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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】P2024033402
(43)【公開日】2024-03-13
(54)【発明の名称】メモリシステムおよび制御方法
(51)【国際特許分類】
G06F 11/10 20060101AFI20240306BHJP
G06F 12/00 20060101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
G06F11/10 662
G06F12/00 597U
G06F11/10 672
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022136954
(22)【出願日】2022-08-30
(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】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】菅野 伸一
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 勇輝
【テーマコード（参考）】
5B160
【Ｆターム（参考）】
5B160NA02
(57)【要約】
【課題】信頼性を維持しつつライトアンプリフィケーションを改善することができるメモリシステムを実現する。
【解決手段】コントローラは、符号化率が１未満である場合、複数のライトデータを符号化して、複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む符号語を生成する。コントローラは、符号化率が１である場合、複数のライトデータを含み且つ消失復元符号を含まない符号語を生成する。コントローラは、累積エラー数を算出する。コントローラは、累積書き込み量と累積読み出し量のうちの少なくとも一方を算出する。コントローラは、累積エラー数を累積書き込み量または累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に符号化率が大きくなり、第１の値が第２の閾値以上である場合に符号化率が小さくなるように、符号化率を変更する。
【選択図】図１
【解決手段】コントローラは、符号化率が１未満である場合、複数のライトデータを符号化して、複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む符号語を生成する。コントローラは、符号化率が１である場合、複数のライトデータを含み且つ消失復元符号を含まない符号語を生成する。コントローラは、累積エラー数を算出する。コントローラは、累積書き込み量と累積読み出し量のうちの少なくとも一方を算出する。コントローラは、累積エラー数を累積書き込み量または累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に符号化率が大きくなり、第１の値が第２の閾値以上である場合に符号化率が小さくなるように、符号化率を変更する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ホストに接続可能なメモリシステムであって、
不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに電気的に接続され、前記ホストから受信される複数のライトデータを含む符号語を生成し、前記符号語を前記不揮発性メモリに書き込むように構成されるコントローラと、を具備し、
前記コントローラは、
符号化率が１未満である場合、前記符号化率に基づいて、前記複数のライトデータを符号化して、前記複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む前記符号語を生成し、
前記符号化率が１である場合、前記複数のライトデータを含み且つ前記消失復元符号を含まない前記符号語を生成し、
正しいデータを前記ホストに送信することに失敗するデータエラーが発生した回数の累積値を示す累積エラー数を算出し、
前記ホストからのライトコマンドそれぞれに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるライトデータの総量を示す累積書き込み量と、前記ホストからのリードコマンドそれぞれによって前記不揮発性メモリからの読み出しが要求されたリードデータの総量を示す累積読み出し量と、のうち少なくとも一つを算出し、
前記累積エラー数を前記累積書き込み量または前記累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に前記符号化率が大きくなり、前記第１の値が前記第１の閾値以上の第２の閾値以上である場合に前記符号化率が小さくなるように、前記符号化率を前記第１の値に基づいて変更し、
前記符号化率が変更された場合、前記ホストから受信される新たなライトデータ、および前記不揮発性メモリのコピー元記憶位置からコピー先記憶位置にコピーされるデータの各々を、変更後の符号化率で符号化するように構成される、
メモリシステム。
不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに電気的に接続され、前記ホストから受信される複数のライトデータを含む符号語を生成し、前記符号語を前記不揮発性メモリに書き込むように構成されるコントローラと、を具備し、
前記コントローラは、
符号化率が１未満である場合、前記符号化率に基づいて、前記複数のライトデータを符号化して、前記複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む前記符号語を生成し、
前記符号化率が１である場合、前記複数のライトデータを含み且つ前記消失復元符号を含まない前記符号語を生成し、
正しいデータを前記ホストに送信することに失敗するデータエラーが発生した回数の累積値を示す累積エラー数を算出し、
前記ホストからのライトコマンドそれぞれに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるライトデータの総量を示す累積書き込み量と、前記ホストからのリードコマンドそれぞれによって前記不揮発性メモリからの読み出しが要求されたリードデータの総量を示す累積読み出し量と、のうち少なくとも一つを算出し、
前記累積エラー数を前記累積書き込み量または前記累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に前記符号化率が大きくなり、前記第１の値が前記第１の閾値以上の第２の閾値以上である場合に前記符号化率が小さくなるように、前記符号化率を前記第１の値に基づいて変更し、
前記符号化率が変更された場合、前記ホストから受信される新たなライトデータ、および前記不揮発性メモリのコピー元記憶位置からコピー先記憶位置にコピーされるデータの各々を、変更後の符号化率で符号化するように構成される、
メモリシステム。
【請求項2】
前記データエラーが発生した回数は、前記消失復元符号を使用した消失復元処理によって復元不能なエラーが発生した回数である、
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】
前記不揮発性メモリは、各々がデータ消去動作の単位である複数のブロックを含み、
前記コントローラは、
前記複数のライトデータそれぞれと０以上の前記消失復元符号それぞれとが前記不揮発性メモリの異なるブロックに書き込まれるように、前記複数のブロックに含まれる複数の第１のブロックに跨がって前記符号語を書き込むように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記コントローラは、
前記複数のライトデータそれぞれと０以上の前記消失復元符号それぞれとが前記不揮発性メモリの異なるブロックに書き込まれるように、前記複数のブロックに含まれる複数の第１のブロックに跨がって前記符号語を書き込むように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記符号語は、前記消失復元符号を冗長符号として含む組織符号であり、
前記符号語は、前記符号語に含まれる前記冗長符号の量と同量の消失データを復元可能であり、
前記コントローラは、
前記符号語を前記複数の第１のブロックに跨がって書き込む際、前記複数の第１のブロックそれぞれの識別子と、前記複数の第１のブロックの数と、前記複数の第１のブロックのうち、前記冗長符号が書き込まれたブロックの数と、を示す第１の情報を生成し、
前記符号語に含まれるデータの消失が検出され、且つ前記消失されたデータの量が、前記第１の情報によって示される前記冗長符号が書き込まれたブロックの数から決定される前記冗長符号の量を超えていない場合、前記消失されたデータを除く、前記符号語に含まれる残りのデータそれぞれと、前記符号語に含まれる前記冗長符号とを使用して、前記消失されたデータを復元するようにさらに構成され、
前記複数の第１のブロックの各々は、複数の符号語の各々に含まれるデータのみか、または前記複数の符号語の各々に含まれる冗長符号のみを格納する、
請求項３に記載のメモリシステム。
前記符号語は、前記符号語に含まれる前記冗長符号の量と同量の消失データを復元可能であり、
前記コントローラは、
前記符号語を前記複数の第１のブロックに跨がって書き込む際、前記複数の第１のブロックそれぞれの識別子と、前記複数の第１のブロックの数と、前記複数の第１のブロックのうち、前記冗長符号が書き込まれたブロックの数と、を示す第１の情報を生成し、
前記符号語に含まれるデータの消失が検出され、且つ前記消失されたデータの量が、前記第１の情報によって示される前記冗長符号が書き込まれたブロックの数から決定される前記冗長符号の量を超えていない場合、前記消失されたデータを除く、前記符号語に含まれる残りのデータそれぞれと、前記符号語に含まれる前記冗長符号とを使用して、前記消失されたデータを復元するようにさらに構成され、
前記複数の第１のブロックの各々は、複数の符号語の各々に含まれるデータのみか、または前記複数の符号語の各々に含まれる冗長符号のみを格納する、
請求項３に記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記コントローラは、
前記複数のブロックそれぞれの消去回数を管理し、
前記複数のブロックそれぞれの消去回数の差を小さくするウェアレベリングを実行するようにさらに構成される、
請求項３に記載のメモリシステム。
前記複数のブロックそれぞれの消去回数を管理し、
前記複数のブロックそれぞれの消去回数の差を小さくするウェアレベリングを実行するようにさらに構成される、
請求項３に記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記コントローラは、
前記符号語に含まれる前記消失復元符号の量を減らして前記符号化率を大きくするように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記符号語に含まれる前記消失復元符号の量を減らして前記符号化率を大きくするように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記コントローラは、
前記累積エラー数が第３の閾値よりも小さく、且つ前記累積書き込み量と前記累積読み出し量とのうちの少なくとも一つが第４の閾値よりも小さい場合、前記第１の値とは無関係に、前記複数のライトデータを１未満の第１の符号化率を使用して符号化するようにさらに構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記累積エラー数が第３の閾値よりも小さく、且つ前記累積書き込み量と前記累積読み出し量とのうちの少なくとも一つが第４の閾値よりも小さい場合、前記第１の値とは無関係に、前記複数のライトデータを１未満の第１の符号化率を使用して符号化するようにさらに構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記第１の値は、前記累積エラー数を、前記累積書き込み量および前記累積読み出し量のうちのいずれか小さい値で除することによって算出される、
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9】
前記符号化率が変更された場合、変更前の符号化率で生成され且つ前記不揮発性メモリに書き込み済みの符号語は前記不揮発性メモリに維持される、
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10】
不揮発性メモリを制御する制御方法であって、
符号化率が１未満である場合、前記符号化率に基づいて、ホストから受信される複数のライトデータを符号化して前記複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む符号語を生成し、前記符号語を前記不揮発性メモリに書き込むことと、
前記符号化率が１である場合、前記複数のライトデータを含み且つ前記消失復元符号を含まない符号語を生成し、前記符号語を前記不揮発性メモリに書き込むことと、
正しいデータを前記ホストに送信することに失敗するデータエラーが発生した回数の累積値を示す累積エラー数を算出することと、
前記ホストからのライトコマンドそれぞれに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるライトデータの総量を示す累積書き込み量と、前記ホストからのリードコマンドそれぞれによって前記不揮発性メモリからの読み出しが要求されたリードデータの総量を示す累積読み出し量と、のうち少なくとも一つを算出することと、
