモリセルがフィールド内にいる状態を、そのメモリセルの状態がインフィールドであるという。あるメモリセルがフィールド外にいる状態を、そのメモリセルの状態がアウトフィールドであるという。
【0067】
メモリセルの状態がインフィールドである場合、インフィールド処理において、履歴値を用いてシフトリード動作が行われれば、データの復元に成功する確率が高い。この場合、アウトフィールド処理における履歴値を用いたＶｔｈトラッキング（例えばリードレベルを履歴値から所定の電圧幅でシフトしながら行われる複数のシングルレベルリード）が行われなくてもデータの復元に成功する確率は高いと考えられる。アウトフィールド処理は、インフィールド処理よりも長い時間がかかる傾向にある。従って、メモリセルの状態がインフィールドである場合、リトライリード処理としてインフィールド処理が効率的であり、アウトフィールド処理は非効率的である。
【0068】
メモリセルの状態がアウトフィールドである場合、インフィールド処理における履歴値を用いたシフトリード動作が行われても、データの復元に失敗する確率が高い。この場合、用いるリードレベルを履歴値から変更してシフトリード動作がリトライされることになり、リトライ回数が増大しやすい。この場合、アウトフィールド処理において、履歴値を用いてＶｔｈトラッキングが行われ、データの復元に成功すれば、１回のリトライリード処理に要する時間はインフィールド処理より長くても、リトライ回数を少なくできる。これにより、トータルの所要時間をインフィールド処理より短縮できる。すなわち、メモリセルの状態がアウトフィールドである場合、リトライリード処理としてアウトフィールド処理が効率的であり、インフィールド処理は非効率的である。
【0069】
メモリセルの信頼性が互いに近い（例えば、ビットエラーレートが近い）メモリセルアレイ２３内の複数の領域について、インフィールド処理とアウトフィールド処理とでどちらが効率的かについても類似する傾向にある。前述のように、インフィールド処理とアウトフィールド処理とで用いられる履歴値が異なる。この点を考慮し、本実施形態のメモリシステム１では、信頼性が近いメモリセルの集合が、履歴値を共有すべき履歴値共有領域として管理される。履歴値共有領域は、メモリセルグループ、ブロックなどの物理的な管理単位とは別に定義される単位であり、信頼性が近いメモリセルの集合として抽象化された管理単位である。履歴値共有領域は、予め検査等により実験的に決められ得る。
【0070】
例えば、図４に示すメモリセルアレイ２３は、ソースラインＳＬの上方に積層体２３１が積層された構造を有する。積層体２３１では、選択ゲートラインＳＧＳ、複数のワードラインＷＬ０～ＷＬ９５、選択ゲートラインＳＧＤが互いに離間しながら積層される。積層体２３１における複数のワードラインＷＬ０～ＷＬ９５は、それぞれが積層方向に延びる複数の柱状体４で貫通される。柱状体４は、複数のティア４ａ，４ｂが積層された構造を有する。これに対応して、積層体２３１は、複数の積層体２３１Ａ，２３１Ｂが積層された構造を有する。図４では、柱状体４が２つのティア４ａ，４ｂに分割され、積層体２３１が２つの積層体２３１Ａ，２３１Ｂに分割される構造が例示されるが、柱状体４が３つ以上に分割されてもよく積層体２３１が３つ以上に分割されてもよい。
【0071】
積層体２３１Ａでは、選択ゲートラインＳＧＳ、複数のワードラインＷＬ０～ＷＬ４７が互いに離間しながら積層される。検査等により、複数のワードラインＷＬ０～ＷＬ４７のうち、積層方向両端のワードラインＷＬ０，ＷＬ４７に対応するメモリセルＭＴ０，ＭＴ４７の信頼性が互いに近いと特定されれば、ワードラインＷＬ０，ＷＬ４７に対応する領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ１として決定され得る。検査等により、複数のワードラインＷＬ０～ＷＬ４７のうち、積層方向内側のワードラインＷＬ１～ＷＬ４６に対応するメモリセルＭＴ１～ＭＴ４６の信頼性が互いに近いと特定されれば、ワードラインＷＬ１～ＷＬ４６に対応する領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ２として決定され得る。
【0072】
積層体２３１Ｂでは、複数のワードラインＷＬ４８～ＷＬ９５、選択ゲートラインＳＧＤが互いに離間しながら積層される。検査等により、複数のワードラインＷＬ４８～ＷＬ９５のうち、積層方向両端のワードラインＷＬ４８，ＷＬ９５に対応するメモリセルＭＴ４８，ＭＴ９５の信頼性が互いに近いと特定されれば、ワードラインＷＬ４８，ＷＬ９５に対応する領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ３として決定され得る。検査等により、複数のワードラインＷＬ４８～ＷＬ９５のうち、積層方向内側のワードラインＷＬ４９～ＷＬ９４に対応するメモリセルＭＴ４９～ＭＴ９４の信頼性が互いに近いと特定されれば、ワードラインＷＬ４９～ＷＬ９４に対応する領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ４として決定され得る。
【0073】
なお、図４では、履歴値共有領域を物理ブロックより小さい単位として例示するが、メモリセルの信頼性が互いに近ければ、履歴値共有領域は、物理的な管理単位に関わらずに決定され得る。例えば、メモリセルの信頼性が互いに近ければ、履歴値共有領域は、複数の物理ブロックに跨って決定されてもよい。
【0074】
予め検査等により実験的に決められる履歴値共有領域は、その状態が、例えば図５に示すような履歴値共有管理情報で管理され得る。図５は、履歴値共有管理情報を示す図である。図５では、履歴値共有管理情報がテーブル形式で実装される場合が例示される。履歴値共有管理テーブルでは、履歴値共有領域識別子と状態とが複数の履歴値共有領域について対応づけられている。履歴値共有領域識別子は、履歴値共有領域を他の履歴値共有領域から識別するための情報である。状態は、履歴値共有領域に含まれるメモリセルの信頼性に関する情報であり、インフィールド（Ｉｎｆｉｅｌｄ）又はアウトフィールド（Ｏｕｔｆｉｅｌｄ）を含む。状態は、初期に、インフィールドになっていてもよい。
【0075】
メモリコントローラ１０は、履歴値共有管理テーブルをメモリセルアレイ２３の管理情報格納領域に格納可能である。メモリシステム１の起動等に応じて、メモリコントローラ１０は、履歴値共有管理テーブルを管理情報格納領域からリードしてＲＡＭ１４に格納する。そして、メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値共有管理テーブルを更新可能である。メモリコントローラ１０は、所定のタイミングで履歴値共有管理テーブルをＲＡＭ１４から取得してメモリセルアレイ２３の管理情報格納領域に格納する。これにより、履歴値共有管理テーブルが不揮発化される。
【0076】
図５に示す履歴値共有管理テーブルは、履歴値共有領域ＨＶＳＵ１，ＨＶＳＵ３，ＨＶＳＵ５が、アウトフィールド状態であることを示す。同様に、履歴値共有領域ＨＶＳＵ２，ＨＶＳＵ４，ＨＶＳＵ６がインフィールド状態であることが示される。
【0077】
また、履歴値共有領域で用いられるべき履歴値は、例えば図６に示すような履歴値管理情報で管理され得る。図６は、履歴値管理情報を示す図である。図６では、履歴値管理情報がテーブル形式で実装される場合が例示される。履歴値管理テーブルでは、履歴値共有領域識別子と履歴値とが複数の履歴値共有領域について対応づけられている。履歴値は、過去にデータの復元に成功したリード条件に対応し、インフィールド処理におけるシフトインデックスＩｎｄｅｘ又はアウトフィールド処理におけるリードレベルの値を含む。
【0078】
メモリコントローラ１０は、履歴値管理テーブルをメモリセルアレイ２３の管理情報格納領域に格納可能である。メモリシステム１の起動等に応じて、メモリコントローラ１０は、履歴値管理テーブルを管理情報格納領域からリードしてＲＡＭ１４に格納する。そして、メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理テーブルを更新可能である。メモリコントローラ１０は、所定のタイミングで履歴値管理テーブルをＲＡＭ１４から取得して管理情報格納領域に格納する。これにより、履歴値管理テーブルが不揮発化される。
【0079】
図６に示す履歴値管理テーブルは、履歴値共有領域ＨＶＳＵ１，ＨＶＳＵ３，ＨＶＳＵ５が、アウトフィールド処理の履歴値（すなわち、リードレベルの値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ３，Ｖｔｈ５）を用いるべきであることを示す。同様に、履歴値共有領域ＨＶＳＵ２，ＨＶＳＵ４，ＨＶＳＵ６が、インフィールド処理の履歴値（すなわち、シフトインデックスＩｎｄｅｘ＃３，Ｉｎｄｅｘ＃４，Ｉｎｄｅｘ＃２）を用いるべきであることが示される。
【0080】
【0081】
メモリシステム１において、メモリコントローラ１０は、所定の要求に応じて、初段のリード処理を行う（Ｓ１）。所定の要求とは、ホスト要求及び内部処理要求を含む。所定の要求は、リード要求であってもよいし、パトロールリード要求であってもよい。メモリコントローラ１０は、ホスト３０からリード要求を受信したことに応じて、初段のリード処理を行ってもよい。メモリコントローラ１０は、パトロールリードを実行すべきタイミングになりパトロールリード要求を内部的に生成したことに応じて、初段のリード処理を行ってもよい。
【0082】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ１の結果として、不揮発性メモリ２０からリードデータを受けると、リードに成功したか否かを判断する（Ｓ２）。メモリコントローラ１０は、リードデータに対する誤り訂正に成功しユーザデータを復元できた場合、リードに成功したと判断し（Ｓ２でＹｅｓ）、処理を終了する。
【0083】
