KR101363422B1 - Non-volatile memory system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 하나 이상의 낸드 플래시 메모리 장치를 구비하는 비휘발성 메모리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory system, and more particularly, to a nonvolatile memory system having at least one NAND flash memory device.
반도체 메모리 장치는 전원이 공급되지 않는 상태에서 데이터를 보존할 수 있는지에 따라 휘발성 메모리 장치와 비휘발성 메모리 장치로 구분될 수 있다. 최근에는, 반도체 메모리 장치의 소형화 및 대용량 추세에 따라, 비휘발성 메모리 장치 중에서 낸드 플래시 메모리 장치(NAND flash memory device)가 소형화 및 대용량에 적합하여 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 낸드 플래시 메모리 장치는 페이지(page) 단위로 읽기(read) 동작과 쓰기(write) 동작을 수행하고, 블록(block) 단위로 소거(erase) 동작을 수행할 수 있다.The semiconductor memory device may be classified into a volatile memory device and a nonvolatile memory device according to whether data can be stored in a state where power is not supplied. 2. Description of the Related Art In recent years, NAND flash memory devices have been widely used in nonvolatile memory devices because of miniaturization and large capacity of semiconductor memory devices. In general, a NAND flash memory device may perform a read operation and a write operation in units of pages and an erase operation in units of blocks.
비휘발성 메모리 시스템은 호스트 장치와 적어도 하나 이상의 낸드 플래시 메모리 장치를 포함할 수 있다. 호스트 장치가 낸드 플래시 메모리 장치를 사용함에 있어서 소스(source) 페이지에 저장된 대상 페이지 데이터를 목표(target) 페이지로 옮기는 카피백(copyback) 동작이 수반될 수 있다. 이를 테면, 카피백 동작은 저널링 파일 시스템(journaling file system)에서 저널링 동작이 수행되는 경우나, 로그 구조의 파일 시스템(log-structured file system) 등에서 가비지 콜렉션(garbage collection) 동작이 수행되는 경우에 수반될 수 있다.The nonvolatile memory system may include a host device and at least one NAND flash memory device. When the host device uses the NAND flash memory device, a copyback operation of moving the target page data stored in the source page to the target page may be involved. For example, a copyback operation is accompanied when a journaling operation is performed on a journaling file system or when a garbage collection operation is performed on a log-structured file system. Can be.
그러나, 종래에는 카피백 동작이 수행될 때, 대상 페이지 데이터가 호스트 장치와 낸드 플래시 메모리 장치 사이에서 호스트 인터페이스를 통해 전송되기 때문에, 호스트 인터페이스의 가용 대역폭을 불필요하게 감소시키고 있다. 특히, 소스 페이지에 저장된 대상 페이지 데이터는 이미 낸드 플래시 메모리 장치 내에 저장되어 있어 별도의 데이터 전송이 요구되지 않으므로, 상기 카피백 동작에 의한 호스트 인터페이스의 가용 대역폭의 감소는 비휘발성 메모리 시스템의 성능을 불필요하게 저하시키는 요인이 된다.However, conventionally, when the copyback operation is performed, since the target page data is transferred between the host device and the NAND flash memory device through the host interface, the available bandwidth of the host interface is unnecessarily reduced. In particular, since the target page data stored in the source page is already stored in the NAND flash memory device, and no separate data transfer is required, the reduction of the available bandwidth of the host interface by the copyback operation does not require the performance of the nonvolatile memory system. It is a factor to lower it.
본 발명의 일 목적은 호스트 장치로 하여금 카피백 동작을 수행하기 위한(즉, 소스 페이지 어드레스(address)와 목표 페이지 어드레스에 대한 정보를 포함하는) 카피백 커맨드(copyback command)들을 낸드 플래시 메모리 장치에 큐잉(queueing) 형태로 제공하게 함과 동시에 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율을 결정하게 하고, 낸드 플래시 메모리 장치로 하여금 내부에서 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율에 따라 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행하게 하는 비휘발성 메모리 시스템을 제공하는 것이다. 다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.An object of the present invention is to provide copyback commands for a host device to perform a copyback operation (ie, including information about a source page address and a target page address) to a NAND flash memory device. In addition to providing in the form of queuing, the processing rate of the copyback operation and the write operation can be determined, and the NAND flash memory device can be internally operated according to the processing rate of the copyback operation and the write operation. To provide a non-volatile memory system to perform alternately. It should be understood, however, that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템은 카피백(copyback) 동작을 수행하기 위한 카피백 커맨드들을 큐잉(queueing) 형태로 제공하고, 상기 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율을 나타내는 카피백 처리 비율 커맨드를 제공하는 호스트 장치, 및 상기 카피백 커맨드들에 기초하여 상기 카피백 동작을 수행하되, 상기 처리 비율에 따라 상기 카피백 동작과 상기 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 낸드 플래시 메모리 장치를 포함할 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, a nonvolatile memory system according to embodiments of the present invention provides copyback commands for performing a copyback operation in the form of a queuing, and the copyback operation And a host device for providing a copyback processing rate command indicating a processing rate of a write operation, and performing the copyback operation based on the copyback commands, and performing the copyback operation and the write operation according to the processing rate. It may include a NAND flash memory device to perform alternately.
일 실시예에 의하면, 상기 처리 비율이 m:n(단, m과 n은 양의 정수)이면, m개의 페이지 데이터들에 대한 상기 카피백 동작이 수행되는 전후에 n개의 페이지 데이터들에 대한 상기 쓰기 동작이 교번하여 수행될 수 있다.According to an embodiment, when the processing ratio is m: n (where m and n are positive integers), the n-page data data before and after the copyback operation on m-page data is performed. Write operations may be performed alternately.