前記累積エラー数を前記累積書き込み量または前記累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に前記符号化率が大きくなり、前記第１の値が前記第１の閾値以上の第２の閾値以上である場合に前記符号化率が小さくなるように、前記符号化率を前記第１の値に基づいて変更することと、
前記符号化率が変更された場合、前記ホストから受信される新たなライトデータ、および前記不揮発性メモリのコピー元記憶位置からコピー先記憶位置にコピーされるデータの各々を、変更後の符号化率で符号化することと、を具備する、
制御方法。
符号化率が１未満である場合、前記符号化率に基づいて、ホストから受信される複数のライトデータを符号化して前記複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む符号語を生成し、前記符号語を前記不揮発性メモリに書き込むことと、
前記符号化率が１である場合、前記複数のライトデータを含み且つ前記消失復元符号を含まない符号語を生成し、前記符号語を前記不揮発性メモリに書き込むことと、
正しいデータを前記ホストに送信することに失敗するデータエラーが発生した回数の累積値を示す累積エラー数を算出することと、
前記ホストからのライトコマンドそれぞれに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるライトデータの総量を示す累積書き込み量と、前記ホストからのリードコマンドそれぞれによって前記不揮発性メモリからの読み出しが要求されたリードデータの総量を示す累積読み出し量と、のうち少なくとも一つを算出することと、
前記累積エラー数を前記累積書き込み量または前記累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に前記符号化率が大きくなり、前記第１の値が前記第１の閾値以上の第２の閾値以上である場合に前記符号化率が小さくなるように、前記符号化率を前記第１の値に基づいて変更することと、
前記符号化率が変更された場合、前記ホストから受信される新たなライトデータ、および前記不揮発性メモリのコピー元記憶位置からコピー先記憶位置にコピーされるデータの各々を、変更後の符号化率で符号化することと、を具備する、
制御方法。
【請求項11】
前記データエラーが発生した回数は、前記消失復元符号によって復元不能なエラーが発生した回数である、
請求項１０に記載の制御方法。
請求項１０に記載の制御方法。
【請求項12】
前記不揮発性メモリは、各々がデータ消去動作の単位である複数のブロックを含み、
前記符号語を書き込むことは、前記複数のライトデータそれぞれと０以上の前記消失復元符号それぞれとが前記不揮発性メモリの異なるブロックに書き込まれるように、前記複数のブロックに含まれる複数の第１のブロックに跨がって前記符号語を書き込むことを含む、
請求項１０に記載の制御方法。
前記符号語を書き込むことは、前記複数のライトデータそれぞれと０以上の前記消失復元符号それぞれとが前記不揮発性メモリの異なるブロックに書き込まれるように、前記複数のブロックに含まれる複数の第１のブロックに跨がって前記符号語を書き込むことを含む、
請求項１０に記載の制御方法。
【請求項13】
前記符号語は、前記消失復元符号を冗長符号として含む組織符号であり、
前記符号語は、前記符号語に含まれる前記冗長符号の量と同量の消失データを復元可能であり、
前記符号語を前記複数の第１のブロックに跨がって書き込む際、前記複数の第１のブロックそれぞれの識別子と、前記複数の第１のブロックの数と、前記複数の第１のブロックのうち、前記冗長符号が書き込まれたブロックの数と、を示す第１の情報を生成することと、
前記符号語に含まれるデータの消失が検出され、且つ前記消失されたデータの量が、前記第１の情報によって示される前記冗長符号が書き込まれたブロックの数から決定される前記冗長符号の量を超えていない場合、前記消失されたデータを除く、前記符号語に含まれる残りのデータそれぞれと、前記符号語に含まれる前記冗長符号とを使用して、前記消失されたデータを復元することと、をさらに具備し、
前記複数の第１のブロックの各々は、複数の符号語の各々に含まれるデータのみか、または前記複数の符号語の各々に含まれる冗長符号のみを格納する、
請求項１２に記載の制御方法。
前記符号語は、前記符号語に含まれる前記冗長符号の量と同量の消失データを復元可能であり、
前記符号語を前記複数の第１のブロックに跨がって書き込む際、前記複数の第１のブロックそれぞれの識別子と、前記複数の第１のブロックの数と、前記複数の第１のブロックのうち、前記冗長符号が書き込まれたブロックの数と、を示す第１の情報を生成することと、
前記符号語に含まれるデータの消失が検出され、且つ前記消失されたデータの量が、前記第１の情報によって示される前記冗長符号が書き込まれたブロックの数から決定される前記冗長符号の量を超えていない場合、前記消失されたデータを除く、前記符号語に含まれる残りのデータそれぞれと、前記符号語に含まれる前記冗長符号とを使用して、前記消失されたデータを復元することと、をさらに具備し、
前記複数の第１のブロックの各々は、複数の符号語の各々に含まれるデータのみか、または前記複数の符号語の各々に含まれる冗長符号のみを格納する、
請求項１２に記載の制御方法。
【請求項14】
前記複数のブロックそれぞれの消去回数を管理することと、
前記複数のブロックそれぞれの消去回数の差を小さくするウェアレベリングを実行することと、をさらに具備する
請求項１２に記載の制御方法。
前記複数のブロックそれぞれの消去回数の差を小さくするウェアレベリングを実行することと、をさらに具備する
請求項１２に記載の制御方法。
【請求項15】
前記符号化率を大きくすることは、前記符号語に含まれる前記消失復元符号の量を減らして前記符号化率を大きくすることを含む、
請求項１０に記載の制御方法。
請求項１０に記載の制御方法。
【請求項16】
前記累積エラー数が第３の閾値よりも小さく、且つ前記累積書き込み量と前記累積読み出し量とのうちの少なくとも一つが第４の閾値よりも小さい場合、前記第１の値とは無関係に、前記複数のライトデータを１未満の第１の符号化率を使用して符号化することをさらに具備する、
請求項１０に記載の制御方法。
請求項１０に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、不揮発性メモリを制御する技術に関する。
【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。このようなメモリシステムの一つとして、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。
【0003】
ＳＳＤのようなメモリシステムにおいては、その信頼性を維持するために、消失復元技術が利用される場合がある。消失復元技術は、消失復元符号を使用して、消失データを復元する技術である。
【0004】
しかしながら、メモリシステムにおいてデータの消失が発生する回数は、時間の経過に伴って変動する場合がある。このため、一定の消失復元能力を有する消失復元符号化を常に利用すると、消失データが少ない期間においては、不揮発性メモリに書き込まれた消失復元符号が利用されずに無駄になる場合がある。無駄な消失復元符号を不揮発性メモリに書き込むことは、メモリシステムのライトアンプリフィケーションを増加させ、結果として、メモリシステムの書き込み性能の低下およびメモリシステムの寿命の悪化を引き起こす。
【0005】
したがって、メモリシステムにおいては、信頼性を維持しつつ、ライトアンプリフィケーションを改善できる新たな技術が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第９，０２１，３３７号明細書
【特許文献2】米国特許第８，７８８，９１０号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０１０／０１９９１５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、信頼性を維持しつつライトアンプリフィケーションを改善することができるメモリシステムおよび制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態によれば、ホストに接続可能なメモリシステムは、不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに電気的に接続され、前記ホストから受信される複数のライトデータを含む符号語を生成し、前記符号語を前記不揮発性メモリに書き込むように構成されるコントローラとを具備する。前記コントローラは、符号化率が１未満である場合、前記符号化率に基づいて、前記複数のライトデータを符号化して、前記複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む前記符号語を生成する。前記コントローラは、前記符号化率が１である場合、前記複数のライトデータを含み且つ前記消失復元符号を含まない前記符号語を生成する。前記コントローラは、正しいデータを前記ホストに送信することに失敗するデータエラーが発生した回数の累積値を示す累積エラー数を算出する。前記コントローラは、前記ホストからのライトコマンドそれぞれに基づいて前記不揮発性メモリに書き込まれるライトデータの総量を示す累積書き込み量と、前記ホストからのリードコマンドそれぞれによって前記不揮発性メモリからの読み出しが要求されたリードデータの総量を示す累積読み出し量と、のうち少なくとも一つを算出する。前記コントローラは、前記累積エラー数を前記累積書き込み量または前記累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に前記符号化率が大きくなり、前記第１の値が前記第１の閾値以上の第２の閾値以上である場合に前記符号化率が小さくなるように、前記符号化率を前記第１の値に基づいて変更する。前記コントローラは、前記符号化率が変更された場合、前記ホストから受信される新たなライトデータ、および前記不揮発性メモリのコピー元記憶位置からコピー先記憶位置にコピーされるデータの各々を、変更後の符号化率で符号化する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システムの構成例を示すブロック図。
【図2】実施形態に係るメモリシステムにおいて使用される、複数のチャンネルと複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイとの関係の例を示すブロック図。
【図3】実施形態に係るメモリシステムにおいて使用されるスーパーブロックの構成例を示す図。
【図4】実施形態に係るメモリシステムにおいて、第１の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第１の例を示す図。
【図5】実施形態に係るメモリシステムにおいて、第２の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第２の例を示す図。
【図6】実施形態に係るメモリシステムにおいて、第３の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第３の例を示す図。
【図7】実施形態に係るメモリシステムにおいて、第４の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第４の例を示す図。
【図8】実施形態に係るメモリシステムにおいて、第５の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第５の例を示す図。
【図9】実施形態に係るメモリシステムにおいて、第１の符号化率に基づいて生成された符号語を示す図。
【図10】実施形態に係るメモリシステムにおける内部エラー数と、データエラーの数を示す図。
【図11】実施形態に係るメモリシステムにおいて使用される符号化率情報を示す図。
【図12】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるデータ書き込み処理およびデータ読み出し処理の例を示す図。
【図13】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される符号化率変更処理の手順を示すフローチャート。
【図14】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるデータ書き込み処理の手順を示すフローチャート。
【図15】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるデータ読み出し処理の手順を示すフローチャート。
【図16】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される符号化率変更処理の第２の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。
まず、実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システムの構成について説明する。図１は、実施形態に係るメモリシステムとホストとを含む情報処理システムの構成例を示すブロック図である。以下では、実施形態に係るメモリシステムがソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）３として実現されている場合を想定する。
まず、実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システムの構成について説明する。図１は、実施形態に係るメモリシステムとホストとを含む情報処理システムの構成例を示すブロック図である。以下では、実施形態に係るメモリシステムがソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）３として実現されている場合を想定する。
【0011】
情報処理システム１は、ホスト（ホストデバイス）２と、ＳＳＤ３とを含む。