メモリコントローラ１０は、リードデータに対する誤り訂正に失敗しユーザデータを復元できなかった場合、リードに失敗したと判断し（Ｓ２でＮｏ）、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たすか否かを判断する（Ｓ３）。所定の要求がホスト３０からのリード要求である場合、所定の要求の対象領域はリード要求で指定される領域である。所定の要求がパトロールリード要求である場合、所定の要求の対象領域はパトロールリード要求で指定される領域である。対象領域の信頼性は、対象領域のメモリセルの疲弊度、または対象領域のメモリセルに記憶されたデータの信頼性を含む。
【0084】
ステップＳ３の判定には、様々な基準が用いられ得る。様々な基準は、例えば、メモリセルアレイ２３内の領域であって、所定の要求の対象領域よりも大きく且つ対象領域を含む領域、または、対象領域よりも小さく且つ対象領域に含まれる領域、についての種々の指標に基づいて決定される。
【0085】
例えば、メモリコントローラ１０は、メモリセルアレイ２３に対するライト・イレーズサイクル数を消去動作の単位領域ごとに管理可能である。消去動作の単位領域は、物理ブロックであってもよいし、スーパーブロックであってもよい。メモリコントローラ１０は、領域の識別子とライト・イレーズサイクル数とが複数の領域について対応づけられた管理情報を用いて、ライト・イレーズサイクル数を管理してもよい。メモリコントローラ１０は、消去動作の単位領域ごとにカウンタを有し、カウンタを用いて、ライト・イレーズサイクル数を管理してもよい。
【0086】
この場合、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に含まれる消去動作の単位領域（または、所定の要求の対象領域を含む消去動作の単位領域）のライト・イレーズサイクル数が第１の閾値以下である場合、対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。第１の閾値は、対象領域のメモリセルの疲弊度が所定の範囲内に収まるようなライト・イレーズサイクル数に対応する。メモリコントローラ１０は、対象領域のライト・イレーズサイクル数が第１の閾値より大きい場合、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0087】
あるいは、メモリコントローラ１０は、メモリセルアレイ２３に対するリード回数をリード動作の単位領域ごとに管理可能である。リード動作の単位領域は、メモリセルグループＭＣＧであってもよいし、スーパーページであってもよい。メモリコントローラ１０は、領域の識別子とリード回数とが複数の単位領域について対応づけられた管理情報を用いて、リード回数を管理してもよい。メモリコントローラ１０は、単位領域ごとにカウンタを有し、カウンタを用いて、リード回数を管理してもよい。
【0088】
この場合、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に含まれるリード動作の単位領域（または、所定の要求の対象領域を含むリード動作の単位領域）のリード回数が第２の閾値以下である場合、対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。第２の閾値は、対象領域のメモリセルに記憶されたデータの信頼性が所定の範囲内に収まるようなリード回数に対応する。メモリコントローラ１０は、対象領域のリード回数が第２の閾値より大きい場合、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0089】
あるいは、メモリコントローラ１０は、定期リフレッシュが実行されたタイミングと強制リフレッシュが実行されたタイミングとを、それぞれリフレッシュ動作の単位領域（例えば、スーパーブロック）ごとに管理可能である。メモリコントローラ１０は、定期リフレッシュを、所定の期間ごとに周期的に行う。メモリコントローラ１０は、強制リフレッシュを、リードデータのビットエラーレートが閾値を超えたことに応じて行う。あるいは、メモリコントローラ１０は、リードデータのビットエラーレートが閾値を超えたことに応じて、定期リフレッシュの時間間隔を短くする。メモリコントローラ１０は、定期リフレッシュ及び強制リフレッシュのいずれにおいても、リフレッシュ動作の単位領域からデータをリードし、リードデータを他の単位領域にライトし直す。
【0090】
この場合、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に含まれるリフレッシュ動作の単位領域（または、所定の要求の対象領域を含むリフレッシュ動作の単位領域）について、前回実行されたリフレッシュが定期リフレッシュだった場合、対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。メモリコントローラ１０は、対象領域について、前回実行されたリフレッシュが強制リフレッシュであった場合（すなわち、当該対象領域からリードされたリードデータのビットエラーレートが、所定の周期の経過前に閾値を超えた場合）、対象領域のメモリセルの疲弊度があがっており、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0091】
あるいは、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に含まれるリフレッシュ動作の単位領域（または、所定の要求の対象領域を含むリフレッシュ動作の単位領域）について、定期リフレッシュの時間間隔が第３の閾値より大きい場合、対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。第３の閾値は、対象領域のメモリセルに記憶されたデータの信頼性が所定の範囲内に収まるような定期リフレッシュの時間間隔に対応する。メモリコントローラ１０は、対象領域について、定期リフレッシュの時間間隔が第３の閾値より小さい場合、対象領域のメモリセルの疲弊度があがっており、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0092】
あるいは、メモリコントローラ１０は、ＥＣＣ部１３による誤り訂正能力を、誤り訂正処理の単位領域ごとに管理可能である。誤り訂正処理の単位領域は、メモリセルグループＭＣＧであってもよいし、スーパーページであってもよい。複数のチャネルによって複数のメモリチップがメモリコントローラ１０にそれぞれ接続されている場合、誤り訂正処理の単位領域は、複数のメモリチップのメモリセルを含んでもよい。メモリセルグループＭＣＧが複数ページ分のデータを記憶する場合、誤り訂正能力は、リード対象のページデータごとに管理されてもよい。メモリコントローラ１０は、誤り訂正処理の単位領域におけるビットエラーレートが閾値を超えたことに応じて、誤り訂正能力を第１訂正能力（例えば誤り訂正処理の単位領域あたりＮビットの訂正能力）から第２訂正能力（例えば誤り訂正処理の単位領域あたりＮビットよりも多いＭビットの訂正能力）に引き上げてもよい。例えば、誤り訂正能力が引き上げられる単位領域では、冗長性が高められたＥＣＣパリティを含む符号語がライトされる。
【0093】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に含まれる誤り訂正処理の単位領域（または、所定の要求の対象領域を含む誤り訂正処理の単位領域）において誤り訂正能力が引き上げられた場合、対象領域のメモリセルに記憶されたデータの信頼性が確保できるので、対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。メモリコントローラ１０は、対象領域において誤り訂正能力が引き上げられていない場合、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0094】
あるいは、メモリコントローラ１０は、メモリセルアレイ２３に対するライト時の温度をライト動作の単位領域ごとに管理可能である。ライト動作の単位領域は、メモリセルグループＭＣＧであってもよいし、スーパーページであってもよい。メモリコントローラ１０は、領域の識別子とライト時の温度とが複数の単位領域について対応づけられた管理情報を用いて、ライト時の温度を管理してもよい。
【0095】
この場合、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に含まれるライト動作の単位領域（または、所定の要求の対象領域を含むライト動作の単位領域）へのライト時の温度が第４の閾値以上である場合、対象領域のメモリセルに記憶されたデータの信頼性が確保できるので、対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。第４の閾値は、メモリセルが適正に動作可能な温度範囲の下限値（例えば、１５℃）に対応する。メモリコントローラ１０は、対象領域のライト時の温度が第４の閾値より低い場合、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0096】
あるいは、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に対応するワードラインがブロックにおける第１の位置に存在する場合、対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。第１の位置は、メモリセルに記憶されたデータの信頼性が所定の範囲内に収まるようなワードラインの位置（例えば、ブロックにおける端より内側の位置）に対応する。メモリコントローラ１０は、対象領域に対応するワードラインがブロックにおける第１の位置とは異なる（例えば、第１の位置より端に近い）第２の位置に存在する場合、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0097】
あるいは、メモリコントローラ１０は、メモリシステム１の起動からの経過時間を管理可能である。メモリコントローラ１０は、タイマを有し、電力供給を受けると、タイマを始動させて経過時間を測定し始める。メモリコントローラ１０は、タイマを参照することで、メモリシステム１の起動からの経過時間を把握できる。