일 실시예에 의하면, 상기 처리 비율이 m:n(단, m과 n은 양의 정수)이면, m개의 페이지 데이터들에 대한 상기 카피백 동작이 수행되는 사이에 n개의 페이지 데이터들에 대한 상기 쓰기 동작이 교번하여 수행될 수 있다.According to an embodiment, when the processing ratio is m: n (where m and n are positive integers), the n-page data for n page data is performed between m copy data operations. Write operations may be performed alternately.
일 실시예에 의하면, 상기 카피백 동작은 가비지 콜렉션(garbage collection) 동작 또는 저널링(journaling) 동작에 수반될 수 있다.According to an embodiment, the copyback operation may be accompanied by a garbage collection operation or a journaling operation.
일 실시예에 의하면, 상기 낸드 플래시 메모리 장치는 상기 카피백 동작을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(flash translation layer)를 구비하고, 상기 호스트 장치는 파일 시스템(file system) 및 상기 파일 시스템과 인터액션(interaction)하여 상기 낸드 플래시 메모리 장치의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어를 구비할 수 있다.In an embodiment, the NAND flash memory device includes a first flash translation layer that performs the copyback operation, and the host device interacts with a file system and the file system. and a second flash conversion layer controlling the operation of the NAND flash memory device.
일 실시예에 의하면, 상기 낸드 플래시 메모리 장치는, 상기 카피백 동작과 상기 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 동안에 상기 호스트 장치로부터 카피백 취소 커맨드가 입력되면, 상기 카피백 동작을 수행하지 않을 수 있다.According to an embodiment, the NAND flash memory device may not perform the copyback operation when a copyback cancel command is input from the host device while the copyback operation and the write operation are alternately performed.
일 실시예에 의하면, 상기 낸드 플래시 메모리 장치는, 상기 카피백 동작과 상기 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 동안에 상기 호스트 장치로부터 카피백 완료 커맨드가 입력되면, 상기 카피백 동작을 우선적으로 수행하여 완료시킬 수 있다.In example embodiments, when a copyback completion command is input from the host device while the copyback operation and the write operation are alternately performed, the NAND flash memory device may preferentially perform the copyback operation. Can be.
본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템은 호스트 장치로 하여금 카피백 동작을 수행하기 위한(즉, 소스 페이지 어드레스와 목표 페이지 어드레스에 대한 정보를 포함하는) 카피백 커맨드들을 낸드 플래시 메모리 장치에 큐잉 형태로 제공하게 함과 동시에 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율을 결정하게 하고, 낸드 플래시 메모리 장치로 하여금 내부에서 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율에 따라 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행하게 함으로써, 카피백 동작을 수행함에 따른 호스트 장치와 낸드 플래시 메모리 장치 사이의 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 비휘발성 메모리 시스템은 동작 속도(즉, 성능)를 향상시킬 수 있고, 전력 소모를 감소시킬 수 있으며, 낸드 플래시 메모리 장치의 수명을 증가시킬 수 있다. 다만, 본 발명의 효과는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.A nonvolatile memory system according to embodiments of the present invention provides a host device with copyback commands for performing a copyback operation (ie, including information about a source page address and a target page address) to a NAND flash memory device. In addition to providing in the form of queuing, the processing rate of the copyback operation and the write operation can be determined, and the NAND flash memory device can alternately copy and write the operation according to the processing rate of the copyback operation and the write operation. By doing so, the overhead between the host device and the NAND flash memory device may be reduced by performing the copyback operation. As a result, the nonvolatile memory system can improve operating speed (ie, performance), reduce power consumption, and increase the lifetime of the NAND flash memory device. However, the effects of the present invention are not limited thereto, and various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템을 나타내는 블록도들이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템이 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 3a는 종래의 비휘발성 메모리 시스템에서 쓰기 커맨드에 대한 응답 시간을 나타내는 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템에서 쓰기 커맨드에 대한 응답 시간을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템에서 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 수행되는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템에서 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 수행되는 일 예를 나타내는 개념도이다.Figures 1A-1C are block diagrams illustrating a non-volatile memory system in accordance with embodiments of the present invention.
2A through 2E are diagrams illustrating an example in which a non-volatile memory system alternately performs a copyback operation and a write operation according to embodiments of the present invention.
3A is a graph illustrating a response time for a write command in a conventional nonvolatile memory system.
3B is a graph illustrating a response time for a write command in a nonvolatile memory system according to example embodiments.