【0012】
ホスト２は、ＳＳＤ３にアクセスする情報処理装置である。情報処理装置の例には、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、他の様々なコンピューティングデバイスが含まれる。ホスト２は、データを書き込むための要求であるライト要求（ライトコマンド）をＳＳＤ３に送信する。また、ホスト２は、データを読み出すための要求であるリード要求（リードコマンド）をＳＳＤ３に送信する。
【0013】
ＳＳＤ３は、不揮発性メモリにデータを書き込み、不揮発性メモリからデータを読み出すように構成された半導体ストレージデバイスである。不揮発性メモリとしては、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリが用いられる。ＳＳＤ３は、ホスト２から受信されたライトコマンドに基づいて、データ書き込み動作を実行する。また、ＳＳＤ３は、ホスト２から受信されたリードコマンドに基づいて、データ読み出し動作を実行する。
【0014】
ホスト２とＳＳＤ３とを接続するための論理インタフェースの規格としては、例えば、Ｓｅｒｉａｌ Ａｔｔａｃｈｅｄ ＳＣＳＩ（ＳＡＳ）、Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ（ＳＡＴＡ）、ＮＶＭ ＥｘｐｒｅｓｓＴＭ（ＮＶＭｅＴＭ）が使用される。
【0015】
次に、ホスト２の構成要素について説明する。ホスト２は、プロセッサ２１と、メモリ２２とを含む。
【0016】
プロセッサ２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。プロセッサ２１は、ホスト２の各コンポーネントの動作を制御するように構成されている。プロセッサ２１は、ＳＳＤ３からメモリ２２にロードされるソフトウェア（ホストソフトウェア）を実行する。ホスト２は、ＳＳＤ３以外の他のストレージデバイスを含んでいてもよい。この場合、ホストソフトウェアは、他のストレージデバイスからメモリ２２にロードされてもよい。ホストソフトウェアには、オペレーティングシステム、ファイルシステム、デバイスドライバ、アプリケーションプログラム等が含まれる。
【0017】
メモリ２２は、ホスト２に設けられたメインメモリである。メモリ２２は、揮発性の半導体メモリである。メモリ２２は、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のようなランダムアクセスメモリによって実現される。
【0018】
次に、ＳＳＤ３の構成要素について説明する。ＳＳＤ３は、コントローラ４と、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５と、ＤＲＡＭ６とを含む。
【0019】
コントローラ４は、Ｔｏｇｇｌｅ ＮＡＮＤフラッシュインタフェース、オープンＮＡＮＤフラッシュインタフェース（ＯＮＦＩ）のような、ＮＡＮＤインタフェース４３を介して、不揮発性メモリであるＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に電気的に接続されている。コントローラ４は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５を制御するように構成されたメモリコントローラとして動作する。このコントローラ４は、Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）のような回路によって実現されてもよい。
【0020】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５は、マトリクス状に配置された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイを含む。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５は、２次元構造のフラッシュメモリであってもよいし、３次元構造のフラッシュメモリであってもよい。
【0021】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５のメモリセルアレイは、複数のブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｘ－１を含む。ブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｘ－１の各々は、複数のページ（ここではページＰ０～Ｐｙ－１）を含む。ブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｘ－１の各々は、データ消去動作の単位として機能する。ブロックは、「消去ブロック」、「物理ブロック」、または「フラッシュブロック」と称されることもある。ページＰ０～Ｐｙ－１の各々は、データ書き込み動作およびデータ読み込み動作の各々の単位である。
【0022】
ＤＲＡＭ６は、揮発性の半導体メモリである。ＤＲＡＭ６は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込むべきデータを一時的に格納するために使用される。また、ＤＲＡＭ６の記憶領域は、コントローラ４によって使用される様々な管理データを格納するために使用される。
【0023】
次に、コントローラ４の詳細な構成について説明する。
【0024】
コントローラ４は、ホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）４１と、ＣＰＵ４２と、ＮＡＮＤインタフェース（Ｉ／Ｆ）４３と、ＤＲＡＭインタフェース（Ｉ／Ｆ）４４と、直接メモリアクセスコントローラ（ＤＭＡＣ）４５と、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）４６と、エンコード／デコード部４７と、を含む。これらホストインタフェース４１と、ＣＰＵ４２と、ＮＡＮＤインタフェース４３と、ＤＲＡＭインタフェース４４と、ＤＭＡＣ４５と、ＳＲＡＭ４６と、エンコード／デコード部４７とは、バス４０を介して相互接続される。
【0025】
ホストインタフェース４１は、ホスト２との通信を実行するホストインタフェース回路である。ホストインタフェース４１は、例えば、ＰＣＩｅコントローラである。あるいは、ＳＳＤ３がネットワークインタフェースコントローラを内蔵する構成である場合には、ホストインタフェース４１は、ネットワークインタフェースコントローラの一部として実現されてもよい。ホストインタフェース４１は、ホスト２から様々なコマンドを受信する。これらコマンドには、ライトコマンド、リードコマンド、コピーコマンド、等が含まれる。
【0026】
ＣＰＵ４２は、プロセッサである。ＣＰＵ４２は、ホストインタフェース４１と、ＮＡＮＤインタフェース４３と、ＤＲＡＭインタフェース４４と、ＤＭＡＣ４５と、ＳＲＡＭ４６と、エンコード／デコード部４７と、を制御する。ＣＰＵ４２は、ＳＳＤ３への電源の供給に応じて、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５または図示しないＲＯＭから制御プログラム（ファームウェア）をＤＲＡＭ６またはＳＲＡＭ４６にロードする。
【0027】
ＮＡＮＤインタフェース４３は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５を制御するメモリインタフェース回路である。ＮＡＮＤインタフェース４３は、ＣＰＵ４２の制御の下、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５を制御する。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５が複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイを含む場合、ＮＡＮＤインタフェース４３は、例えば、複数のチャンネル（Ｃｈ）を介して複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに接続される。ＮＡＮＤインタフェース４３とＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５との間の通信は、例えば、Ｔｏｇｇｌｅ ＮＡＮＤフラッシュインタフェースまたはオープンＮＡＮＤフラッシュインタフェース（ＯＮＦＩ）に準拠して実行される。
【0028】
ＤＲＡＭインタフェース４４は、ＤＲＡＭ６を制御するＤＲＡＭインタフェース回路である。ＤＲＡＭインタフェース４４は、ＣＰＵ４２の制御の下、ＤＲＡＭ６を制御する。
【0029】
ＤＭＡＣ４５は、ＣＰＵ４２の制御の下、ホスト２のメモリ２２とＤＲＡＭ６（またはＳＲＡＭ４６）との間のデータ転送を実行する。ホスト２のメモリ２２からＤＲＡＭ６（またはＳＲＡＭ４６）にライトデータを転送すべき場合には、ＣＰＵ４２は、ライトデータが格納されているホスト２のメモリ２２における位置を示す転送元アドレス、ライトデータのサイズ、ライトデータが転送されるべきＤＲＡＭ６（またはＳＲＡＭ４６）における位置を示す転送先アドレスをＤＭＡＣ４５に対して指定する。
【0030】
ＳＲＡＭ４６は、揮発性のメモリである。ＳＲＡＭ４６は、例えば、ＣＰＵ４２の作業領域として使用される。
【0031】
エンコード／デコード部４７は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にデータを書き込む時、このデータにエラー訂正コード（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ：ＥＣＣ）を冗長符号として付加するエンコードを実行する。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からデータがリードされた時、エンコード／デコード部４７は、リードされたデータに付加されたＥＣＣを使用して、このデータのエラー訂正を行うデコードを実行する。ＥＣＣを使用したデコードにおいて、エラー訂正が失敗することを、ＥＣＣエラーと称する。また、エンコード／デコード部４７は、消失復元符号化部４７１と、消失復元復号部４７２とを含む。
【0032】
消失復元符号化部４７１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる複数のデータを消失復元符号化することで符号語を生成する。消失復元符号化のための符号（消失復元符号）としては、例えば、リードソロモン符号、パリティ検査符号、等が使用される。符号語は、複数の情報シンボルと、１以上の冗長シンボルと、を含む組織符号である。符号語に含まれる複数のシンボルのうち、情報シンボルの割合を符号化率と称する。例えば、一つの符号語に含まれる情報シンボルと冗長シンボルとの総数がｎで、情報シンボルの数がｋである場合、この符号語の符号化率は、ｋ／ｎで表される。消失復元復号部４７２は、符号化率に基づいて符号語に含まれる冗長シンボルの数を決定して、符号語を生成する。符号化率の最大値は、１である。符号化率が１である場合、符号語は、情報シンボルのみを含み、冗長シンボルを含まない。したがって、消失復元符号化部４７１によって生成される符号語は、複数の情報シンボルと、零個以上の冗長シンボルとを含む。情報シンボルは、例えば、ライトデータである。冗長シンボルは、例えば、複数のライトデータを符号化して生成された冗長符号である消失復元符号である。消失復元符号化部４７１によって生成された符号語は、例えば、複数のブロックに跨がって書き込まれる。この場合、符号語に含まれる複数のライトデータおよび消失復元符号は、互いに異なるブロックにそれぞれ書き込まれる。
【0033】
消失復元復号部４７２は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出されたデータに対するエラー訂正が失敗した際、つまり、データの消失が検出された際に、消失復元処理を実行する。消失復元復号部４７２は、消失データが含まれている符号語が消失復元符号を有するか否かを判定する。この符号語が消失復元符号を有する場合、消失復元復号部４７２は、この符号語に対する消失復元処理を実行する。消失復元処理において、消失復元復号部４７２は、この符号語に含まれている残りのデータそれぞれと冗長符号とをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出し、これら残りのデータそれぞれと冗長符号とを使用して、消失データを復元する。符号語によって復元可能な消失データの量は、符号語に冗長符号として含まれる消失復元符号の量と同量である。符号語に含まれる複数のライトデータおよび消失復元符号は、互いに異なるブロックにそれぞれ書き込まれている。このため、あるブロックに書き込まれたデータが正しく読み出せなくなった場合であっても、そのデータを、他のブロックのデータそれぞれと、さらに他のブロックの消失復元符号とを使用して復元できる。
【0034】
次に、ＤＲＡＭ６に記憶される情報ついて説明する。ＤＲＡＭ６は、論理物理アドレス変換テーブル（Ｌ２Ｐテーブル：Ｌｏｇｉｃａｌ ｔｏ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｔａｂｌｅ）６１と、ブロック管理テーブル６２と、符号化率情報６３とを記憶する。
【0035】