【0098】
この場合、メモリコントローラ１０は、メモリシステム１の起動からの経過時間が第５の閾値以上である場合、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たす（Ｓ３でＹｅｓ）と判断する。第５の閾値は、メモリシステム１の起動からメモリセルの動作が安定するまでの時間に対応する。メモリコントローラ１０は、メモリシステム１の起動からの経過時間が第５の閾値より短い場合、対象領域の信頼性が基準を満たさない（Ｓ３でＮｏ）と判断する。
【0099】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たす場合（Ｓ３でＹｅｓ）、インフィールド処理を実行する（Ｓ４）。
【0100】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ４の結果として、不揮発性メモリ２０からリードデータを受けると、リードに成功したか否かを判断する（Ｓ５）。メモリコントローラ１０は、リードデータに対する誤り訂正に成功しユーザデータを復元できた場合、リードに成功したと判断し（Ｓ５でＹｅｓ）、処理を終了する。
【0101】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たさない場合（Ｓ３でＮｏ）、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0102】
あるいは、メモリコントローラ１０は、ステップＳ４の結果として、リードデータに対する誤り訂正に失敗しユーザデータを復元できなかった場合、リードに失敗したと判断し（Ｓ５でＮｏ）、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0103】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ６の結果として、不揮発性メモリ２０からリードデータを受けると、リードに成功したか否かを判断する（Ｓ７）。メモリコントローラ１０は、リードデータに対する誤り訂正に成功しユーザデータを復元できた場合、リードに成功したと判断し（Ｓ７でＹｅｓ）、処理を終了する。
【0104】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ６の結果として、リードデータに対する誤り訂正に失敗しユーザデータを復元できなかった場合、リードに失敗したと判断し（Ｓ７でＮｏ）、ユーザデータ復元のための他の処理を実行する（Ｓ８）。他の処理は、例えば、リードデータに対する尤度を判定しユーザデータを復元する処理（軟判定復号処理）、または、ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）技術を用いてユーザデータを復元する処理、を含む。
【0105】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ８の結果として、不揮発性メモリ２０からリードデータを受けると、リードに成功したか否かを判断する（Ｓ９）。メモリコントローラ１０は、リードデータに対する誤り訂正に成功しユーザデータを復元できた場合、リードに成功したと判断し（Ｓ９でＹｅｓ）、処理を終了する。
【0106】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ８の結果として、リードデータに対する誤り訂正に失敗しユーザデータを復元できなかった場合、リードに失敗したと判断し（Ｓ９でＮｏ）、エラー処理を行う（Ｓ１０）。
【0107】
【0108】
メモリコントローラ１０は、インフィールド処理（Ｓ４）の開始に応じて、履歴値共有領域管理情報を更新する（Ｓ１１）。メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域（例えば、スーパーページ）に含まれる履歴値共有領域（または、所定の要求の対象領域を含む履歴値共有領域）を特定する。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値共有管理情報（例えば、図５に示す履歴値共有管理テーブル）にアクセスする。メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がインフィールドであればそのまま維持し、アウトフィールドであればインフィールドに書き換える。例えば、特定された履歴値共有領域が図５に示すＨＶＳＵ２であれば、メモリコントローラ１０は、対応する状態がインフィールドであるのでその状態を維持する。
【0109】
メモリコントローラ１０は、履歴値管理情報のシフトインデックスＸで示される条件でシフトリードを行う（Ｓ１２）。Ｘは、シフトインデックスの値を表す。初期の状態で、例えばＸ＝０である。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報（例えば、図６に示す履歴値管理テーブル）にアクセスする。メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応するシフトインデックスを特定する。例えば、特定された履歴値共有領域が図６に示すＨＶＳＵ２であれば、メモリコントローラ１０は、シフトインデックスとしてＩｎｄｅｘ＃３（すなわち、Ｘ＝３）を特定する。
【0110】
特定されたシフトインデックスＩｎｄｅｘの具体的な内容は、図９に示すようなインフィールド処理用のシフトテーブルで特定されてもよい。図９は、インフィールド処理用のシフトテーブルを示す図である。シフトテーブルでは、シフトインデックスとシフトリード条件とが複数のシフトインデックスについて対応づけられている。シフトリード条件は、所定の基準値からのシフト量及び／又はリードレベルの値を含む。
【0111】
メモリコントローラ１０は、インフィールド処理用のシフトテーブルをメモリセルアレイ２３の管理情報格納領域に格納可能である。メモリシステム１の起動等に応じて、メモリコントローラ１０は、インフィールド処理用のシフトテーブルを管理情報格納領域からリードしてＲＡＭ１４に格納する。そして、メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上のシフトテーブルを参照可能である。
【0112】
図９に示すシフトテーブルを参照することで、シフトインデックスに対応するシフトリード条件が特定され得る。Ｘ＝０（初期値）であれば、リードレベルＶ０及び／又はシフト量ΔＶ０が特定される。Ｘ＝１であれば、リードレベルＶ１及び／又はシフト量ΔＶ１（＞ΔＶ０）が特定される。Ｘ＝２であれば、リードレベルＶ２及び／又はシフト量ΔＶ２（＞ΔＶ１）が特定される。Ｘ＝３であれば、リードレベルＶ３及び／又はシフト量ΔＶ３（＞ΔＶ２）が特定される。Ｘ＝４であれば、リードレベルＶ４及び／又はシフト量ΔＶ４（＞ΔＶ３）が特定される。図９の例では、シフトインデックスの値Ｘが大きくなるほど、所定の基準値からのシフト量が大きいシフトリード条件になる。
【0113】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に対して、特定されたシフトリード条件でシフトリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。例えば、対象領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ２に含まれる場合、メモリコントローラ１０は、Ｉｎｄｅｘ＃３のシフトリード条件（図９参照）でシフトリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0114】
説明を図８に戻す。メモリコントローラ１０は、リードデータに対して誤り訂正処理を行う（Ｓ１３）。
【0115】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ１３の結果、誤り訂正に成功した場合（Ｓ１４でＹｅｓ）、ユーザデータを復元でき、リードに成功した（Ｓ２２）として処理を終了する。
【0116】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ１３の結果、誤り訂正に失敗した場合（Ｓ１４でＮｏ）、シフトインデックスの値Ｘが所定の閾値Ｙ以上であるか否かを判断する（Ｓ１５）。
【0117】
閾値Ｙは、シフトテーブルにおけるシフトインデックスの最大値であってもよい。例えば、図９に示すシフトテーブルが用いられる場合、閾値Ｙは４に設定され得る。例えば、所定の要求の対象領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ２に含まれ、履歴値共有領域ＨＶＳＵ２に対応するシフトインデックスの値Ｘが３である場合、シフトインデックスの値Ｘ（＝３）は所定の閾値Ｙ（＝４）未満である（Ｓ１５でＮｏ）。従って、メモリコントローラ１０は、シフトインデックスの値Ｘをインクリメントし（Ｓ１６）、Ｘ＝４とする。
【0118】
メモリコントローラ１０は、履歴値管理情報のシフトインデックスＸで示される条件でシフトリードを行う（Ｓ１７）。例えばＸ＝４であれば、メモリコントローラ１０は、Ｉｎｄｅｘ＃４のシフトリード条件（図９参照）でシフトリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0119】
メモリコントローラ１０は、リードデータに対して誤り訂正処理を行う（Ｓ１８）。
【0120】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ１８の結果、誤り訂正に成功した場合（Ｓ１９でＹｅｓ）、履歴値管理情報を更新する（Ｓ２０）。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報にアクセスする。例えば、所定の要求の対象領域が図６に示す履歴値共有領域ＨＶＳＵ２に含まれる場合、メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域ＨＶＳＵ２に対応する履歴値を、例えばＩｎｄｅｘ＃３からＩｎｄｅｘ＃４に書き換える。