4 is a flowchart illustrating an example in which a copyback operation and a write operation are alternately performed in a nonvolatile memory system according to example embodiments.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example in which a copyback operation and a write operation are alternately performed in a nonvolatile memory system according to example embodiments.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템을 나타내는 블록도들이다. 다만, 설명의 편의를 위하여 도 1a의 비휘발성 메모리 시스템(100)을 기준으로 설명하기로 한다.Figures 1A-1C are block diagrams illustrating a non-volatile memory system in accordance with embodiments of the present invention. However, the
도 1a를 참조하면, 비휘발성 메모리 시스템(100)은 낸드 플래시 메모리 장치(120) 및 호스트 장치(140)를 포함할 수 있다. 이 때, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 시큐어 디지털 카드(Secure Digital Card; SDCARD), 유니버셜 플래시 스토리지(Universal Flash Storage; UFS), 임베디드 멀티미디어 카드(Embedded Multi Media Card; EMMC), CF 카드(compact flash card), 메모리 스틱(memory stick), XD 픽쳐 카드(XD picture card) 등으로 구현될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 비휘발성 메모리 시스템(100)은 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 동작을 제어하는 플래시 변환 레이어(flash translation layer; FTL)가 제 1 플래시 변환 레이어(122)와 제 2 플래시 변환 레이어(142)로 분리되고, 제 1 플래시 변환 레이어(122)는 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 구비되며, 제 2 플래시 변환 레이어(142)는 호스트 장치(140)에 구비될 수 있다. 다만, 본 발명에서 제 1 플래시 변환 레이어(122)와 제 2 플래시 변환 레이어(142)로 명명되고 있으나, 이들은 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 동작을 제어하는 플래시 변환 레이어의 적어도 하나 이상의 기능을 포함하는 다양한 구성 요소들로 해석되어야 할 것이다.Referring to FIG. 1A, the
일반적으로, 비휘발성 메모리 시스템(100)에서 호스트 장치(140)가 낸드 플래시 메모리 장치(120)를 사용함에 있어서, 소스 페이지에 저장된 대상 페이지 데이터를 목표 페이지로 옮기는 카피백 동작이 수반될 수 있다. 이를 테면, 상기 카피백 동작은 저널링 파일 시스템에서 저널링 동작이 수행되는 경우나, 로그 구조의 파일 시스템 등에서 가비지 콜렉션 동작이 수행되는 경우에 수반될 수 있다. 그러나, 종래에는 상기 카피백 동작이 수행됨에 있어서, 카피백 읽기 동작에 의해 대상 페이지 데이터를 호스트 장치(140)에 가져왔다가, 카피백 쓰기 동작에 의해 대상 페이지 데이터를 낸드 플래시 메모리 장치(120)로 보내야 하므로, 호스트 장치(140)와 낸드 플래시 메모리 장치(120) 사이의 호스트 인터페이스의 가용 대역폭을 감소시켜 비휘발성 메모리 시스템(100)의 성능을 저하시켰다. 이에, 비휘발성 메모리 시스템(100)은 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 카피백 동작을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(122)를 구비하고, 호스트 장치(140)에 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어(142)를 구비하며, 호스트 장치(140)로 하여금 카피백 커맨드(QCBC)들을 큐잉 형태로 낸드 플래시 메모리 장치(120)로 전송함과 동시에 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율을 결정하게 함(즉, 큐잉/쓰로틀링 카피백 프로토콜 인터페이스(queueing/throttling copyback protocol interface)로 명명함)으로써, 카피백 동작이 호스트 장치(140)와 낸드 플래시 메모리 장치(120) 사이의 데이터 전송 없이, 낸드 플래시 메모리 장치(120) 내부에서만 수행되게 할 수 있고, 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 효율적으로 수행되게 할 수 있다. 그 결과, 비휘발성 메모리 시스템(100)에서는 카피백 동작시 호스트 장치(140)와 낸드 플래시 메모리 장치(120) 사이에 대상 페이지 데이터가 전송되지 않을 수 있다. 이하, 비휘발성 메모리 시스템(100)에 대하여 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. In general, when the NAND
호스트 장치(140)는 카피백 동작을 수행하기 위한 카피백 커맨드(QCBC)들을 큐잉 형태로 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 제공하고, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율을 나타내는 카피백 처리 비율 커맨드(PR)를 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 카피백 커맨드(QCBC)는 소스 페이지 어드레스와 목표 페이지 어드레스에 대한 정보만을 포함할 수도 있다. 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 호스트 장치(140)로부터 입력되는 카피백 커맨드(QCBC)들에 기초하여 카피백 동작을 수행하되, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율에 따라 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행할 수 있다. 이 때, 호스트 장치(140)가 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 쓰기 요청 신호에 상응하는 쓰기 커맨드(WC)를 제공하면, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 쓰기 커맨드(WC)에 기초하여 쓰기 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 카피백 커맨드(QCBC)들은 각각 소스 페이지 어드레스 및 목표 페이지 어드레스에 대한 정보를 포함할 수 있고, 카피백 커맨드(QCBC)들이 큐잉 형태로 제공되기 때문에 낸드 플래시 메모리 장치(120) 내부의 소정의 버퍼에 큐잉 형태로 저장될 수 있다. 이 때, 낸드 플래시 메모리 장치(120) 내부에 위치하는 소정의 버퍼는 에스램(static random access memory) 장치, 디램(dynamic random access memory) 장치 등일 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 그 결과, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 커맨드(QCBC)들을 큐잉 순서에 따라 처리할 수 있고, 카피백 커맨드(QCBC)들 각각에 포함된 소스 페이지 어드레스 및 목표 페이지 어드레스에 대한 정보를 기초로 소스 페이지에 저장된 대상 페이지 데이터를 목표 페이지로 옮길 수 있다. 이 때, 카피백 동작은 논리 레벨 즉, 논리적 어드레스에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 낸드 플래시 메모리 장치(120)가 논리(logical) 레벨의 카피백 동작을 수행함에 있어서, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 소스 페이지에 저장되어 있는 대상 페이지 데이터를 내부의 소정의 버퍼로 독출한 후, 상기 대상 페이지 데이터를 목표 페이지에 기입할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 낸드 플래시 메모리 장치(120)가 물리(physical) 레벨의 카피백 커맨드를 지원하는 경우, 상기 카피백 동작은 물리 레벨의 카피백 커맨드에 기초하여 수행될 수도 있다.The