Ｌ２Ｐテーブル６１は、マッピング情報を保持するテーブルである。マッピング情報は、論理アドレスと物理アドレスとの間の対応関係を示す情報である。論理アドレスは、アクセス対象のデータを識別するアドレスである。論理アドレスは、ホスト２からのコマンド（ライトコマンド、リードコマンド、等）によって指定される。論理アドレスとしては、論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）が使用される。一つのＬＢＡは、例えば、１セクタ（例えば４ＫｉＢ）のデータに対応する。物理アドレスは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の物理記憶位置を特定するアドレスである。物理アドレスは、例えば、ブロックアドレスと、ブロック内オフセットとを含む。ブロックアドレスは、個々のブロックを一意に特定可能なアドレスである。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５が複数のＮＡＮＤ型フラッシュダイによって構成されている場合、あるブロックのブロックアドレスは、ＮＡＮＤ型フラッシュダイのダイ番号と、このダイ内のブロック番号とによって表されてもよい。ブロック内オフセットは、ブロックに含まれる記憶位置それぞれを一意に特定可能なオフセットアドレスである。ブロック内のある特定の記憶位置のオフセットアドレスは、ブロックの先頭の記憶位置から特定の記憶位置までのセクタの数によって表されてもよい。
【0036】
ブロック管理テーブル６２は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の複数のブロックそれぞれを管理するための管理情報を格納するために使用される。
【0037】
ブロック管理テーブル６２は、メモリシステム３に含まれるブロックに対応する管理情報を含むテーブルである。ブロック管理テーブル６２が管理する管理情報は、例えば、対応するブロックの消去回数（プログラム／イレーズサイクルの数）を示す情報、および対応するブロックが利用可能か否かを示す情報を含む。
【0038】
符号化率情報６３は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる符号語の各々に対応する情報である。符号化率情報６３は、例えば、符号語毎に、符号語が書き込まれたブロックの各々を示す識別子、符号語が書き込まれたブロックの数を示す情報、および消失復元符号が書き込まれたブロックの数を示す情報を含む。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に符号語が書き込まれる際に、この符号語に対応する符号化率情報６３が生成される。また、消失復元処理を実行する際に、消失復元復号部４７２は、符号化率情報６３を参照して、消失復元処理が実行される符号語に対応する情報を取得する。
【0039】
次に、ＣＰＵ４２の機能構成例について説明する。ＣＰＵ４２は、累積エラー数算出部４２１、累積書き込み量算出部４２２、累積読み出し量算出部４２３、ライト制御部４２４、符号化率変更部４２５、および符号化率情報生成部４２５として機能する。なお、ＣＰＵ４２の各機能の一部または全体は、コントローラ４の専用のハードウェアによって実現されてもよい。
【0040】
累積エラー数算出部４２１は、データエラーが発生した回数の累積値を累積エラー数として算出する。データエラーは、ＳＳＤ３が正しいデータ（リードデータ）をホスト２に送信することに失敗することを意味する。データエラーが発生した回数は、訂正不能なエラーが発生した回数、つまり、消失復元符号を使用した消失復元処理によって復元不能なエラーが発生した回数である。たとえデータの消失が発生しても、消失復元処理によってこの消失データを復元できた場合には、この消失データの発生は、データエラーの発生としてカウントされない。復元された正しいデータをホスト２に送信できるからである。データエラーが発生すると、リードコマンドによって要求された正しいリードデータをホスト２に送信することができない。そのため、メモリシステム３は、ホスト２に対してエラーが発生したことを示すエラーメッセージを通知する。データエラーは、例えば、符号語が有する消失復元符号の量よりも、消失データの量が大きい場合に発生する。データエラーが発生した回数は、例えば、セクタの単位でカウントされる。例えば、２セクタ分の正しいリードデータをホスト２に送信することに失敗した場合、累積エラー数は、２だけインクリメントされてもよい。
【0041】
累積書き込み量算出部４２２は、ホスト２から受信されたライトコマンドそれぞれに基づいて書き込まれるライトデータのサイズの累積値を累積書き込み量として算出する。累積書き込み量は、ホスト２から受信されたライトコマンドそれぞれに基づいてＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれるライトデータの総量を示す。
【0042】
累積読み出し量算出部４２３は、ホスト２から受信されたリードコマンドそれぞれによって要求されたリードデータのサイズの累積値を累積読み出し量として算出する。累積読み出し量は、ホスト２から受信されたリードコマンドそれぞれによってＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からの読み出しが要求されたリードデータの総量を示す。
【0043】
ライト制御部４２４は、ホスト２から受信したライトコマンドに基づいて、ホスト２からライトデータを受信する。ライト制御部４２４は、受信したライトデータをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込む。ライト制御部４２４は、受信したライトデータが書き込まれるべきブロックを決定する。ライト制御部４２４は、例えば、ウェアレベリングを考慮して、ライトデータが書き込まれるべきブロックを決定する。具体的には、ライト制御部４２４は、複数のフリーブロックの中から最も少ない消去回数を有するブロックを選択する動作と、選択したブロックを、ライトデータが書き込まれるべきブロックとして割り当てる動作とを実行する。これにより、ＳＳＤ３において利用されるブロックそれぞれの消去回数の差を小さくするウェアレベリングが実行される。
【0044】
また、ライト制御部４２４は、コピーコマンドに基づいて、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に記憶されているコピー対象データを読み出し、読み出したコピー対象データをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の別のブロックに書き込む。コピーコマンドは、ホスト２から発行され得る。コピーコマンドは、ホスト２から発行される代わりに、ガベージコレクション動作に基づいて、コントローラ４によって内部的に発行されてもよい。
【0045】
ライト制御部４２４は、複数のブロックグループを管理する。複数のブロックグループの各々は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に含まれている複数のブロックＢＬＫ（物理ブロック）のうちの２以上のブロックＢＬＫ（物理ブロック）から構成される。ブロックグループは、スーパーブロックとも称される。
【0046】
符号化率変更部４２５は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれるべきライトデータの符号化率を変更する。符号化率変更部４２５は、例えば、累積書き込み量と累積読み出し量のうち小さい方の値を有する累積値を選択する。符号化率変更部４２５は、累積エラー数を選択した累積値で除した値を算出する。符号化率変更部４２５は、算出された値と、第１の閾値を比較して、算出された値が第１の閾値を下回っている場合、符号化率がより大きい値になるように符号化率を変更する。ここで、符号化率の最大値は、１である。また、符号化率変更部４２５は、算出された値と、第２の閾値とを比較して、算出された値が第２の閾値以上である場合、符号化率がより小さい値になるように符号化率を変更する。第２の閾値は、第１の閾値と同じ値か、あるいは第１の閾値よりも大きい値である。
【0047】
このように、符号化率変更部４２５は、累積エラー数を累積書き込み量または累積読み出し量で除した値に基づいて、符号化率を変更する。
【0048】
累積エラー数を累積書き込み量または累積読み出し量で除した値は、データエラーの発生の割合を示す。この割合は、訂正不能ビットエラー率（ＵＢＥＲ）とも称される。ＵＢＥＲで表されるデータエラーの発生の割合は、ＳＳＤ３の信頼性を維持するために、ある値以下に抑えられることが好ましい。ＵＢＥＲは、一般に、以下の式で表される。
【0049】
ＵＢＥＲ＝［データエラーの数］／［読み出されたビットの数］
累積書き込み量と累積読み出し量が等しい場合には、累積エラー数を累積書き込み量で除した値は、上式で示されるＵＢＥＲの通常の定義に整合する。このため、ＵＢＥＲは、累積エラー数を累積読み出し量で除することによって算出され得、あるいは、累積エラー数を累積書き込み量で除することによって算出され得る。
累積書き込み量と累積読み出し量が等しい場合には、累積エラー数を累積書き込み量で除した値は、上式で示されるＵＢＥＲの通常の定義に整合する。このため、ＵＢＥＲは、累積エラー数を累積読み出し量で除することによって算出され得、あるいは、累積エラー数を累積書き込み量で除することによって算出され得る。
【0050】
なお、例えば、ホスト２による書き込みとホスト２による読み出しとの比率が等分ではなく、累積書き込み量よりも累積読み出し量が大きい状況である場合もある。この場合には、累積エラー数を累積読み出し量で除した値を常にＵＢＥＲとして使用すると、累積エラー数を累積書き込み量で除した値を使用する場合と比べて低い値がＵＢＥＲとして算出されてしまう。
【0051】
一方、累積読み出し量よりも累積書き込み量が大きい状況である場合もある。この場合には、累積エラー数を累積書き込み量で除した値を常にＵＢＥＲとして使用すると、累積エラー数を累積読み出し量で除した値を使用する場合と比べて低い値がＵＢＥＲとして算出されてしまう。
【0052】
このため、本実施形態では、累積書き込み量よりも累積読み出し量が大きい状況である場合には、累積エラー数を累積書き込み量で除した値が、データエラーの発生の割合として使用されてもよい。
【0053】
また、累積読み出し量よりも累積書き込み量が大きい状況である場合には、累積エラー数を累積読み出し量で除した値が、データエラーの発生の割合として使用されてもよい。
【0054】
このように、累積書き込み量と累積読み出し量とを選択的に使用することにより、データエラーの発生の割合をより厳しい基準で求めることができる。以下では、累積読み出し量と累積書き込み量のうち小さい方の値を選択し、累積エラー数を、選択した値で除した値を、ＵＢＥＲとして使用する場合を主として説明する。
【0055】
符号化率情報生成部４２６は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる符号語に対応する符号化率情報を生成する。符号化率情報生成部４２６は、ホスト２から受信されたライトデータを含む符号語がＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる際に、この符号語に対応する符号化率情報６３を生成し、ＤＲＡＭ６に格納する。
【0056】
次に、複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイを含むＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の構成について説明する。図２は、実施形態に係るメモリシステムにおいて使用される、複数のチャンネルと複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイとの関係の例を示すブロック図である。
【0057】
複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイの各々は独立して動作可能である。このため、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイは、並列動作可能な単位として扱われる。図２においては、ＮＡＮＤインタフェース（Ｉ／Ｆ）４３に１６個のチャンネルＣｈ．１～Ｃｈ．１６が接続されており、１６個のチャンネルＣｈ．１～Ｃｈ．１６の各々に２つのＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイが接続されている場合が例示されている。
【0058】
この場合、チャンネルＣｈ．１～Ｃｈ．１６に接続された１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１～＃１６がバンク＃０として構成されてもよく、またチャンネルＣｈ．１～Ｃｈ．１６に接続された残りの１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１７～＃３２がバンク＃１として構成されてもよい。バンクは、複数のメモリダイをバンクインタリーブによって並列動作させるための単位として扱われる。図２の構成例においては、１６チャンネルと、２つのバンクを使用したバンクインタリーブとによって、最大３２個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイを並列動作させることができる。
【0059】
データ消去動作は、一つのブロック（物理ブロック）の単位で実行されてもよいし、並列動作可能な複数の物理ブロックの集合を含むブロックグループの単位で実行されてもよい。ブロックグループは、スーパーブロックとしても参照される。
【0060】
一つのブロックグループ、つまり複数の物理ブロックの集合を含む一つのスーパーブロックは、これに限定されないが、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１～＃３２から一つずつ選択される計３２個の物理ブロックを含んでいてもよい。なお、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１～＃３２の各々はマルチプレーン構成を有していてもよい。例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１～＃３２の各々が、２つのプレーンを含むマルチプレーン構成を有する場合には、一つのスーパーブロックは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１～＃３２に対応する６４個のプレーンから一つずつ選択される計６４個の物理ブロックを含んでいてもよい。