【0121】
メモリコントローラ１０は、ユーザデータを復元でき、リードに成功した（Ｓ２２）として処理を終了する。
【0122】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ１８の結果、誤り訂正に失敗した場合（Ｓ１９でＮｏ）、処理をステップＳ１５に戻し、再び、シフトインデックスの値Ｘが所定の閾値Ｙ以上であるか否かを判断する（Ｓ１５）。
【0123】
例えば閾値Ｙが４の場合、シフトインデックスの値Ｘが４であれば（Ｓ１５でＹｅｓ）、メモリコントローラ１０は、ユーザデータを復元できず、リードに失敗した（Ｓ２１）として処理を終了する。
【0124】
【0125】
メモリコントローラ１０は、アウトフィールド処理（Ｓ６）の開始に応じて、履歴値共有領域管理情報を更新する（Ｓ３１）。メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域（例えば、スーパーページ）に含まれる履歴値共有領域（または、所定の要求の対象領域を含む履歴値共有領域）を特定する。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値共有管理情報（例えば、図５に示す履歴値共有管理テーブル）にアクセスする。メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がアウトフィールドであればそのまま維持し、インフィールドであればアウトフィールドに書き換える。例えば、特定された履歴値共有領域が図５に示すＨＶＳＵ１であれば、メモリコントローラ１０は、対応する状態がアウトフィールドであるのでその状態を維持する。
【0126】
メモリコントローラ１０は、履歴値管理情報のリードレベルの値でリードを行う（Ｓ３２）。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報（例えば、図６に示す履歴値管理テーブル）にアクセスする。メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応するリードレベルの値を特定する。例えば、特定された履歴値共有領域が図６に示すＨＶＳＵ１であれば、メモリコントローラ１０は、リードレベルの値としてＶｔｈ１を特定する。
【0127】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域に対して、特定されたリードレベルの値でリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。例えば、対象領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ１に含まれる場合、メモリコントローラ１０は、リードレベルの値Ｖｔｈ１を用いてリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0128】
メモリコントローラ１０は、リードデータに対して誤り訂正処理を行う（Ｓ３３）。
【0129】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３３の結果、誤り訂正に成功した場合（Ｓ３４でＹｅｓ）、ユーザデータを復元でき、リードに成功した（Ｓ４２）として処理を終了する。
【0130】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３３の結果、誤り訂正に失敗した場合（Ｓ３４でＮｏ）、Ｖｔｈトラッキングを実施する（Ｓ３５）。メモリコントローラ１０は、リードレベルを所定の刻み幅でシフトさせながらシングルレベルリードが複数回実行されるように不揮発性メモリ２０を制御する。メモリコントローラ１０は、各回のリードデータを不揮発性メモリ２０から取得し、オン状態のメモリセルの個数（又は、オフ状態のメモリセルの個数）をカウントする。カウント結果に応じて、メモリコントローラ１０は、該当メモリセルグループＭＣＧに含まれる複数のメモリセルの閾値電圧分布のヒストグラムを生成する。メモリコントローラ１０は、生成されたヒストグラムに基づいて、リードレベルの値を求める。
【0131】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３５で求められたリードレベルの値でリードを行う（Ｓ３６）。メモリコントローラ１０は、ステップＳ３５で求められたリードレベルの値（例えばＶｔｈ１ａ）を用いてリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0132】
メモリコントローラ１０は、リードデータに対して誤り訂正処理を行う（Ｓ３７）。
【0133】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３７の結果、誤り訂正に成功した場合（Ｓ３８でＹｅｓ）、履歴値管理情報を更新する（Ｓ３９）。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報にアクセスする。例えば、メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域ＨＶＳＵ１に対応する履歴値をＶｔｈ１からＶｔｈ１ａに書き換える。
【0134】
メモリコントローラ１０は、ユーザデータを復元でき、リードに成功した（Ｓ４２）として処理を終了する。
【0135】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３７の結果、誤り訂正に失敗した場合（Ｓ３８でＮｏ）、ユーザデータを復元できず、リードに失敗した（Ｓ４１）として処理を終了する。
【0136】
以上のように、本実施形態のメモリシステム１では、平均的な所要時間が互いに異なる複数のリードリトライ処理が用意される。メモリシステム１は、リードすべき領域の状態に基づき複数のリードリトライ処理をのうち１つのリードリトライ処理を選択して実行する。これにより、リトライリード処理を効率化できる。
【0137】
なお、メモリシステム１は、メモリシステム１に要求される個別の仕様に基づいて複数のリードリトライ処理をのうち１つのリードリトライ処理を選択して実行可能に構成されてもよい。個別の仕様は、メモリシステム１に要求される性能及び／又は信頼性を含む。これにより、例えば、互いに仕様が異なる複数のメモリシステム１について、メモリコントローラ１０及び／又はそれに実装されるファームウエアの設計を共通化でき、メモリシステム１の設計及び開発を効率化できる。
【0138】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第２の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0139】
第１の実施形態にかかるメモリシステムでは、図７を参照して説明したように、所定の要求に応じて初段のリード処理が毎回行われる。しかしながら、初段のリード処理を省略した方が効率的な場合がある。例えば、初段のリード処理でリードに失敗する可能性が高ければ、初段のリード処理を省略した方が効率的である。
【0140】
このような考えに基づき、第２の実施形態にかかるメモリシステム１は、図１１に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる動作を行う。図１１は、メモリシステム１の動作を示すフローチャートである。図１１に示す動作では、図７を参照して説明したステップＳ３の処理が省略され、ステップＳ１の処理の前に、ステップＳ５１の処理が追加される。
【0141】
すなわち、メモリコントローラ１０は、所定の要求に応じて、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たすか否かを判断する（Ｓ５１）。
【0142】
メモリコントローラ１０は、対象領域の信頼性が基準を満たさない場合（Ｓ５１でＮｏ）、初段のリード処理でリードに失敗する可能性が高いと判断して、初段のリード処理を省略し、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0143】
メモリコントローラ１０は、対象領域の信頼性が基準を満たす場合（Ｓ５１でＹｅｓ）、所定の要求に応じて、初段のリード処理を行う（Ｓ１）。
【0144】
以上のように、第２の実施形態にかかるメモリシステム１では、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たさない場合に初段のリード処理を省略してリードリトライ処理（例えば、アウトフィールド処理）が行われる。これにより、メモリシステム１の動作をさらに効率化できる。
【0145】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第３の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0146】
第１の実施形態にかかるメモリシステムでは、アウトフィールド処理として、Ｖｔｈトラッキングが行われる。第３の実施形態では、アウトフィールド処理として、Ｖｔｈトラッキングに基づくシフトリードが行われる。
【0147】
すなわち、図１２に示すように、次の点で第１の実施形態と異なるアウトフィールド処理が行われる。図１２は、アウトフィールド処理（Ｓ６）を示すフローチャートである。図１２に示すアウトフィールド処理では、図１０参照を参照して説明したステップＳ３２の処理に代えてステップＳ６１の処理が行われ、ステップＳ３６の処理に代えてステップＳ６２，Ｓ６３の処理が行われる。
【0148】