낸드 플래시 메모리 장치(120)에서 쓰기 동작과 카피백 동작이 수행됨에 있어서, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 호스트 장치(140)로부터 입력되는 카피백 처리 비율 커맨드(PR) 즉, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율에 따라 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율이 m:n(단, m과 n은 양의 정수)이면, m개의 페이지 데이터(즉, 대상 페이지 데이터)들에 대한 카피백 동작이 수행되는 전후에, n개의 페이지 데이터(즉, 쓰기 페이지 데이터)들에 대한 쓰기 동작이 교번하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율이 2:1인 경우, 2개의 페이지 데이터들에 대한 카피백 동작을 수행한 후 1개의 페이지 데이터에 대한 쓰기 동작을 수행하거나, 또는 1개의 페이지 데이터에 대한 쓰기 동작을 수행한 후 2개의 페이지 데이터들에 대한 카피백 동작을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율이 m:n(단, m과 n은 양의 정수)이면, m개의 페이지 데이터(즉, 대상 페이지 데이터)들에 대한 카피백 동작이 수행되는 사이에, n개의 페이지 데이터(즉, 쓰기 페이지 데이터)들에 대한 쓰기 동작이 교번하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율이 2:1인 경우, 1개의 페이지 데이터에 대한 카피백 동작을 수행한 후, 1개의 페이지 데이터에 대한 쓰기 동작을 수행하며, 다시 1개의 페이지 데이터에 대한 카피백 동작을 수행할 수 있다. 이와 같이, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율이 m:n이면, 카피백 동작과 쓰기 동작을 m:n의 비율로 인터리빙(interleaving)할 수 있다. 다만, 낸드 플래시 메모리 장치(120) 내부에서 쓰기 동작과 카피백 동작이 교번하여 수행되기는 하지만, 쓰기 동작과 카피백 동작이 빠르게 교번하기 때문에, 외부(예를 들어, 호스트 장치(140))에서는 낸드 플래시 메모리 장치(120)에서 쓰기 동작과 카피백 동작이 실질적으로 동시에 수행되는 것으로 보여질 수 있다.When a write operation and a copyback operation are performed in the NAND
일 실시예에서, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는, 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 동안에 호스트 장치(140)로부터 카피백 취소 커맨드가 입력되면, 카피백 동작을 수행하지 않을 수 있다. 구체적으로, 호스트 장치(140)는 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 쓰기 커맨드(WC)를 출력하여 쓰기 동작을 수행시킴에 있어서, 카피백 동작에 우선하여 쓰기 동작이 완료되는 것이 요구되는 경우, 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 카피백 취소 커맨드를 출력할 수 있다. 이 경우, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 호스트 장치(140)로부터 카피백 취소 커맨드가 입력되면, 카피백 동작과 쓰기 동작의 기 설정된 처리 비율을 무시하고, 카피백 동작을 수행하지 않으면서 쓰기 동작만을 수행함으로써, 쓰기 동작을 우선적으로 완료시킬 수 있다. 실시예에 따라, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 취소 커맨드에 응답하여 소정의 버퍼에 저장되어 있는 카피백 커맨드(QCBC)들을 모두 삭제할 수도 있다. 다른 실시예에서, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는, 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 동안에 호스트 장치(140)로부터 카피백 완료 커맨드가 입력되면, 카피백 동작을 우선적으로 수행하여 완료시킬 수 있다. 구체적으로, 호스트 장치(140)는 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 쓰기 커맨드(WC)를 출력하여 쓰기 동작을 수행시킴에 있어서, 쓰기 동작에 우선하여 카피백 동작이 완료되는 것이 요구되는 경우, 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 카피백 완료 커맨드를 출력할 수 있다. 이 경우, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 호스트 장치(140)로부터 카피백 완료 커맨드가 입력되면, 카피백 동작과 쓰기 동작의 기 설정된 처리 비율을 무시하고, 카피백 동작이 완료될 때까지 쓰기 동작을 수행하지 않을 수 있다. In an embodiment, the NAND
한편, 카피백 동작은 가비지 콜렉션 동작 또는 저널링 동작에 수반될 수 있다. 일 실시예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 파일 시스템(144)은 확장 파일 시스템(extended file system; Ext4), NT 파일 시스템(new technology file system; NTFS) 등과 같은 파일 시스템에 상응할 수 있다. 이에, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 동작(예를 들어, 가비지 콜렉션 동작)을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(122)를 구비할 수 있고, 호스트 장치(140)는 파일 시스템(144) 및 상기 파일 시스템(144)과 인터액션하여 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어(142)를 구비할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 호스트 장치(240)에 구비되는 파일 시스템(244)은 로그 구조의 파일 시스템(log-structured file system; LFS)과 같은 파일 시스템에 상응할 수 있다. 이에, 낸드 플래시 메모리 장치(220)는 카피백 동작을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(222)를 구비할 수 있고, 호스트 장치(240)는 파일 시스템(244) 및 상기 파일 시스템(244)과 인터액션하여 낸드 플래시 메모리 장치(220)의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어(242)를 구비할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 호스트 장치(340)에 구비되는 파일 시스템(344)은 플래시 파일 시스템(flash file system)으로서 상기 파일 시스템들(144, 244)과는 상이하게 구성될 수 있다. 이에, 낸드 플래시 메모리 장치(320)는 카피백 동작을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(322)를 구비할 수 있고, 호스트 장치(300)는 플래시 파일 시스템(344)은 제 2 플래시 변환 레이어(342)의 기능까지 수행할 수 있다. Meanwhile, the copyback operation may be accompanied by a garbage collection operation or a journaling operation. In one embodiment, as shown in FIG. 1A,