【0061】
図３には、３２個の物理ブロック（ここでは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１の物理ブロックＢＬＫ２、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃２の物理ブロックＢＬＫ３、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃３の物理ブロックＢＬＫ７、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃４内の物理ブロックＢＬＫ４、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃５内の物理ブロックＢＬＫ６、…、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃３２内の物理ブロックＢＬＫ３）を含む一つのスーパーブロック（ＳＢ）が例示されている。
【0062】
なお、一つのスーパーブロックが一つの物理ブロックのみを含む構成が利用されてもよく、この場合には、一つのスーパーブロックは一つの物理ブロックと等価である。
【0063】
スーパーブロックは、スーパーブロックを構成する物理ブロックの各々に含まれるページ（物理ページ）Ｐ０～Ｐｙ－１と同数の論理ページを含む。論理ページは、スーパーページとも称される。１つのスーパーページは、スーパーブロックに含まれる物理ブロックの数と同数の３２個の物理ページを含む。例えば、図示されているスーパーブロックの先頭のスーパーページは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃０，＃２，＃３，＃４，＃５，…，＃３２それぞれの物理ブロックＢＬＫ２，ＢＬＫ３，ＢＬＫ７，ＢＬＫ４，ＢＬＫ６，…，ＢＬＫ３の物理ページＰ１を含む。
【0064】
次に、第１の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックについて説明する。図４は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、第１の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第１の例を示す図である。図４において、１４／１６の符号化率を使用して生成された符号語がスーパーブロックＳＢ＃１に書き込まれている場合について説明する。ここで、スーパーブロックＳＢ＃１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１６それぞれのブロックＢＬＫ１で構成されている。そのため、スーパーブロックＳＢ＃１に含まれる物理ブロックの数は１６である。
【0065】
スーパーブロックＳＢ＃１に書き込まれている符号語のそれぞれは、１４／１６の符号化率で符号化されている。そのため、符号語に含まれるシンボル数の総数は、１６である。１６個のシンボルのうちの１４個のシンボルは、ライトデータである情報シンボルである。１６個のシンボルのうちの２個のシンボルは、消失復元符号である冗長シンボルである。
【0066】
複数の符号語の各々は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１６にそれぞれ含まれる１６個のブロックＢＬＫ１に跨がって書き込まれている。
【0067】
複数の符号語の各々において、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１４にそれぞれ含まれる１４個のブロックＢＬＫ１の各々に書き込まれたデータは、１ページ分のサイズを有するライトデータである。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１４にそれぞれ含まれる１４個のブロックＢＬＫ１の各々は、複数の符号語の各々に含まれるデータのみを記憶するためのブロックとして使用され、複数の符号語の各々に含まれる消失復元符号を記憶するためのブロックとしては使用されない。このため、同じブロックにデータと消失復元符号とが混在されることはない。なお、スーパーブロックＳＢ＃１に対する次の消去動作が実行された後は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１４にそれぞれ含まれる１４個のブロックＢＬＫ１の各々は、データのみを記憶するためのブロックとして使用されてもよいし、消失復元符号のみ記憶するためのブロックとして使用されてもよい。
【0068】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１５および＃１６にそれぞれ含まれる２個のブロックＢＬＫ１の各々に書き込まれた消失復元符号は、１ページ分のサイズを有する冗長符号である。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１５および＃１６にそれぞれ含まれる２個のブロックＢＬＫ１の各々は、複数の符号語の各々に含まれる消失復元符号のみを記憶するためのブロックとして使用され、複数の符号語の各々に含まれるデータを記憶するためのブロックとしては使用されない。スーパーブロックＳＢ＃１に対する次の消去動作が実行された後は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１５および＃１６にそれぞれ含まれる２個のブロックＢＬＫ１の各々は、消失復元符号のみを記憶するためのブロックとして使用されてもよいし、データのみを記憶するためのブロックとして使用されてもよい。
【0069】
このように、１４／１６の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックＳＢ＃１は、消失復元符号のみが書き込まれた物理ブロックを二つ含んでいる。したがって、コントローラ４は、消失データを符号語当たり最大２つの物理ブロックまで復元することができる。換言すれば、符号語当たりに復元可能な消失データの最大シンボル数は、２である。
【0070】
次に、第２の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックについて説明する。図５は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、第２の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第２の例を示す図である。図５において、１５／１６の符号化率を使用して生成された符号語がスーパーブロックＳＢ＃１０に書き込まれている場合について説明する。ここで、スーパーブロックＳＢ＃１０は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１６それぞれのブロックＢＬＫ１０で構成されている。そのため、スーパーブロックＳＢ＃１０に含まれる物理ブロックの数は１６である。
【0071】
スーパーブロックＳＢ＃１０に書き込まれている符号語のそれぞれは、１５／１６の符号化率に基づいて符号化されている。そのため、符号語に含まれるシンボルの総数は、１６である。１６個のシンボルのうちの１５個のシンボルは、ライトデータである情報シンボルである。１６個のシンボルのうちの１個のシンボルは、消失復元符号である冗長シンボルである。
【0072】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１５にそれぞれ含まれる１５個のブロックＢＬＫ１０の各々に書き込まれたデータは、１ページ分のサイズを有するライトデータである。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１５にそれぞれ含まれる１５個のブロックＢＬＫ１０の各々は、スーパーブロックＳＢ＃１０に対する次の消去動作が実行されるまでの間、データのみを記憶するブロックとして使用される。
【0073】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１６に含まれるブロックＢＬＫ１０に書き込まれた消失復元符号は、１ページ分のサイズを有する冗長符号である。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１６のブロックＢＬＫ１０は、スーパーブロックＳＢ＃１０に対する次の消去動作が実行されるまでの間、消失復元符号のみを記憶するブロックとして使用される。
【0074】
このように、１５／１６の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックＳＢ＃１０は、消失復元符号のみが書き込まれた物理ブロックを一つだけ含んでいる。したがって、コントローラ４は、消失データを符号語当たり１つの物理ブロックだけ復元することができる。換言すれば、符号語当たりに復元可能な消失データのシンボル数は、１である。
【0075】
１５／１６の符号化率で符号化された符号語は、１４／１６の符号化率で符号化された符号語と比較して、低い消失復元能力を有するが、消失復元符号が利用されない場合に無駄になる消失復元符号の量が少ないため、ライトアンプリフィケーションの増加を抑えることができる。
【0076】
次に、第３の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックについて説明する。図６は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、第３の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第３の例を示す図である。図６において、１６／１６の符号化率を使用して生成された符号語がスーパーブロックＳＢ＃２０に書き込まれている場合について説明する。ここで、スーパーブロックＳＢ＃２０は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１６それぞれのブロックＢＬＫ２０で構成されている。そのため、スーパーブロックＳＢ＃２０に含まれる物理ブロックの数は１６である。
【0077】
スーパーブロックＳＢ＃２０に書き込まれている符号語のそれぞれは、１６／１６（＝１）の符号化率に基づいて符号化されている。そのため、符号語に含まれるシンボル数の総数は、１６である。１６個のシンボルのうちの全てのシンボルが、ライトデータである情報シンボルである。このため、符号語は、消失復元符号である冗長シンボルを含まない。
【0078】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１６にそれぞれ含まれる１６個のブロックＢＬＫ２０の各々に書き込まれたデータは、１ページ分のサイズを有するライトデータである。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１６にそれぞれ含まれる１６個のブロックＢＬＫ２０の各々は、スーパーブロックＳＢ＃２０に対する次の消去動作が実行されるまでの間、データのみを記憶するブロックとして使用される。
【0079】
このように、１６／１６の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックＳＢ＃２０は、消失復元符号のみが書き込まれた物理ブロックを含んでいない。したがって、コントローラ４は、消失データを復元できない。
【0080】
１６／１６の符号化率で符号化された符号語は、１５／１６の符号化率で符号化された符号語と比較して、より低い消失復元能力を有するが、消失復元符号が利用されない場合に無駄になる消失復元符号の量がないため、ライトアンプリフィケーションの増加をさらに抑えることができる。
【0081】
次に、第４の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックについて説明する。図７は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、第４の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第４の例を示す図である。
【0082】
図７において、１３／１５の符号化率を使用して生成された符号語がスーパーブロックＳＢ＃３０に書き込まれている場合について説明する。ここで、スーパーブロックＳＢ＃３０は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１６に含まれるブロックを含まず、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１５それぞれのブロックＢＬＫ３０で構成されている。そのため、スーパーブロックＳＢ＃３０に含まれる物理ブロックの数は１５である。スーパーブロックＳＢ＃３０に属すべきＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１６のブロックは、例えば、不良ブロックである。
【0083】
スーパーブロックＳＢ＃３０に書き込まれている符号語のそれぞれは、１３／１５の符号化率に基づいて符号化されている。そのため、符号語に含まれるシンボル数の総数は、１５である。１５個のシンボルのうちの１３個のシンボルは、ライトデータである情報シンボルである。１５個のシンボルのうちの２個のシンボルは、消失復元符号である冗長シンボルである。