ステップＳ３１の後、メモリコントローラ１０は、履歴値管理情報のシフトインデックスＸで示される条件でシフトリードを行う（Ｓ６１）。Ｘは、シフトインデックスの値を表す。初期の状態で、例えばＸ＝１０である。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報にアクセスする。履歴値管理情報には、例えば図１３に示すような履歴値が記録され得る。図１３は、本実施形態にかかる履歴値管理情報を示す図である。本実施形態にかかる履歴値管理情報は、図６を参照して説明した第１の実施形態にかかる履歴値管理情報と、記録される履歴値が異なる。すなわち、アウトフィールド処理に対応する履歴値は、リードレベルの値に代えて、アウトフィールド処理用のシフトインデックスになっている。
【0149】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域（例えば、スーパーページ）に対応する履歴値共有領域のシフトインデックスを特定する。例えば、特定された履歴値共有領域が図１３に示すＨＶＳＵ１であれば、メモリコントローラ１０は、シフトインデックスとしてＩｎｄｅｘ＃１０（すなわち、Ｘ＝１０）を特定する。
【0150】
特定されたシフトインデックスＩｎｄｅｘの具体的な内容は、図１４に示すようなアウトフィールド処理用のシフトテーブルで特定されてもよい。図１４は、アウトフィールド処理用のシフトテーブルを示す図である。シフトテーブルでは、シフトインデックスとシフトリード条件とが複数のシフトインデックスについて対応づけられている。シフトリード条件は、所定の基準値からのシフト量及び／又はリードレベルの値を含む。
【0151】
メモリコントローラ１０は、アウトフィールド処理用のシフトテーブルをメモリセルアレイ２３の管理情報格納領域に格納可能である。メモリシステム１の起動等に応じて、メモリコントローラ１０は、アウトフィールド処理用のシフトテーブルを管理情報格納領域からリードしてＲＡＭ１４に格納し、ＲＡＭ１４上のシフトテーブルを参照可能である。
【0152】
図１４に示すシフトテーブルを参照することで、シフトインデックスに対応するシフトリード条件が特定され得る。Ｘ＝１０（初期値）であれば、リードレベルＶ１０及び／又はシフト量ΔＶ１０が特定される。Ｘ＝１１であれば、リードレベルＶ１１及び／又はシフト量ΔＶ１１（＞ΔＶ１０）が特定される。Ｘ＝１２であれば、リードレベルＶ１２及び／又はシフト量ΔＶ１２（＞ΔＶ１１）が特定される。Ｘ＝１３であれば、リードレベルＶ１３及び／又はシフト量ΔＶ１３（＞ΔＶ１２）が特定される。図１４の例では、シフトインデックスの値Ｘが大きくなるほど、所定の基準値からのシフト量が大きいシフトリード条件になる。
【0153】
メモリコントローラ１０は、所定の要求で指定される領域に対して、特定されたシフトリード条件でシフトリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。例えば、対象領域が履歴値共有領域ＨＶＳＵ１に含まれる場合、メモリコントローラ１０は、Ｉｎｄｅｘ＃１０のシフトリード条件（図１４参照）でシフトリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0154】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３３の結果、誤り訂正に失敗した場合（Ｓ３４でＮｏ）、Ｖｔｈトラッキングを実施する（Ｓ３５）。メモリコントローラ１０は、Ｖｔｈトラッキングにより、リードレベルの値（例えばＶｔｈ１ｂ）を求める。
【0155】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３５で求められたリードレベルの値に基づき、シフトインデックスの値Ｘを変更する（Ｓ６２）。メモリコントローラ１０は、アウトフィールド処理用のシフトテーブルを参照し、ステップＳ３５で求められたリードレベルの値に最も近いリードレベルに対応するシフトリード条件を探す。図１４に示した例の場合、ステップＳ３５で求められたリードレベルの値がＶｔｈ１ｂであり、リードレベルＶ１０，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３のうちＶｔｈ１ｂに最も近いものがＶ１２であれば、シフトインデックスの値Ｘを（例えば１０から）１２へ変更する。
【0156】
メモリコントローラ１０は、シフトインデックスＸで示される条件でシフトリードを行う（Ｓ６３）。例えばＸ＝１２であれば、メモリコントローラ１０は、Ｉｎｄｅｘ＃１２のシフトリード条件（図１４参照）でシフトリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0157】
その後、メモリコントローラ１０は、ステップＳ３７以降の処理を第１の実施形態と同様に行う。例えば、履歴値管理情報の更新（Ｓ３９）において、メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域ＨＶＳＵ１に対応する履歴値をＩｎｄｅｘ＃１０からＩｎｄｅｘ＃１２に書き換える。
【0158】
以上のように、第３の実施形態では、メモリシステム１は、アウトフィールド処理として、Ｖｔｈトラッキングに基づくシフトリードを行う。これによっても、インフィールド処理より信頼性の高いリトライリード処理としてアウトフィールド処理を実現可能である。
【0159】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第４の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0160】
第３の実施形態にかかるメモリシステムでは、アウトフィールド処理として、Ｖｔｈトラッキングに基づくシフトリードが行われる。第４の実施形態では、アウトフィールド処理として、Ｖｔｈトラッキング又はそれに基づくシフトリードが行われる。
【0161】
すなわち、図１５に示すように、次の点で第３の実施形態と異なるアウトフィールド処理が行われる。図１５は、アウトフィールド処理（Ｓ６）を示すフローチャートである。図１５に示すアウトフィールド処理では、図１２を参照して説明したステップＳ６１の処理に代えてステップＳ７１の処理が行われ、ステップＳ３８とＳ３９との間にステップＳ７２～Ｓ７４が追加される。
【0162】
ステップＳ３１の後、メモリコントローラ１０は、履歴値管理情報の履歴値に応じたリードを行う。メモリコントローラ１０は、履歴値管理情報の履歴値がＶｔｈトラッキングで求められたリードレベルの値であれば、そのリードレベルの値でリードを行い、履歴値管理情報の履歴値がシフトインデックスＸであれば、シフトインデックスＸで示される条件でシフトリードを行う（Ｓ７１）。
【0163】
メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報にアクセスする。履歴値管理情報には、例えば図１６に示すような履歴値が記録され得る。図１６は、本実施形態にかかる履歴値管理情報を示す図である。本実施形態にかかる履歴値管理情報は、図１３を参照して説明した第３の実施形態の履歴値管理情報と、記録される履歴値が異なる。すなわち、アウトフィールド処理に対応する履歴値は、リードレベルの値、又は、アウトフィールド処理用のシフトインデックスになっている。
【0164】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域（例えば、スーパーページ）に対応する履歴値共有領域の履歴値を特定する。例えば、特定された履歴値共有領域が図１６に示すＨＶＳＵ１であれば、メモリコントローラ１０は、履歴値としてリードレベルの値Ｖｔｈ１を特定する。履歴値共有領域が図１６に示すＨＶＳＵ３であれば、メモリコントローラ１０は、履歴値としてシフトインデックスＩｎｄｅｘ＃１２（すなわち、Ｘ＝１２）を特定する。
【0165】
メモリコントローラ１０は、対象領域に対して、特定された履歴値がＶｔｈトラッキングで求められたリードレベルの値であれば、そのリードレベルの値でリードを行うように不揮発性メモリ２０を制御する。メモリコントローラ１０は、対象領域に対して、特定された履歴値がシフトインデックスＸであれば、シフトインデックスＸで示されるシフトリード条件でシフトリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0166】
また、メモリコントローラ１０は、ステップＳ３７の結果、誤り訂正に成功した場合（Ｓ３８でＹｅｓ）、履歴値管理情報を更新する（Ｓ３９）。メモリコントローラ１０は、ユーザデータを復元でき、リードに成功した（Ｓ４２）として処理を終了する。
【0167】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ３７の結果、誤り訂正に失敗した場合（Ｓ３８でＮｏ）、ステップＳ３５で求められたリードレベルの値（例えばＶｔｈ１ｃ）を用いてリードを行うよう不揮発性メモリ２０を制御する（Ｓ７２）。そのレスポンスとして、メモリコントローラ１０は、リードデータを不揮発性メモリ２０から取得する。
【0168】
メモリコントローラ１０は、リードデータに対して誤り訂正復号処理を行う（Ｓ７３）。
【0169】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ７３の結果、誤り訂正に成功した場合（Ｓ７４でＹｅｓ）、履歴値管理情報を更新する（Ｓ３９）。メモリコントローラ１０は、ユーザデータを復元でき、リードに成功した（Ｓ４２）として処理を終了する。
【0170】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ７３の結果、誤り訂正に失敗した場合（Ｓ７４でＮｏ）、ユーザデータを復元できず、リードに失敗した（Ｓ４１）として処理を終了する。
【0171】
以上のように、第４の実施形態では、メモリシステム１は、アウトフィールド処理として、Ｖｔｈトラッキング又はそれに基づくシフトリードを行う。これによっても、インフィールド処理より信頼性の高いリトライリード処理としてアウトフィールド処理を実現可能である。