상술한 바와 같이, 비휘발성 메모리 시스템(100)은 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 카피백 동작(예를 들어, 가비지 콜렉션 동작)을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(122)를 구비하고, 호스트 장치(140)에 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어(142)를 구비함으로써, 호스트 장치(140)로 하여금 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 내부 동작 정보를 정확하게 파악하도록 할 수 있고, 그에 기초하여 낸드 플래시 메모리 장치(120)를 효율적으로 제어하도록 할 수 있다. 실시예에 따라, 호스트 장치(140)는 낸드 플래시 메모리 장치(120)와 최초로 연결될 때, 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 디바이스 정보 요청 커맨드를 출력할 수 있다. 이 경우, 호스트 장치(140)는 낸드 플래시 메모리 장치(120)에서 출력되는 디바이스 정보(예를 들어, 블록 사이즈, 페이지 사이즈 등에 대한 정보)를 얻을 수 있다. 실시예에 따라, 호스트 장치(140)는 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 카피백 상태 요청 커맨드를 출력할 수 있다. 이 경우, 호스트 장치(140)는 낸드 플래시 메모리 장치(120)에서 출력되는 카피백 상태 정보(예를 들어, 남아 있는 카피백 커맨드(QCBC)들의 개수 등)를 얻을 수 있다. 다만, 상술한 커맨드들은 예시적인 것으로서, 호스트 장치(140)와 낸드 플래시 메모리 장치(120) 간에 다양한 정보들을 공유하기 위한 추가적인 커맨드들이 이용될 수 있다. As described above, the
이와 같이, 비휘발성 메모리 시스템(100)은 호스트 장치(140)로 하여금 카피백 동작을 수행하기 위한 카피백 커맨드(QCBC)들을 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 큐잉 형태로 제공하게 함과 동시에 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율을 결정하게 하고, 낸드 플래시 메모리 장치(120)로 하여금 내부에서 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율에 따라 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행하게 함으로써, 카피백 동작을 수행함에 따른 호스트 장치(140)와 낸드 플래시 메모리 장치(120) 사이의 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 비휘발성 메모리 시스템(100)은 동작 속도(즉, 성능)를 향상시킬 수 있고, 전력 소모를 감소시킬 수 있으며, 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 수명을 증가시킬 수 있다. 한편, 도 1a에는 호스트 장치(140)가제 2 플래시 변환 레이어(142) 및 파일 시스템(144)만을 구비하는 것으로 도시되어 있지만, 호스트 장치(140)는 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 캐시(cache), 운영 체제(operating system; OS) 등과 같은 하드웨어적 또는 소프트웨어적 구성요소들을 더 포함할 수 있음은 자명하다. 마찬가지로, 도 1a에는 낸드 플래시 메모리 장치(120)가 제 1 플래시 변환 레이어(122)만을 구비하는 것으로 도시되어 있지만, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 낸드 컨트롤러(NAND controller), 마이크로프로세서(micro processor unit; MPU), 낸드 플래시 매니저(NAND flash manager) 등과 같은 하드웨어적 또는 소프트웨어적 구성 요소들을 더 포함할 수 있음은 자명하다.As described above, the
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템이 카피백 동작과 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 일 예를 나타내는 도면들이다.2A through 2E are diagrams illustrating an example in which a non-volatile memory system alternately performs a copyback operation and a write operation according to embodiments of the present invention.
도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 비휘발성 메모리 시스템(100)에서 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 수행되는 일 예가 구체적으로 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 하나의 블록(131, 132, 133, 134)은 네 개의 페이지들로 구성되고, 카피백 처리 비율 커맨드(PR)에 상응하는 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율은 2:2인 것으로 가정한다. 이 때, 카피백 동작을 수행하기 위한 카피백 커맨드(QCBC)들이 큐잉 형태로 호스트 장치(140)로부터 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 제공되고, 쓰기 동작을 수행하기 위한 쓰기 커맨드(WC)들이 호스트 장치(140)로부터 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 제공되며, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율은 요구되는 조건에 따라 계속적으로 변경되는 것이다. 예를 들어, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율은 기 설정된 시간이 경과할 때마다 변경될 수도 있고, 기 설정된 조건(예를 들어, 응답 시간이 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 등)에 부합될 때마다 변경될 수도 있으며, 사용자의 외부 입력에 응답하여 변경될 수도 있다. 다만, 이것은 하나의 예시에 불과한 것으로서, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율은 다양한 방법으로 변경될 수 있다.2A through 2E, an example in which a copyback operation and a write operation are alternately performed in the