【0084】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１３にそれぞれ含まれる１３個のブロックＢＬＫ３０の各々に書き込まれたデータは、１ページ分のサイズを有するライトデータである。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１３にそれぞれ含まれる１３個のブロックＢＬＫ３０は、スーパーブロックＳＢ＃３０に対する次の消去動作が実行されるまでの間、データのみを記憶するブロックとして使用される。
【0085】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１４および＃１５にそれぞれ含まれる２個のブロックＢＬＫ３０の各々に書き込まれた消失復元符号は、１ページ分のサイズを有する冗長符号である。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１４および＃１５にそれぞれ含まれる２個のブロックＢＬＫ３０の各々は、スーパーブロックＳＢ＃３０に対する次の消去動作が実行されるまでの間、消失復元符号のみを記憶するブロックとして使用される。
【0086】
このように、１３／１５の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックＳＢ＃３０は、消失復元符号のみが書き込まれた物理ブロックを二つだけ含んでいる。また、一つの符号語に含まれるライトデータの数は、１３である。このため、１３個のライトデータのうちの２つのライトデータに対する消失復元処理を成功させることができる。
【0087】
１３／１５の符号化率で符号化された符号語は、１４／１６の符号化率で符号化された符号語と比較して、より高い消失復元能力を有する。１４／１６の符号化率で符号化された符号語が１４個のライトデータのうちの２つのライトデータに対する消失復元処理を成功させることができるのに対し、１３／１５の符号化率で符号化された符号語は、１３個のライトデータのうちの２つのライトデータに対する消失復元処理を成功させることができるからである。また、１３／１５の符号化率で符号化された符号語は、１３／１６の符号化率で符号化された符号語と比較して、より低い消失復元能力を有するが、ライトアンプリフィケーションの増加を抑えることができる。
【0088】
次に、第５の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックについて説明する。図８は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、第５の符号化率でデータが書き込まれたスーパーブロックの第５の例を示す図である。
【0089】
図８において、１２／１４の符号化率を使用して生成された符号語がスーパーブロックＳＢ＃４０に書き込まれている場合について説明する。ここで、スーパーブロックＳＢ＃４０は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１５に含まれるブロックとＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１６に含まれるブロックとを含まず、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１４それぞれのブロックＢＬＫ４０で構成されている。そのため、スーパーブロックＳＢ＃４０に含まれる物理ブロックの数は１４である。スーパーブロックＳＢ＃４０に属すべきＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１５のブロックおよびスーパーブロックＳＢ＃４０に属すべきＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１６のブロックの各々は、例えば、不良ブロックである。
【0090】
スーパーブロックＳＢ＃４０に書き込まれている符号語のそれぞれは、１２／１４の符号化率に基づいて符号化されている。そのため、符号語に含まれるシンボル数の総数は、１４である。１４個のシンボルのうちの１２個のシンボルは、ライトデータである情報シンボルである。１４個のシンボルのうちの２個のシンボルは、消失復元符号である冗長シンボルである。
【0091】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１２にそれぞれ含まれる１２個のブロックＢＬＫ４０の各々に書き込まれたデータは、１ページ分のサイズを有するライトデータである。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１，＃２，…，＃１２にそれぞれ含まれる１２個のブロックＢＬＫ４０は、スーパーブロックＳＢ＃４０に対する次の消去動作が実行されるまでの間、データのみを記憶するブロックとして使用される。
【0092】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１３および＃１４にそれぞれ含まれる２個のブロックＢＬＫ４０の各々に書き込まれた消失復元符号は、１ページ分のサイズを有する冗長符号である。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１３および１４にそれぞれ含まれる２個のブロックＢＬＫ４０は、スーパーブロックＳＢ＃４０に対する次の消去動作が実行されるまでの間、消失復元符号のみを記憶するブロックとして使用される。
【0093】
このように、１２／１４の符号化率で符号化された符号語が書き込まれたスーパーブロックＳＢ＃４０は、消失復元符号のみが書き込まれた物理ブロックを二つだけ含んでいる。また、一つの符号語に含まれるライトデータの数は、１２である。このため、１２個のライトデータのうちの２つのライトデータに対する消失復元処理を成功させることができる。
【0094】
１２／１４の符号化率で符号化された符号語は、１３／１５の符号化率で符号化された符号語と比較して、より高い消失復元能力を有する。１３／１５の符号化率で符号化された符号語が１３個のライトデータのうちの２つのライトデータに対する消失復元処理を成功させることができるのに対し、１２／１４の符号化率で符号化された符号語は、１２個のライトデータのうちの２つのライトデータに対する消失復元処理を成功させることができるからである。また、１２／１４の符号化率で符号化された符号語は、１３／１６の符号化率で符号化された符号語と比較して、より低い消失復元能力を有するが、ライトアンプリフィケーションの増加を抑えることができる。
【0095】
次に、符号語について説明する。図９は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、第１の符号化率に基づいて生成された符号語を示す図である。ここで、第１の符号化率は、１４／１６である。
【0096】
図９における符号語に含まれるシンボルの数は、１６である。１６個のシンボルのうち、１４個が情報シンボルであり、２個が冗長シンボルである。
【0097】
符号語に含まれる情報シンボルは、データである。データは、例えば、ホスト２から受信されたライトデータである。各データには、コントローラ４によってＥＣＣが付加される。コントローラ４は、データを読み出した際に、読み出されたデータに付加されたＥＣＣを使用して、読み出されたデータの誤り訂正を行う。
【0098】
符号語に含まれる冗長シンボルは、消失復元符号である。消失復元符号は、この符号語に含まれる全てのデータを符号化率に基づいて符号化することによって生成される。
【0099】
符号語に含まれる一つのデータがホスト２から受信されたリードコマンドによって指定された際、コントローラ４は、指定された一つのデータをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出す。コントローラ４は、読み出したデータに付加されているＥＣＣを使用して、読み出したデータの誤り訂正を行う。ＥＣＣを使用した誤り訂正に成功した場合。コントローラ４は、読み出したデータをホスト２に送信する。ＥＣＣを使用した誤り訂正が失敗した場合、コントローラ４は、読み出したデータ（消失データ）に対する消失復元処理を開始する。
【0100】
次に、メモリシステム３におけるエラー数の遷移について説明する。図１０は、実施形態に係るメモリシステムにおける内部のエラーレートと、ＵＢＥＲとを示す図である。
【0101】
縦軸は、レートを示す。横軸は、メモリシステム３に含まれる複数のブロックの消去回数である。コントローラ４によってウェアレベリングが実行されるので、メモリシステム３に含まれる複数のブロックそれぞれの消去回数は、ほぼ同じ値を有する。そのため、横軸の消去回数は、例えば、メモリシステム３の任意のブロックの消去回数である。累積書き込み量および累積読み出し量は、時間の経過に伴って増加する。累積書き込み量に伴って各ブロックの消去回数が増加するので、各ブロックの消去回数も、時間の経過に伴って増加する。
【0102】
グラフに示される内部のエラーレートは、累積読み出し量（または累積書き込み量）に対するデータ消失の発生数の割合を示す曲線である。
【0103】
内部のエラーレートは、メモリシステム３の稼働開始期（例えば、消去回数０から消去回数ａまでの間）には、例えば、利用不可能なブロックとして登録されていない不良ブロック（バッドブロック）内の不良の記憶位置からのデータの読み出しなどの影響により、比較的大きい値が計測される。この間に、バッドブロックであると判定されたブロックが、利用不可能なブロックとして登録されることにより、内部のエラーレートは次第に減少していく。
【0104】
安定動作期（例えば、消去回数ａから消去回数ｂまでの間）では、内部のエラーレートは、安定した値を推移する。
【0105】
各ブロックの消去回数が増えるにつれてメモリシステム３が疲弊してくると（例えば、消去回数ｂ以降）、内部のエラーレートは、再び増加する傾向となる。
【0106】
グラフに示されるＵＢＥＲは、累積読み出し量（または累積書き込み量）に対するデータエラーの発生回数の割合を示す曲線である。つまり、内部のエラーレートと、ＵＢＥＲとの差は、消失復元処理によって消失データの復元に成功した回数である。
【0107】
本実施形態では、メモリシステム３の稼働開始期（例えば、消去回数０からａまでの間）は、バッドブロックの影響が大きいため、小さい値の符号化率（つまり、高い消失復元能力を有する消失復元符号）が使用される。例えば、予め決められた１未満の符号化率（デフォルトの符号化率）が使用される。また、ＵＢＥＲが閾値Ｔｈ３に近い値に増加した場合には、符号化率は、デフォルトの符号化率よりも小さい値に変更される。これにより、ＵＢＥＲを、閾値Ｔｈ３（例えば、１／１０１７）を超えない範囲に制御することができる。そして、内部のエラーレートが次第に減少すると、ＵＢＥＲも減少し始める。
【0108】
ＵＢＥＲの値が閾値Ｔｈ１を下回ると（消去回数ａ）と、コントローラ４は、メモリシステム３が安定動作していると判定し、符号化率を大きい値に変更する。これにより、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる消失復元符号の消失復元能力は低下される。しかし、消去回数ａからｂの期間における内部のエラーレートは比較的低いので、消失復元能力が低い符号語がＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる場合であっても、ＵＢＥＲは、閾値Ｔｈ３（例えば、１／１０１７）を超えない範囲に制御される。また、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる消失復元符号の量が減るので、ライトアンプリフィケーションの増加を抑制できる。さらに、消失復元符号の量が減った分だけオーバープロビジョニング領域を増やすことができる。
【0109】
各ブロックの消去回数が増えるにつれてメモリシステム３が徐々に疲弊して、内部のエラーレートが増加する。内部のエラーレートの増加に伴って、ＵＢＥＲの値も次第に増加する。ＵＢＥＲの値が閾値Ｔｈ２以上になる（消去回数ｂ）と、コントローラ４は、高い消失復元能力を有する消失復元符号が使用するために、符号化率を小さい値に変更する。これにより、ＵＢＥＲを、閾値Ｔｈ３（例えば、１／１０１７）を超えない範囲に制御することができる。
【0110】
次に、符号化率情報６３について説明する。図１１は、実施形態に係るメモリシステムにおいて使用される符号化率情報を示す図である。図１１において、スーパーブロックＳＢ＃１に書き込まれた符号語＃１、およびスーパーブロックＳＢ＃２に書き込まれた符号語＃２それぞれに対応する符号化率情報６３が図示されている。
【0111】
例えば、符号語＃１は、１４／１６の符号化率でスーパーブロックＳＢ＃１に書き込まれる。また、符号語＃２は、１６／１６の符号化率でスーパーブロックＳＢ＃２に書き込まれる。
【0112】
符号語＃１に対応する符号化率情報６３は、符号語＃１をスーパーブロックＳＢ＃１に含まれる複数のブロックに跨がって書き込む際に生成される。符号化率情報６３は、スーパーブロック識別子（ＳＢＩＤ）と、ブロック数と、消失復元符号数と、符号語＃１に含まれる複数のシンボルそれぞれが書き込まれる複数のブロックの識別子と、を示す情報を含む。
【0113】
符号語＃１に対応するＳＢＩＤは、スーパーブロックＳＢ＃１の識別子（＝１）を示す。
【0114】
符号語＃１に対応するブロック数は、スーパーブロックＳＢ＃１を構成する物理ブロックの数に対応する１６を示す。ブロック数の代わりに、符号語＃１に含まれるシンボルの総数を示す値が示されていてもよい。
【0115】
符号語＃１に対応する消失復元符号数は、符号語＃１に含まれる消失復元符号の数（＝２）を示す。消失復元符号数は、符号語＃１に含まれる冗長シンボルの数である。コントローラ４は、ブロック数と、消失復元符号数とを参照することによって、符号語＃１に対応する符号化率を取得することができる。ここで、符号語＃１に対応する符号化率は、（１６－２）／１６＝１４／１６である。