【0172】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第４の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第５の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第４の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0173】
第１の実施形態にかかるメモリシステムでは、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たすか否かに基づきリードリトライ処理が選択される。第５の実施形態では、履歴値共有領域の状態に基づきリードリトライ処理が選択される。この選択に用いられる履歴値共有領域は、所定の要求の対象領域よりも大きく且つ対象領域を含む履歴値共有領域、または、対象領域よりも小さく且つ対象領域に含まれる履歴値共有領域、である。
【0174】
すなわち、メモリシステム１は、図１７に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる動作を行う。図１７は、メモリシステム１の動作を示すフローチャートである。図１７に示す動作では、図７を参照して説明したステップＳ３の処理に代えてステップＳ８１の処理が行われる。
【0175】
メモリコントローラ１０は、ステップＳ１の結果として、リードデータに対する誤り訂正に失敗しユーザデータを復元できなかった場合、リードに失敗したと判断し（Ｓ２でＮｏ）、所定の要求の対象領域に含まれる履歴値共有領域（または所定の要求の対象領域を含む履歴値共有領域）を特定する。メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域の状態を確認する（Ｓ８１）。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値共有管理情報（例えば、図５に示す履歴値共有管理テーブル）にアクセスする。
【0176】
メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がインフィールドであれば（Ｓ８１で「インフィールド」）、所定の要求の対象領域がインフィールド処理に適していると判断して、インフィールド処理を実行する（Ｓ４）。
【0177】
メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がアウトフィールドであれば（Ｓ８１で「アウトフィールド」）、所定の要求の対象領域がアウトフィールド処理に適していると判断して、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0178】
それ以外の点は、第１の実施形態と同様である。
【0179】
以上のように、第５の実施形態にかかるメモリシステム１では、所定の要求の対象領域に対応する履歴値共有領域の状態に基づき複数のリードリトライ処理をのうち１つのリードリトライ処理が実行される。これによっても、リトライリード処理を効率化できる。
【0180】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第５の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第６の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第５の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0181】
第５の実施形態にかかるメモリシステムでは、図１７を参照して説明したように、所定の要求に応じて初段のリード処理が毎回行われる。しかしながら、図１１を参照して説明した第２の実施形態と同様に、初段のリード処理を省略した方が効率的な場合がある。
【0182】
このような考えに基づき、第６の実施形態にかかるメモリシステム１は、図１８に示すように、次の点で第５の実施形態と異なる動作を行う。図１８は、メモリシステム１の動作を示すフローチャートである。図１８に示す動作では、図１７を参照して説明したステップＳ８１の処理が省略され、ステップＳ１の処理の前に、ステップＳ９１の処理が追加される。
【0183】
すなわち、メモリコントローラ１０は、所定の要求に応じて、所定の要求の対象領域に対応する履歴値共有領域の状態を確認する（Ｓ９１）。
【0184】
メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がアウトフィールドであれば（Ｓ９１で「アウトフィールド」）、所定の要求の対象領域がアウトフィールド処理に適しており、初段のリード処理でリードに失敗する可能性が高いと判断して、初段のリード処理を省略し、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0185】
メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がインフィールドであれば（Ｓ９１で「インフィールド」）、所定の要求に応じて、初段のリード処理を行う（Ｓ１）。
【0186】
以上のように、第６の実施形態にかかるメモリシステム１では、所定の要求の対象領域に対応する履歴値共有領域の状態がアウトフィールド処理に適している場合に初段のリード処理を省略してリードリトライ処理（例えば、アウトフィールド処理）が行われる。これにより、メモリシステム１の動作をさらに効率化できる。
【0187】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第６の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第７の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第６の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0188】
第７の実施形態にかかるメモリシステムでは、第１の実施形態と第５の実施形態とが組み合わせられた動作が行われる。すなわち、メモリシステム１において、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たし且つその対象領域に対応する履歴値共有領域の状態がインフィールドである場合、インフィールド処理を実行する。メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たさないかその対象領域に対応する履歴値共有領域の状態がアウトフィールドである場合、アウトフィールド処理を実行する。
【0189】
すなわち、メモリシステム１は、図１９に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる動作を行う。図１９は、メモリシステム１の動作を示すフローチャートである。図１９に示す動作では、図７を参照して説明したステップＳ３とＳ４との間に、ステップＳ８１の処理が追加される。
【0190】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たす場合（Ｓ３でＹｅｓ）、所定の要求の対象領域に対応する履歴値共有領域の状態を確認する（Ｓ８１）。
【0191】
メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域に対応する状態がインフィールドであれば（Ｓ８１で「インフィールド」）、所定の要求の対象領域がインフィールド処理に適していると判断して、インフィールド処理を実行する（Ｓ４）。
【0192】
メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域に対応する状態がアウトフィールドであれば（Ｓ８１で「アウトフィールド」）、所定の要求の対象領域がアウトフィールド処理に適していると判断して、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0193】
それ以外の点は、第１の実施形態と同様である。
【0194】
以上のように、第７の実施形態にかかるメモリシステム１では、所定の要求の対象領域の信頼性と所定の要求の対象領域に対応する履歴値共有領域の状態とに基づき、複数のリードリトライ処理をのうち１つのリードリトライ処理が実行される。これによっても、リトライリード処理を効率化できる。
【0195】
なお、図１９に示す動作において、ステップＳ３とステップＳ８１の順番が入れ替えられてもよい。
【0196】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第７の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第８の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第７の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0197】
第７の実施形態にかかるメモリシステムでは、図１９を参照して説明したように、所定の要求に応じて初段のリード処理が毎回行われる。しかしながら、図１１を参照して説明した第２の実施形態と同様に、初段のリード処理を省略した方が効率的な場合がある。
【0198】
このような考えに基づき、第８の実施形態にかかるメモリシステム１は、図２０に示すように、次の点で第７の実施形態と異なる動作を行う。図２０は、メモリシステム１の動作を示すフローチャートである。図２０に示す動作では、図１９を参照して説明したステップＳ３，Ｓ８１の処理が省略され、ステップＳ１の処理の前に、ステップＳ５１，Ｓ９１の処理が追加される。
【0199】
すなわち、メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たすか否かを判断する（Ｓ５１）。