상술한 바와 같이, 비휘발성 메모리 시스템(100)에서, 호스트 장치(140)는 카피백 커맨드(QCBC)들을 큐잉 형태로 제공하고, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 커맨드(QCBC)들을 큐잉 형태로 소정의 버퍼에 저장한 후, 카피백 커맨드(QCBC)들을 큐잉 순서에 따라 처리한다. 이 때, 카피백 커맨드(QCBC)들은 카피백 동작이 수행될 페이지 데이터(즉, 대상 페이지 데이터)들의 리스트(list)에 상응할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 블록(131)에는 두 개의 유효 페이지 데이터들(V)과 두 개의 무효 페이지 데이터들(I)이 존재할 수 있고, 제 2 블록(132)에도 두 개의 유효 페이지 데이터들(V)과 두 개의 무효 페이지 데이터들(I)이 존재할 수 있다. 최종적으로, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 카피백 동작을 수행함으로써 제 3 블록(133)에 제 1 블록(131)의 두 개의 유효 페이지 데이터들(V)과 제 2 블록(132)의 두 개의 유효 페이지 데이터들(V)을 기입할 수 있고, 제 4 블록(134)에 호스트 장치(140)로부터 입력되는 페이지 데이터들(W)을 기입할 수 있다. 이 때, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율이 2:2이므로, 2개의 유효 페이지 데이터(V)들에 대한 카피백 동작이 수행되는 전후에 2개의 쓰기 페이지 데이터(W)들에 대한 쓰기 동작이 교번하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 2개의 유효 페이지 데이터(V)들에 대한 카피백 동작이 수행된 이후에, 2개의 쓰기 페이지 데이터(W)들에 대한 쓰기 동작이 수행되는 것이다. 또는, 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율이 2:2이므로, 2개의 유효 페이지 데이터(V)들에 대한 카피백 동작이 수행되는 사이에 2개의 쓰기 페이지 데이터(W)들에 대한 쓰기 동작이 교번하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 1개의 유효 페이지 데이터(V)에 대한 카피백 동작이 수행된 이후에, 1개의 쓰기 페이지 데이터(W)에 대한 쓰기 동작이 수행되고, 다시 1개의 유효 페이지 데이터(V)에 대한 카피백 동작이 수행된 다음에, 다시 1개의 쓰기 페이지 데이터(W)에 대한 쓰기 동작이 수행되는 것이다. 다만, 도 2a 내지 도 2e에서는 2개의 유효 페이지 데이터(V)들에 대한 카피백 동작이 수행된 이후에, 2개의 쓰기 페이지 데이터(W)들에 대한 쓰기 동작이 수행되는 것으로 도시되어 있다.As described above, in the
구체적으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 제 1 블록(131)의 두 개의 유효 페이지 데이터들(V)을 독출한 후, 상기 유효 페이지 데이터들(V)을 제 3 블록(133)에 기입(즉, FOP로 표시)할 수 있다. 이후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 두 개의 쓰기 페이지 데이터들(W)을 제 4 블록(134)에 기입(즉, SOP로 표시)할 수 있다. 이후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 제 2 블록(132)의 두 개의 유효 페이지 데이터들(V)을 독출한 후, 상기 유효 페이지 데이터들(V)을 제 3 블록(133)에 기입(즉, TOP로 표시)할 수 있다. 이후, 도 2e에 도시된 바와 같이, 낸드 플래시 메모리 장치(120)는 두 개의 쓰기 페이지 데이터들(W)을 제 4 블록(134)에 기입(즉, FFOP로 표시)할 수 있다. 다음, 제 1 및 제 2 블록들(131, 132)은 소거(erase)되어 쓰기 동작 또는 카피백 동작(예를 들어, 가비지 콜렉션 동작)을 위한 빈 블록들이 될 수 있다. 이와 같이, 비휘발성 메모리 시스템(100)은 낸드 플래시 메모리 장치(120)에 카피백 동작을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(122)를 구비하고, 호스트 장치(140)에 낸드 플래시 메모리 장치(120)의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어(142)를 구비하며, 호스트 장치(140)로 하여금 카피백 커맨드(QCBC)들을 큐잉 형태로 낸드 플래시 메모리 장치(120)로 전송함과 동시에 카피백 동작과 쓰기 동작의 처리 비율을 결정하게 함으로써, 카피백 동작이 낸드 플래시 메모리 장치(120) 내부에서만 수행되도록 할 수 있고, 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2B, the NAND
도 3a는 종래의 비휘발성 메모리 시스템에서 쓰기 커맨드에 대한 응답 시간을 나타내는 그래프이고, 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템에서 쓰기 커맨드에 대한 응답 시간을 나타내는 그래프이다.3A is a graph showing a response time for a write command in a conventional nonvolatile memory system, and FIG. 3B is a graph showing a response time for a write command in a nonvolatile memory system according to embodiments of the present invention.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 도 3a 및 도 3b는 쓰기 요청 신호(WRITE REQUEST)에 상응하는 쓰기 커맨드에 대한 응답 시간(RESPONSE TIME)이 종래의 비휘발성 메모리 시스템에 비하여 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)에서 더 안정적임을 보여주고 있다. 다시 말하면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 종래의 비휘발성 메모리 시스템에서는, 쓰기 커맨드에 응답하여 쓰기 동작이 수행됨에 있어서, 쓰기 동작과 카피백 동작(예를 들어, 가비지 콜렉션 동작)이 특정 시점들에 집중되는 경우, 카피백 동작을 수행함에 따른 호스트 장치와 낸드 플래시 메모리 장치 사이의 오버헤드에 의해 소정의 지연이 발생하기 때문에, 그 특정 시점들에서 쓰기 요청 신호(WRITE REQUEST)에 대한 응답 시간(RESPONSE TIME)이 길어지게 된다. 그 결과, 종래의 비휘발성 메모리 시스템에서는 쓰기 요청 신호(WRITE REQUEST)에 대한 응답 시간(RESPONSE TIME)이 불안정적이므로, 종래의 비휘발성 메모리 시스템의 성능은 크게 저하될 수 있다. 반면에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)에서는, 쓰기 커맨드에 응답하여 쓰기 동작이 수행됨에 있어서, 카피백 동작이 낸드 플래시 메모리 장치 내부에서만 수행되고, 큐잉/쓰로틀링 카피백 프로토콜 인터페이스에 의해 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 효율적으로 수행되기 때문에, 모든 시점들에서 쓰기 요청 신호(WRITE REQUEST)에 대한 응답 시간(RESPONSE TIME)이 거의 일정(즉, VAR로 표시)하게 된다. 그 결과, 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)에서는, 쓰기 요청 신호(WRITE REQUEST)에 대한 응답 시간(RESPONSE TIME)이 안정적이므로, 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)의 성능은 크게 향상될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)에서는, 카피백 동작이 소스 페이지에 저장되어 있는 대상 페이지 데이터를 내부의 소정의 버퍼로 독출한 후 목표 페이지에 기입하는 방식으로 수행될 수도 있고, 일부 낸드 플래시 메모리 장치가 제공하는 카피백 동작(예를 들어, 물리 레벨의 카피백 동작)을 이용하는 방식으로 수행될 수도 있으며, 플래시 변환 레이어의 맵핑(mapping)을 변경하는 방식으로 수행될 수도 있다. 