【0116】
符号語＃１が書き込まれたスーパーブロックＳＢ＃１は、チャンネルｃｈ１～ｃｈ１６に接続され且つバンク＃０に含まれる１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにそれぞれ含まれる１６個の物理ブロックＢＬＫ１によって構成されている。１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイの各々は、チャンネル番号ｃｈと、バンク番号ＢＮＫとによって識別される。そのため、符号語＃１に対応する符号化率情報６３は、複数のブロックの識別子として、ＢＬＫ１（ｃｈ１，ＢＮＫ０）と、ＢＬＫ１（ｃｈ２，ＢＮＫ０）と、…、ＢＬＫ１（ｃｈ１４，ＢＮＫ０）と、ＢＬＫ１（ｃｈ１５，ＢＮＫ０）と、ＢＬＫ１（ｃｈ１６，ＢＮＫ０）とを示す情報を含む。例えば、ＢＬＫ１（ｃｈ１，ＢＮＫ０）は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１に含まれる物理ブロックＢＬＫ１を示す。
【0117】
符号化率情報６３は、物理ブロックそれぞれに書き込まれるシンボルが、データ（Ｉ）であるか、または消失復元符号（Ｅｒ）であるかを示す属性情報を含む。ここで、ＢＬＫ１（ｃｈ０，ＢＮＫ０），…，ＢＬＫ１（ｃｈ１４，ＢＮＫ０）に対応する属性情報は、書き込まれるシンボルがデータであることを示すＩである。また、ＢＬＫ１（ｃｈ１５，ＢＮＫ０）およびＢＬＫ１（ｃｈ１６，ＢＮＫ０）に対応する属性情報は、書き込まれるシンボルが消失復元符号であることを示すＥｒである。
【0118】
また、符号語＃２に対応するＳＢＩＤは、スーパーブロックＳＢ＃２の識別子（＝２）を示す。
【0119】
符号語＃２に対応するブロック数は、スーパーブロックＳＢ＃２を構成する物理ブロックの数に対応する１６を示す。ブロック数の代わりに、符号語＃２に含まれるシンボルの総数を示す値が示されていてもよい。
【0120】
符号語＃２に対応する消失復元符号数は、符号語＃２に含まれる消失復元符号の数（＝１）を示す。ここで、符号語＃２に対応する符号化率は、（１６－１）／１６＝１５／１６である。
【0121】
符号語＃２が書き込まれたスーパーブロックＳＢ＃２は、チャンネルｃｈ１～ｃｈ１６に接続され且つバンク＃０に含まれる１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにそれぞれ含まれる１６個の物理ブロックＢＬＫ２によって構成されている。１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイの各々は、チャンネル番号ｃｈと、バンク番号ＢＮＫとによって識別される。そのため、符号語＃２に対応する符号化率情報６３は、複数のブロックの識別子として、ＢＬＫ２（ｃｈ１，ＢＮＫ０）と、ＢＬＫ２（ｃｈ２，ＢＮＫ０）と、…、ＢＬＫ２（ｃｈ１４，ＢＮＫ０）と、ＢＬＫ２（ｃｈ１５，ＢＮＫ０）と、ＢＬＫ２（ｃｈ１６，ＢＮＫ０）とを示す情報を含む。
【0122】
ＢＬＫ２（ｃｈ１，ＢＮＫ０），…，ＢＬＫ２（ｃｈ１６，ＢＮＫ０）に対応する属性情報は、書き込まれるシンボルがデータであることを示すＩである。
【0123】
次に、データ書き込み処理およびデータ読み出し処理について説明する。図１２は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるデータ書き込み処理およびデータ読み出し処理の例を示す図である。
【0124】
まず、データ書き込み処理において、ライト制御部４２４は、受信されたライトコマンドに関連付けられたライトデータを、ホスト２から受信する。ライト制御部４２４の書き込み先決定部４２４１は、受信したライトデータが書き込まれるべきスーパーブロックを決定する。ライト制御部４２４は、決定されたスーパーブロックを示す情報を符号化率情報生成部４２６に通知する。ライト制御部４２４は、受信したライトデータを累積書き込み量算出部４２２に受け渡す。
【0125】
累積書き込み量算出部４２２は、受け取ったライトデータのサイズを累積書き込み量に加算することで累積書き込み量を算出する。累積書き込み量算出部４２２は、算出した累積書き込み量を符号化率変更部４２５に通知する。そして、累積書き込み量算出部４２２は、受け取ったライトデータを消失復元符号化部４７１に受け渡す。
【0126】
累積書き込み量が通知された符号化率変更部４２５は、累積書き込み量と、累積読み出し量とを比較して、より小さい累積値を選択する。符号化率変更部４２５は、累積エラー数算出部４２１によって算出される累積エラー数を選択した累積値で除した値を算出する。符号化率変更部４２５は、算出した値が第１の閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する。算出した値が第１の閾値Ｔｈ１未満であれば、符号化率変更部４２５は、現在の符号化率よりも大きい値になるように符号化率を変更する。また、符号化率変更部４２５は、算出した値が第２の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。算出した値が第２の閾値Ｔｈ２以上である場合、符号化率変更部４２５は、現在の符号化率よりも小さい値になるように符号化率を変更する。第２の閾値Ｔｈ２が第１の閾値Ｔｈ１よりも大きい値に設定されているケースにおいては、算出した値が第１の閾値Ｔｈ１よりも大きく、且つ第２の閾値Ｔｈ２よりも小さい値である場合、符号化率変更部４２５は、現在の符号化率を維持する。
【0127】
符号化率を変更した場合、符号化率変更部４２５は、変更後の符号化率を消失復元符号化部４７１と、符号化率情報生成部４２６とに通知する。
【0128】
消失復元符号化部４７１は、累積書き込み量算出部４２２から受け取ったライトデータに対する符号化を実行する。消失復元符号化部４７１は、符号化率変更部４２５から通知される符号化率に基づいて、ライトデータを使用してＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれるべき符号語を生成する。消失復元符号化部４７１は、生成した符号語をＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に転送する。
【0129】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５においては、符号語は、書き込み先決定部４２４１によって決定された書き込み先のスーパーブロックに書き込まれる。なお、変更後の符号化率が適用されるデータは、ホスト２から受信される新たなライトデータと、ホスト２からのコピーコマンドに基づいてまたはガベージコレクションによって、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５のコピー元記憶位置からコピー先記憶位置にコピーされるコピー対象データである。変更前の符号化率で生成され且つＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に既に書き込まれている符号語は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にそのまま維持され、その符号化率は変更されない。変更前の符号化率で符号化されたデータは、ホスト２からのコピーコマンドに基づいてまたはガベージコレクションによって、そのデータをコピー対象データとしてコピー先記憶位置にコピーする動作が実行される際に、変更後の符号化率で符号化される。
【0130】
符号化率情報生成部４２６は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる符号語に対応する符号化率情報６３を生成し、符号化率情報６３をＤＲＡＭ６に格納する。
【0131】
データ読み出し動作においては、ホスト２からのリードコマンドによって指定されたデータがＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出される。このリードデータは、消失復元復号部４７２に転送される。
【0132】
消失復元復号部４７２は、リードデータに対して、ＥＣＣを使用した誤り訂正を実行する。ＥＣＣを使用した誤り訂正に成功した場合、消失復元復号部４７２は、リードデータを累積読み出し量算出部４２３に受け渡す。
【0133】
累積読み出し量算出部４２３は、受け取ったリードデータのサイズを累積読み出し量に加算することで累積読み出し量を算出する。累積読み出し量算出部４２３は、算出した累積読み出し量を符号化率変更部４２５に通知する。そして、累積読み出し量算出部４２３は、リードデータをホスト２に送信する。累積読み出し量を通知された符号化率変更部４２５は、累積書き込み量を通知された際と同様の処理を実行する。
【0134】
リードデータに対するＥＣＣを使用した誤り訂正に失敗した場合、リードデータは消失データとして検出される。このため、消失復元復号部４７２は、リードデータに対する消失復元処理を実行する。この場合、消失復元復号部４７２は、符号化率情報６３から、リードデータ（消失データ）を含む符号語に対応する符号化率情報を取得する。この符号語が消失復元符号を含んでいない場合（符号化率＝１）、消失復元復号部４７２は、データエラーの発生を累積エラー数算出部４２１に通知する。なお、この場合、データエラーの発生を示すメッセージが、コントローラ４によってホスト２に通知される。さらに、消失復元復号部４７２は、リードデータ（消失データ）のサイズを累積読み出し量算出部４２３に通知してもよい。この場合、累積読み出し量算出部４２３は、受け取ったリードデータのサイズを累積読み出し量に加算することで累積読み出し量を算出する。
【0135】
データエラーが通知された累積エラー数算出部４２１は、累積エラー数を、例えば１だけインクリメントする。なお、累積エラー数をセクタの単位でカウントする場合は、累積エラー数は、リードデータ（消失データ）に含まれるセクタの数だけインクリメントされる。累積エラー数算出部４２１は、インクリメントされた累積エラー数を符号化率変更部４２５に通知する。累積エラー数が通知された符号化率変更部４２５は、累積書き込み量が通知された際と同様の処理を実行する。
【0136】
また、リードデータ（消失データ）を含む符号語が消失復元符号を含んでいる場合、消失復元復号部４７２は、この符号語に含まれている、リードデータ（消失データ）以外の全てのデータと、この符号語に含まれている全ての消失復元符号とを、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出す。消失復元復号部４７２は、読み出した全てのデータと読み出した全ての消失復元符号とを使用して、リードデータ（消失データ）を復元するための消失復元処理を実行する。
【0137】
消失復元処理が成功した場合、消失復元復号部４７２は、ＥＣＣを使用した誤り訂正に成功した場合と同様の動作を実行する。
【0138】
消失復元処理に失敗した場合、消失復元復号部４７２は、符号語が消失復元符号を含んでいない場合と同様の処理を実行する。
【0139】
次に、符号化率変更処理について説明する。図１３は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される符号化率変更処理の手順を示すフローチャートである。コントローラ４は、累積エラー数、累積書き込み量、あるいは累積読み出し量のいずれかが更新された場合に符号化率変更処理を開始する。
【0140】
コントローラ４は、累積書き込み量が累積読み出し量よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【0141】
累積書き込み量が累積読み出し量よりも大きい場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、コントローラ４は、累積エラー数を累積読み出し量で除した値を算出する（ステップＳ１０２）。
【0142】
累積書き込み量が累積読み出し量よりも小さい場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、コントローラ４は、累積エラー数を累積書き込み量で除した値を算出する（ステップＳ１０３）。
【0143】
コントローラ４は、算出された値が第１の閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【0144】
算出された値が第１の閾値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、コントローラ４は、符号化率を現在の符号化率よりも大きい値に設定する（ステップＳ１０５）。ここで、符号化率の最大値は１である。
【0145】
コントローラ４は、決定された符号化率を記録する（ステップＳ１０６）。
【0146】
算出された値が第１の閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、コントローラ４は、算出された値が第２の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【0147】
算出された値が第２の閾値Ｔｈ２以上である場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、コントローラ４は、符号化率を現在の符号化率よりも小さい値に設定し（ステップＳ１０８）、決定された符号化率を記録する（ステップＳ１０６）。
【0148】
算出された値が第２の閾値Ｔｈ２未満である場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、コントローラ４は、現在の符号化率を維持する（ステップＳ１０９）。
【0149】
ステップＳ１０６、またはステップＳ１０９の手順の後、コントローラ４は、符号化率が変更されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【0150】