【0200】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たさない場合（Ｓ５１でＮｏ）、初段のリード処理でリードに失敗する可能性が高いと判断して、初段のリード処理を省略し、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0201】
メモリコントローラ１０は、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たす場合（Ｓ５１でＹｅｓ）、所定の要求の対象領域に対応する履歴値共有領域の状態を確認する（Ｓ９１）。
【0202】
メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がアウトフィールドであれば（Ｓ９１で「アウトフィールド」）、所定の要求の対象領域がアウトフィールド処理に適しており、初段のリード処理でリードに失敗する可能性が高いと判断して、初段のリード処理を省略し、アウトフィールド処理を実行する（Ｓ６）。
【0203】
メモリコントローラ１０は、特定された履歴値共有領域に対応する状態がインフィールドであれば（Ｓ９１で「インフィールド」）、所定の要求に応じて、初段のリード処理を行う（Ｓ１）。
【0204】
以上のように、第８の実施形態にかかるメモリシステム１では、所定の要求の対象領域の信頼性が基準を満たさないか所定の要求の対象領域に対応する履歴値共有領域の状態がアウトフィールド処理に適している場合に、初段のリード処理が省略されてリードリトライ処理（例えば、アウトフィールド処理）が行われる。これにより、メモリシステム１の動作をさらに効率化できる。
【0205】
なお、図２０に示す動作において、ステップＳ５１とステップＳ９１の順番が入れ替えられてもよい。
【0206】
（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第８の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第９の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第８の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0207】
第１の実施形態から第８の実施形態にかかるメモリシステムでは、インフィールド処理中及びアウトフィールド処理中に履歴値が更新される。第９の実施形態では、インフィールド処理及びアウトフィールド処理以外において履歴値が更新される。
【0208】
例えば、メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域の状態を確認するパトロールリードを行い、パトロールリードの結果に応じて履歴値を更新してもよい。このパトロールリードは、履歴値更新用のパトロールリードであり、メモリセルの状態を確認するための通常のパトロールリードと異なる。
【0209】
履歴値更新用のパトロールリードでは、Ｖｔｈトラッキングが行われ、その結果に応じて履歴値が更新されるとともにリードレベルの値が求められ、そのリードレベルの値を用いてリードが行われる。通常のパトロールリードでは、基準値を用いてノーマルリードでリードが行われるか、あるいは、履歴値で示されるリードレベルの値を用いてリードが行われる。履歴値更新用のパトロールリードは、通常のパトロールリードに比べると、その所要時間が長い。
【0210】
メモリシステム１は、履歴値更新用のパトロールリードを実行している間はホスト３０からのリード要求を処理することが困難である。メモリセルアレイ２３における全ての履歴値共有領域について履歴値更新用のパトロールリードを行うことにすると、この履歴値更新処理に多大な時間を要する。これにより、ホスト３０からのリード要求に対するレイテンシが増大する可能性がある。
【0211】
そこで、第９の実施形態では、メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリード要求で指定される領域（例えば、履歴値共有領域）がアウトフィールド処理に適する場合、アウトフィールド処理に適した履歴値更新用のパトロールリード処理を実行し、実行結果に応じて履歴値管理情報における履歴値を更新する。メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリード要求で指定される領域（例えば、履歴値共有領域）がインフィールド処理に適する場合、履歴値更新用のパトロールリード処理の実行をスキップする。
【0212】
【0213】
メモリシステム１において、メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリードを行うべきか否かを判断する（Ｓ１０１）。メモリコントローラ１０は、所定の条件が成立するまで（Ｓ１０１でＮｏ）、待機する。所定の条件は、前回の履歴値更新用のパトロールリードの実行から所定の期間が経過することであってもよいし、１以上の履歴値共有領域のエラービット数（又は、フェイルビットカウント）が閾値を超えることであってもよい。あるいは、誤り訂正が反復訂正を伴う方式（例えば、ＬＤＰＣ方式）である場合、所定の条件は、誤り訂正の反復回数が閾値回数を超えることであってもよい。あるいは、所定の条件は、誤り訂正能力がホストリード時より引き下げられた状態で誤り訂正に失敗することであってもよい。
【0214】
メモリコントローラ１０は、所定の条件が成立すると（Ｓ１０１でＹｅｓ）、メモリセルアレイ２３に含まれる複数の履歴値共有領域から履歴値更新用のパトロールリードが未実行である１つの履歴値共有領域を選択する（Ｓ１０２）。メモリコントローラ１０は、その履歴値共有領域を指定する履歴値更新用のパトロールリード要求を内部処理要求として生成する。メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリード要求で指定される履歴値共有領域がアクティブであるか否かを確認する（Ｓ１０３）。例えば、メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域が含まれる消去単位の領域（例えば、スーパーブロック）がアクティブであるか否かを確認する。
【0215】
消去単位の領域がアクティブな状態であるか否かは、例えば図２２に示すようなブロック管理情報で管理され得る。図２２は、ブロック管理情報を示す図である。図２２では、ブロック管理情報がテーブル形式で実装される場合が例示される。ブロック管理テーブルでは、ブロック識別子と状態とが複数のスーパーブロックについて対応づけられている。ブロック識別子は、スーパーブロックを他のスーパーブロックから識別するための情報である。状態は、スーパーブロックの状態に関する情報であり、アクティブ又はノンアクティブを含む。アクティブは、そのスーパーブロックがライト可能であることを示す。ノンアクティブは、そのスーパーブロックがライト不可であることを示す。状態は、初期に、アクティブになっていてもよい。例えば、メモリコントローラ１０は、ユーザデータを復元できなかった場合、そのユーザデータが格納されているスーパーブロックをノンアクティブとしてブロック管理情報に登録してもよい。
【0216】
メモリコントローラ１０は、ブロック管理テーブルをメモリセルアレイ２３の管理情報格納領域に格納可能である。メモリシステム１の起動等に応じて、メモリコントローラ１０は、ブロック管理テーブルを管理情報格納領域からリードしてＲＡＭ１４に格納し、ＲＡＭ１４上のブロック管理テーブルを更新可能である。メモリコントローラ１０は、所定のタイミングでブロック管理テーブルをＲＡＭ１４から取得してメモリセルアレイ２３の管理情報格納領域に格納する。これにより、ブロック管理テーブルが不揮発化される。
【0217】
図２２に示すブロック管理テーブルは、スーパーブロックＳＢＬＫ１，ＳＢＬＫ４，ＳＢＬＫ５，ＳＢＬＫ６が、アクティブであることを示し、スーパーブロックＳＢＬＫ２，ＳＢＬＫ３がノンアクティブであることを示す。
【0218】
図２１に戻る。メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域が含まれる消去単位の領域がノンアクティブであれば（Ｓ１０３でＮｏ）、履歴値更新が不要であると判断して、処理をステップＳ１０８へ進める。
【0219】
メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域が含まれる消去単位の領域がアクティブであれば（Ｓ１０３でＹｅｓ）、履歴値を更新すべきである可能性があると判断して、信頼性に関する履歴値共有領域の状態を確認する（Ｓ１０４）。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値共有管理情報（例えば、図５に示す履歴値共有管理テーブル）にアクセスする。
【0220】
メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域に対応する状態がアウトフィールドであれば（Ｓ１０４で「アウトフィールド」）、履歴値を更新すべきである可能性があると判断して、履歴値更新用のパトロールリード処理を実行する（Ｓ１０５）。メモリコントローラ１０は、Ｖｔｈトラッキングを行い、その結果に応じてリードレベルの値を求め、そのリードレベルの値を用いてリードを行うように、不揮発性メモリ２０を制御する。
【0221】
メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリード処理の結果として、リードデータを不揮発性メモリ２０から受ける。メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリード処理の結果に応じて、履歴値を更新すべきであるか否かを判断する（Ｓ１０６）。
【0222】