그 결과, 상기 카피백 동작이 낸드 플래시 메모리 장치 내부에서만 수행되기 때문에, 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)의 전반적인 성능이 향상되고, 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)의 전력 소모도 감소되며, 낸드 플래시 메모리 장치에의 쓰기 동작이 감소하여 수명이 향상될 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B, FIGS. 3A and 3B illustrate embodiments of the present invention in which a response time for a write command corresponding to a write request signal WRITE REQUEST is higher than that of a conventional nonvolatile memory system. It is shown that it is more stable in the nonvolatile memory system (100, 200, 300). In other words, as shown in FIG. 3A, in a conventional nonvolatile memory system, when a write operation is performed in response to a write command, a write operation and a copyback operation (eg, a garbage collection operation) are specified at specific time points. In this case, since a predetermined delay occurs due to the overhead between the host device and the NAND flash memory device in performing the copyback operation, the response time for the write request signal WRITE REQUEST at the specific time points may be increased. RESPONSE TIME will be longer. As a result, since the response time (RESPONSE TIME) to the write request signal WRITE REQUEST is unstable in the conventional nonvolatile memory system, the performance of the conventional nonvolatile memory system may be greatly degraded. On the other hand, as shown in Figure 3b, in the nonvolatile memory system (100, 200, 300) according to the embodiments of the present invention, in the write operation is performed in response to the write command, the copyback operation is NAND flash The response time for the write request signal (WRITE REQUEST) at all time points is performed only in the memory device, and the copyback operation and the write operation are efficiently performed alternately by the queuing / throttling copyback protocol interface. ) Is almost constant (ie, denoted as VAR). As a result, in the
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템에서 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 수행되는 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템에서 카피백 동작과 쓰기 동작이 교번하여 수행되는 일 예를 나타내는 개념도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an example in which a copyback operation and a write operation are alternately performed in a nonvolatile memory system according to example embodiments. FIG. 5 is a flowchart illustrating a nonvolatile memory system according to example embodiments. A conceptual diagram illustrating an example in which a copyback operation and a writing operation are alternately performed.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템(100, 200, 300)에서, 낸드 플래시 메모리 장치는 호스트 장치로부터 카피백 동작(500)을 수행하기 위한 카피백 커맨드들을 큐잉 형태로 입력받고, 카피백 동작(500)과 쓰기 동작(400)의 처리 비율이 m:n임을 나타내는 카피백 처리 비율 커맨드를 입력받을 수 있다. 이에, 낸드 플래시 메모리 장치는 카피백 커맨드들을 큐잉 형태로 소정의 버퍼에 저장한 후, 카피백 커맨드들을 큐잉 순서에 따라 처리한다. 구체적으로, 낸드 플래시 메모리 장치는 카피백 동작(500)과 쓰기 동작(400)의 처리 비율이 m:n이므로, m개의 페이지 데이터(즉, 대상 페이지 데이터)들에 대한 카피백 동작(500)을 수행(Step S120)한 후, n개의 페이지 데이터(즉, 쓰기 페이지 데이터)들에 대한 쓰기 동작(400)을 수행(Step S140)할 수 있다. 이 때, 낸드 플래시 메모리 장치는 카피백 동작(500)과 쓰기 동작(400)을 계속적으로 수행해야 하는지 여부를 판단(Step S160)하여, 카피백 동작(500)과 쓰기 동작(400)을 계속적으로 수행해야 하면, 상기 단계들(Step S120, Step S140)을 계속적으로 반복할 수 있다. 다만, 이것은 하나의 예시에 불과한 것으로서, 상술한 바와 같이, 낸드 플래시 메모리 장치는 카피백 동작(500)과 쓰기 동작(400)의 처리 비율이 m:n이므로, m개의 페이지 데이터들에 대한 카피백 동작(500)이 수행되는 사이에 n개의 페이지 데이터들에 대한 쓰기 동작을 교번하여 수행할 수도 있다. 한편, 도 4 및 도 5에는 도시하지 않았지만, 낸드 플래시 메모리 장치는, 카피백 동작(500)과 쓰기 동작(400)을 교번하여 수행하는 동안에 호스트 장치로부터 카피백 취소 커맨드가 입력되면, 카피백 동작(500)을 수행하지 않을 수 있다. 나아가, 낸드 플래시 메모리 장치는, 카피백 동작(500)과 쓰기 동작(400)을 교번하여 수행하는 동안에 호스트 장치로부터 카피백 완료 커맨드가 입력되면, 카피백 동작(500)을 우선적으로 수행하여 완료시킬 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이상, 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 시스템에 대해 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다.As shown in FIGS. 4 and 5, in the
본 발명은 낸드 플래시 메모리 장치를 구비하는 비휘발성 메모리 시스템에 다양하게 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 시큐어 디지털 카드(SDCARD), 유니버셜 플래시 스토리지(UFS), 임베디드 멀티미디어 카드(EMMC), CF 카드, 메모리 스틱, XD 픽쳐 카드 등에 적용될 수 있다.The present invention can be variously applied to a nonvolatile memory system having a NAND flash memory device. Accordingly, the present invention can be applied to a solid state drive (SSD), a secure digital card (SDCARD), a universal flash storage (UFS), an embedded multimedia card (EMMC), a CF card, a memory stick, an XD picture card and the like.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that it is possible.