符号化率が変更された場合（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、コントローラ４は、データの書き込み先スーパーブロックとして割り当てられているスーパーブロックを変更する（ステップＳ１１１）。
【0151】
符号化率が変更されていない場合（ステップＳ１１０でＮｏ）、コントローラ４は、ステップＳ１１１の手順をスキップし、符号化率変更処理を終了する。
【0152】
次に、データ書き込み処理について説明する。図１４は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるデータ書き込み処理の手順を示すフローチャートである。
【0153】
まず、コントローラ４は、ライトコマンドを受信したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【0154】
ライトコマンドを受信していない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、コントローラ４は、ライトコマンドを受信するまで待つ。
【0155】
ライトコマンドを受信した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、コントローラ４は、受信したライトコマンドに関連付けられたライトデータをホスト２から受信する（ステップＳ２０２）。
【0156】
コントローラ４は、受信したライトデータのサイズを累積書き込み量に加算することで、累積書き込み量を更新する（ステップＳ２０３）。
【0157】
コントローラ４は、図１３で説明した符号化率変更処理を実行する（ステップＳ２０４）。
【0158】
符号化率変更処理が終了すると、コントローラ４は、変更後の符号化率である現在の符号化率に基づいて、ホスト２から受信された複数のライトデータをエンコードし、これによって消失復元用の符号語を生成する（ステップＳ２０５）。ライトデータのエンコードにおいて、現在の符号化率が１未満である場合、コントローラ４は、現在の符号化率に基づいて、複数のライトデータを符号化して、複数のライトデータと一つ以上の消失復元符号とを含む符号語を生成する。現在の符号化率が１である場合、コントローラ４は、複数のライトデータを含み且つ消失復元符号を含まない符号語を生成する。
【0159】
コントローラ４は、生成した符号語をＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込むデータ書き込み動作を実行する（ステップＳ２０６）。データ書き込み動作において、コントローラ４は、複数のライトデータそれぞれと０以上の消失復元符号それぞれとがＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の異なるブロックに書き込まれるように、書き込み先のスーパーブロックに含まれる複数のブロックに跨がって符号語を書き込む。符号化率が変更された場合、書き込み先のスーパーブロックが変更されて新たなスーパーブロックが書き込み先のスーパーブロックとして割り当てられる。このため、各スーパーブロックには、異なる符号化率を有する符号語が混在することはない。
【0160】
次に、データ読み出し処理について説明する。図１５は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるデータ読み出し処理の手順を示すフローチャートである。
【0161】
まず、コントローラ４は、リードコマンドを受信したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。
【0162】
リードコマンドを受信していない場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、コントローラ４は、リードコマンドを受信するまで待つ。
【0163】
リードコマンドを受信した場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、コントローラ４は、リードコマンドによって指定されたデータをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出すデータ読み出し動作を実行する（ステップＳ３０２）。
【0164】
コントローラ４は、ステップＳ３０２で読み出されたデータの消失が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【0165】
データの消失が検出されなかった場合、つまり読み出されたリードデータに付加されているＥＣＣを使用したエラー訂正が成功した場合（ステップＳ３０３でＮｏ）、コントローラ４は、リードデータ（正しいデータ）をホスト２に送信する（ステップＳ３０４）。
【0166】
コントローラ４は、送信されたリードデータのサイズを累積読み出し量に加算することで、累積読み出し量を更新する（ステップＳ３０５）。
【0167】
コントローラ４は、図１３で説明された符号化率変更処理を実行する（ステップＳ３０６）。
【0168】
データの消失が検出された場合、つまりリードデータに付加されているＥＣＣを使用したエラー訂正が失敗した場合（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、コントローラ４は、リードデータが含まれる符号語の符号化率を、符号化率情報６３から取得する（ステップＳ３０７）。
【0169】
コントローラ４は、取得した符号化率情報６３を参照して、リードデータが含まれる符号語に対する消失復元処理を実行する（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０８において、コントローラ４は、リードデータ（消失データ）の量が、取得した符号化率情報６３によって示される冗長符号が書き込まれたブロックの数から決定される冗長符号の量を超えていない場合に、リードデータ（消失データ）を除く、符号語に含まれる残りのデータそれぞれと、符号語に含まれる冗長符号とを使用して、消失データを復元する。
【0170】
コントローラ４は、データエラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ３０９）。データエラーは、消失復元処理が失敗した場合に発生する。
【0171】
データエラーが発生しなかった場合（ステップＳ３０９でＮｏ）、コントローラ４は、復元に成功したリードデータをホスト２に送信する（ステップＳ３０４）。
【0172】
コントローラ４は、送信されたリードデータのサイズを累積読み出し量に加算することで、累積読み出し量を更新する（ステップＳ３０５）。
【0173】
コントローラ４は、図１３で説明された符号化率変更処理を実行する（ステップＳ３０６）。
【0174】
データエラーが発生した場合（ステップＳ３０９でＹｅｓ）、コントローラ４は、正しいリードデータを送信することができないことを示すエラーメッセージをホスト２に通知する（ステップＳ３１０）。
【0175】
コントローラ４は、累積エラー数を、例えば１だけインクリメントした値に更新する（ステップＳ３１１）。
【0176】
コントローラ４は、データエラーが発生したリードデータのサイズを累積読み出し量に加算することで、累積読み出し量を更新する（ステップＳ３０５）。
【0177】
コントローラ４は、図１３で説明された符号化率変更処理を実行する（ステップＳ３０６）。
【0178】
次に、メモリシステム３が稼働開始してからあまり時間が経過していない状況において、累積エラー数が所定値未満である場合には、符号化率が変更されない場合の符号化率変更処理について説明する。図１６は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される符号化率変更処理の第２の手順を示すフローチャートである。
【0179】
まず、コントローラ４は、符号化率を変更すべきか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、コントローラ４は、例えば、図１３で説明したステップＳ１０１～Ｓ１０４，およびＳ１０７の手順を実行することによって、符号化率を変更すべきか否かを判定する。
【0180】
符号化率を変更すべきでない場合（ステップＳ４０１でＮｏ）、コントローラ４は、符号化率を維持する（ステップＳ４０２）。
【0181】
符号化率を変更すべき場合（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、コントローラ４は、累積エラー数が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。
【0182】
累積エラー数が所定値以上である場合（ステップＳ４０３）、コントローラ４は、データエラーの発生回数が極端に多いと判定し、現在の符号化率よりも小さい値に符号化率を決定する（ステップＳ４０４）。
【0183】
コントローラ４は、ステップＳ４０４で決定された符号化率を記録する（ステップＳ４０５）。
【0184】
累積エラー数が所定値未満である場合（ステップＳ４０３でＮｏ）、コントローラ４は、累積書き込み量が第４の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。第４の閾値は、累積書き込み量または累積読み出し量が所定の量に達したか否かを判定するための基準値である。
【0185】
累積書き込み量が第４の閾値未満である場合（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、コントローラ４は、累積書き込み量が少なく、累積エラー数を累積書き込み量で除した値（ＵＢＥＲ）の信頼性が十分ではないと判定し、安全性を優先するために、現在の符号化率を維持する（ステップＳ４０２）。
【0186】
累積書き込み量が第４の閾値以上である場合（ステップＳ４０６でＮｏ）、コントローラ４は、累積読み出し量が第４の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４０７）。
【0187】
累積読み出し量が第４の閾値未満である場合（ステップＳ４０７でＹｅｓ）、コントローラ４は、累積書き込み量が少なく、累積エラー数を累積読み出し量で除した値（ＵＢＥＲ）の信頼性が十分ではないと判定し、安全性を優先するために、現在の符号化率を維持する（ステップＳ４０２）。
【0188】
累積読み出し量が第４の閾値以上である場合（ステップＳ４０７でＮｏ）、コントローラ４は、累積エラー数を、累積書き込み量と累積読み出し量のうちのより小さい値を有するずれかの量で除した値に基づいて、符号化率を決定する（ステップＳ４０４）。
【0189】
コントローラ４は、決定された符号化率を記録する（ステップＳ４０５）。
【0190】
以上の処理により、累積エラー数が所定値よりも小さく、且つ累積書き込み量と累積読み出し量とのうちの少なくとも一つが第４の閾値よりも小さい場合には、算出されるＵＢＥＲとは無関係に、例えば１未満の符号化率であるデフォルトの符号化率でライトデータを符号化することができる。
【0191】
以上説明したように、実施形態によれば、累積エラー数を累積書き込み量または累積読み出し量で除した第１の値が第１の閾値を下回った場合に符号化率が大きくなり、第１の値が第１の閾値以上の第２の閾値以上である場合に符号化率が小さくなるように、符号化率が変更される。したがって、メモリシステム３が安定動作している際に符号化率を大きくすることができるので、コントローラ４は、利用される可能性が低い消失復元符号が、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込まれる頻度を減らすことができる。このことは、メモリシステム３のライトアンプリフィケーションの増加を抑制することにつながる。
【0192】
また、コントローラ４は、符号化率を決定する際に、累積書き込み量および累積読み出し量のうと小さい方の値を使用することによって、たとえ累積書き込み量および累積読み出し量のうちの一方の値が他方の値よりも極端に大きい場合であっても、データエラーの発生頻度が低く見積もられてしまうことを避けることができる。
【0193】
またさらに、コントローラ４は、累積エラー数が所定の値よりも小さく、且つ累積書き込み量と累積読み出し量とのうちの少なくとも一つが第４の閾値よりも小さい場合、ＵＢＥＲの値とは無関係に、複数のライトデータを予め決められた１未満の符号化率を使用して符号化する。メモリシステム３が稼働開始してから間もない間では、累積エラー数を累積書き込み量および累積読み出し量のうち小さい方の値で除した値が不安定な値である場合があるためである。
【0194】
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、更新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】
【0195】
１…情報処理システム、２…ホスト、３…ＳＳＤ、４…コントローラ、５…ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、６…ＤＲＡＭ、２１…プロセッサ、２２…メモリ、４０…バス、４１…ホストインタフェース、４２…ＣＰＵ、４３…ＮＡＮＤインタフェース、４４…ＤＲＡＭインタフェース、４５…ＤＭＡＣ、４６…ＳＲＡＭ、４７…エンコード／デコード部、６１…Ｌ２Ｐテーブル、６２…ブロック管理テーブル、６３…符号化率情報、４２１…累積エラー数算出部、４２２…累積書き込み量算出部、４２３…累積読み出し量算出部、４２４…ライト制御部、４２５…符号化率変更部、４２６…符号化率情報生成部、４７１…消失復元符号化部、４７２…消失復元復号部、４２４１…書き込み先決定部。
【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】