処理対象の履歴値共有領域の履歴値がインフィールド処理用またはアウトフィールド用のシフトインデックスであれば、メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報（例えば、図６、図１３、または図１６に示す履歴値管理テーブル）とシフトテーブル（例えば図９または図１４に示すシフトテーブル）とにアクセスする。履歴値管理情報とシフトテーブルとに応じて、メモリコントローラ１０は、現在のシフトインデックスで示されるリードレベルを特定する。例えば、処理対象の履歴値共有領域が図６に示すＨＶＳＵ２であれば、メモリコントローラ１０は、現在のシフトインデックスＩｎｄｅｘ＃３からリードレベルＶ３を特定する。例えば、処理対象の履歴値共有領域が図１６に示すＨＶＳＵ３であれば、メモリコントローラ１０は、現在のシフトインデックスＩｎｄｅｘ＃１２で示されるリードレベルＶ１２を特定する。
【0223】
処理対象の履歴値共有領域の履歴値がアウトフィールド処理用のリードレベルの値であれば、メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報（例えば、図６に示す履歴値管理テーブル）にアクセスする。履歴値管理情報に応じて、メモリコントローラ１０は、現在のリードレベルの値を特定する。例えば、処理対象の履歴値共有領域が図６に示すＨＶＳＵ１であれば、メモリコントローラ１０は、現在のリードレベルの値としてＶｔｈ１を特定する。
【0224】
メモリコントローラ１０は、現在のインフィールド処理用もしくはアウトフィールド処理用のシフトインデックスで示されるリードレベル、または、現在のアウトフィールド処理用のリードレベルの値と、ステップＳ１０５で生成されたリードレベルの値とを比較し、比較結果に応じて、履歴値を更新すべきであるか否かを判断してもよい。例えば、メモリコントローラ１０は、これらの差分ΔＶｒｅａｄを求め、差分ΔＶｒｅａｄが閾値以上であれば、履歴値を更新すべき（Ｓ１０６でＹｅｓ）と判断し、差分ΔＶｒｅａｄが閾値未満であれば、履歴値を更新すべきでない（Ｓ１０６でＮｏ）と判断してもよい。
【0225】
メモリコントローラ１０は、履歴値を更新すべきである場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、履歴値をステップＳ１０５の結果に応じた値に更新する（Ｓ１０７）。
【0226】
処理対象の履歴値共有領域の履歴値がインフィールド処理用またはアウトフィールド処理用のシフトインデックスであれば、メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上のシフトテーブルにアクセスし、ステップＳ１０５で生成されたリードレベルの値Ｖｔｈに最も近いシフトインデックスを特定する。メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報にアクセスする。メモリコントローラ１０は、履歴値管理テーブルにおける履歴値共有領域に対応するシフトインデックスを、特定されたシフトインデックスでオーバーライトし更新する。
【0227】
処理対象の履歴値共有領域の履歴値がアウトフィールド処理用のリードレベルの値であれば、メモリコントローラ１０は、ＲＡＭ１４上の履歴値管理情報にアクセスする。メモリコントローラ１０は、履歴値管理テーブルにおける履歴値共有領域に対応するリードレベルの値を、ステップＳ１０５で求められたリードレベルの値でオーバーライトし更新する。
【0228】
一方、メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域に対応する状態がインフィールドであれば（Ｓ１０４で「インフィールド」）、履歴値更新が不要であると判断して、履歴値更新用のパトロールリード処理（Ｓ１０５）の実行をスキップし、処理をステップＳ１０８へ進める。
【0229】
メモリコントローラ１０は、メモリセルアレイ２３に含まれる複数の履歴値共有領域のうち未処理の履歴値共有領域があれば（Ｓ１０８でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０２へ戻し、未処理の履歴値共有領域がなければ（Ｓ１０８でＮｏ）、処理を終了する。
【0230】
図２３（ｂ）に示すように、メモリコントローラ１０は、メモリセルアレイ２３に含まれる複数の履歴値共有領域のうち、斜線のハッチングで示される履歴値共有領域に対する履歴値更新用のパトロールリード処理をスキップできる。斜線のハッチングで示される履歴値共有領域は、インフィールド状態であるかノンアクティブ状態である履歴値共有領域である。これにより、図２３（ａ）に示すように全ての履歴値共有領域に対して履歴値更新用のパトロールリード処理を行う場合に比べて、メモリシステム１は、図２３（ｂ）に示すように、履歴値更新用のパトロールリード処理のトータルの処理時間を低減できる。
【0231】
以上のように、第９の実施形態にかかるメモリシステム１では、メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリード要求で指定される領域（例えば、履歴値共有領域）がアウトフィールド処理に適している場合、アウトフィールド処理に適した履歴値更新用のパトロールリード処理を実行し、実行結果に応じて履歴値管理情報における履歴値を更新する。メモリコントローラ１０は、履歴値更新用のパトロールリード要求で指定される領域（例えば、履歴値共有領域）がインフィールド処理に適している場合、履歴値更新用のパトロールリード処理の実行をスキップする。これにより、メモリシステム１における履歴値更新用のパトロールリード処理のトータルの処理時間を低減でき、ホスト３０からのリード要求に対するレイテンシを低減できる。これにより、メモリシステム１のパフォーマンスを向上できる。
【0232】
なお、図２１に示す動作において、ステップＳ１０３とステップＳ１０４の順番が入れ替えられてもよい。
【0233】
（第１０の実施形態）
次に、第１０の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第９の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第１０の実施形態にかかるメモリシステムについて説明する。以下では、第１の実施形態から第９の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0234】
第９の実施形態にかかるメモリシステムでは、履歴値更新用のパトロールリード要求で指定される領域がインフィールド処理に適している場合に履歴値更新用のパトロールリード処理の実行がスキップされる。第１０の実施形態では、履歴値更新用のパトロールリード要求で指定される領域がアウトフィールド処理に適している場合に履歴値更新用のパトロールリード処理の実行がスキップされる。
【0235】
例えば、メモリシステム１は、図２４に示すように、次の点で第９の実施形態と異なる動作を行う。図２４は、メモリシステム１の動作を示すフローチャートである。図２４に示す動作では、図２１を参照して説明したステップＳ１０４の処理に代えてステップＳ１１４の処理が行われる。
【0236】
メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域が含まれる消去単位の領域がアクティブであれば（Ｓ１０３でＹｅｓ）、履歴値を更新すべきである可能性があると判断して、信頼性に関する履歴値共有領域の状態を確認する（Ｓ１１４）。
【0237】
メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域に対応する状態がインフィールドであれば（Ｓ１１４で「インフィールド」）、履歴値を更新すべきである可能性があると判断して、履歴値更新用のパトロールリード処理を実行する（Ｓ１０５）。
【0238】
一方、メモリコントローラ１０は、履歴値共有領域に対応する状態がアウトフィールドであれば（Ｓ１１４で「アウトフィールド」）、履歴値更新が不要であると判断して、履歴値更新用のパトロールリード処理（Ｓ１０５）の実行をスキップし、処理をステップＳ１０８へ進める。
【0239】
それ以外の点は、第９の実施形態と同様である。
【0240】
図２５（ｂ）に示すように、メモリコントローラ１０は、メモリセルアレイ２３に含まれる複数の履歴値共有領域のうち、斜線のハッチングで示される履歴値共有領域に対する履歴値更新用のパトロールリード処理をスキップできる。斜線のハッチングで示される履歴値共有領域は、アウトフィールド状態であるかノンアクティブ状態である履歴値共有領域である。これにより、図２５（ａ）に示すように全ての履歴値共有領域に対して履歴値更新用のパトロールリード処理を行う場合に比べて、メモリシステム１は、図２５（ｂ）に示すように、履歴値更新用のパトロールリード処理のトータルの処理時間を低減できる。
【0241】
以上のように、第１０の実施形態では、第９の実施形態と同様の効果が得られる。
【0242】
なお、図２４に示す動作において、ステップＳ１０３とステップＳ１１４の順番が入れ替えられてもよい。
【0243】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0244】
１ メモリシステム、４ 柱状体、４ａ，４ｂ ティア、１０ メモリコントローラ、１１ 制御部、１２ バッファインタフェース回路、１３ ＥＣＣ部、１４ ＲＡＭ、１５ ホストインタフェース回路、１６ メモリインタフェース回路、１７ 内部バス、１８ メモリバス、１９ バッファメモリ、２０ 不揮発性メモリ、２１ コマンド処理部、２２ 駆動部、２３ メモリセルアレイ、２４ カラムモジュール、２５ 温度センサ、３０ ホスト、３１ ホストバス、２１１ シーケンサ、２１２ コマンドレジスタ、２１３ アドレスレジスタ、２３１，２３１Ａ，２３１Ｂ 積層体、ＨＶＳＵ１，ＨＶＳＵ２ 履歴値共有領域、ＭＴ０～ＭＴ９５ メモリセル、ＳＧＳ 選択ゲートライン、ＳＬ ソースライン、ＷＬ，ＷＬ０～ＷＬ９５ ワードライン。
【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】
【図24】
【図25】