100: 비휘발성 메모리 시스템 120: 낸드 플래시 메모리 장치
122: 제 1 플래시 변환 레이어 140: 호스트 장치
142: 제 2 플래시 변환 레이어 144: 파일 시스템100: nonvolatile memory system 120: NAND flash memory device
122: first flash conversion layer 140: host device
142: second flash conversion layer 144: file system
Claims (9)
상기 카피백 커맨드들에 기초하여 상기 카피백 동작을 수행하되, 상기 처리 비율에 따라 상기 카피백 동작과 상기 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 낸드 플래시 메모리 장치를 포함하고,
상기 처리 비율이 m:n(단, m과 n은 양의 정수)이면, m개의 페이지 데이터들에 대한 상기 카피백 동작이 수행되는 전후에 n개의 페이지 데이터들에 대한 상기 쓰기 동작이 교번하여 수행되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 시스템.A host device that provides copyback commands for performing a copyback operation in a queuing form and provides a copyback processing rate command indicating a processing rate of the copyback operation and a write operation; And
A NAND flash memory device configured to perform the copyback operation based on the copyback commands, and alternately perform the copyback operation and the write operation according to the processing ratio;
If the processing ratio is m: n (where m and n are positive integers), the write operation on n page data is alternately performed before and after the copyback operation on m page data is performed. Non-volatile memory system, characterized in that.
상기 낸드 플래시 메모리 장치는 상기 카피백 동작을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(flash translation layer)를 구비하며,
상기 호스트 장치는 파일 시스템(file system) 및 상기 파일 시스템과 인터액션(interaction)하여 상기 낸드 플래시 메모리 장치의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 시스템.The method of claim 1, wherein the copyback operation is accompanied by a garbage collection operation or a journaling operation,
The NAND flash memory device includes a first flash translation layer that performs the copyback operation.
And the host device includes a file system and a second flash translation layer that interacts with the file system to control an operation of the NAND flash memory device.
The NAND flash memory device of claim 1, wherein when a copyback completion command is input from the host device while the copyback operation and the write operation are alternately performed, the NAND flash memory device preferentially performs the copyback operation. Non-volatile memory system, characterized in that.
상기 카피백 커맨드들에 기초하여 상기 카피백 동작을 수행하되, 상기 처리 비율에 따라 상기 카피백 동작과 상기 쓰기 동작을 교번하여 수행하는 낸드 플래시 메모리 장치를 포함하고,
상기 처리 비율이 m:n(단, m과 n은 양의 정수)이면, m개의 페이지 데이터들에 대한 상기 카피백 동작이 수행되는 사이에 n개의 페이지 데이터들에 대한 상기 쓰기 동작이 교번하여 수행되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 시스템.A host device that provides copyback commands for performing a copyback operation in a queuing form and provides a copyback processing rate command indicating a processing rate of the copyback operation and a write operation; And
A NAND flash memory device configured to perform the copyback operation based on the copyback commands, and alternately perform the copyback operation and the write operation according to the processing ratio;
When the processing ratio is m: n (where m and n are positive integers), the write operation on n page data is alternately performed between the copyback operations on m page data. Non-volatile memory system, characterized in that.
상기 낸드 플래시 메모리 장치는 상기 카피백 동작을 수행하는 제 1 플래시 변환 레이어(flash translation layer)를 구비하며,
상기 호스트 장치는 파일 시스템(file system) 및 상기 파일 시스템과 인터액션(interaction)하여 상기 낸드 플래시 메모리 장치의 동작을 제어하는 제 2 플래시 변환 레이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 시스템.9. The method of claim 8, wherein the copyback operation is accompanied by a garbage collection operation or a journaling operation,
The NAND flash memory device includes a first flash translation layer that performs the copyback operation.
And the host device includes a file system and a second flash translation layer that interacts with the file system to control an operation of the NAND flash memory device.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160299687A1 (en) | 2015-04-13 | 2016-10-13 | SK Hynix Inc. | Controller transmitting output commands and method of operating the same |
CN111949558A (en) * | 2019-05-16 | 2020-11-17 | 北京兆易创新科技股份有限公司 | Garbage data recovery method and device and storage equipment |
US10885995B2 (en) | 2018-11-30 | 2021-01-05 | SK Hynix Inc. | Memory controller, memory system including memory controller, method of operating memory controller |
US11194510B2 (en) | 2017-09-22 | 2021-12-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage device and method of operating the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008530708A (en) | 2005-02-16 | 2008-08-07 | サンディスク コーポレイション | Direct data file storage technology in flash memory |
KR20110004651A (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-14 | 삼성전자주식회사 | Solid state drive device and driving method thereof |
-
2012
- 2012-10-04 KR KR1020120109770A patent/KR101363422B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008530708A (en) | 2005-02-16 | 2008-08-07 | サンディスク コーポレイション | Direct data file storage technology in flash memory |
KR20110004651A (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-14 | 삼성전자주식회사 | Solid state drive device and driving method thereof |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160299687A1 (en) | 2015-04-13 | 2016-10-13 | SK Hynix Inc. | Controller transmitting output commands and method of operating the same |
US10564851B2 (en) | 2015-04-13 | 2020-02-18 | SK Hynix Inc. | Controller transmitting output commands and method of operating the same |
US11194510B2 (en) | 2017-09-22 | 2021-12-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage device and method of operating the same |
US10885995B2 (en) | 2018-11-30 | 2021-01-05 | SK Hynix Inc. | Memory controller, memory system including memory controller, method of operating memory controller |
CN111949558A (en) * | 2019-05-16 | 2020-11-17 | 北京兆易创新科技股份有限公司 | Garbage data recovery method and device and storage equipment |
CN111949558B (en) * | 2019-05-16 | 2023-11-21 | 兆易创新科技集团股份有限公司 | Garbage data recovery method and device and storage equipment |
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