CN102063377A - 存储介质的数据存取管理方法及存储控制器 - Google Patents

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Abstract

存储介质的数据存取管理方法及存储控制器。存储控制器用于管理存储介质的数据存取，包含：存储单元，储存地址映射表，地址映射表用于记录储存在存储介质中的第一数据的至少一物理地址，第一数据的物理地址映射至第一数据的逻辑地址；以及处理单元，耦接于存储单元，当接收到在内部处理存储介质中的至少第一数据的指令时，处理单元处理地址映射表以服务于指令，而不控制存储介质对储存在存储介质中的至少第一数据执行物理存取。本发明的优点之一在于改善了文件碎片整理的性能。

Description

存储介质的数据存取管理方法及存储控制器
技术领域
本发明是有关于存储介质的存取，更具体地，是关于存储介质的数据存取管理方法及存储控制器。
背景技术
通常，碎片文件(fragmented files)的内容分切成数据块(chunk)并储存在存储介质中的多个位置。伴随时间的推进，由于存储介质上的文件的添加、删除与修改，因而产生了碎片(fragmentation)。因此，在文件系统中通常使用碎片整理(defragmentation)技术以减少碎片文件的数目。以硬盘驱动器(hard disk drive)为例，数据存取性能很大程度上取决于磁头的循轨(seeking)性能。若文件的内容可记录在硬盘(hard disk)上的连续储存区域中，则磁头所需的循轨时间可明显缩短，从而相应改善数据存取性能。对于固态盘(Solid-State Disk，SSD)驱动器，存储介质通常包含闪存(flash memory)装置。由于闪存装置具有随机存取的能力，因此，与硬盘驱动器相比，SSD驱动器可以不需要应用文件碎片整理以缩短循轨时间。另外，闪存装置因其固有(inherent)特性而具有有限的使用寿命。由于文件碎片整理通常需要数据移动的操作，因此，在文件碎片整理进程中需对闪存装置进行多次读写操作，这将缩短存储介质的使用寿命。然而，在闪存的使用寿命不受影响的情形下，应用于SSD驱动器以使多个文件的内容储存在连续储存区域中的文件碎片整理有可能具有某些优点。例如，简化了所需的文件管理效应并相应提高了数据存取速率；另外，改善了将被占用储存区域释放为空白区域的性能。
因此，需要一种数据处理机制，实现存储介质的高效碎片整理/数据存取。
发明内容
有鉴于此，本发明提供至少一种存储介质的数据存取管理方法及存储控制器。
本发明一种存储介质的数据存取管理方法，包含：建立地址映射表，用于记录储存在该存储介质中的第一数据的至少一物理地址，其中，该第一数据的该物理地址映射至该第一数据的逻辑地址；以及当接收到在内部处理储存在该存储介质中的至少该第一数据的指令时，处理该地址映射表以服务于该指令，而对储存在该存储介质中的至少该第一数据不执行物理存取。
本发明另提供一种存储介质的数据存取管理方法，包含：建立地址映射表，用于记录映射至逻辑地址的特定数据模式；以及当接收到从该存储介质中读取由该逻辑地址做寻址的数据的指令时，输出记录在该地址映射表中的该特定数据模式，以响应该指令，而对该存储介质不执行物理存取。
本发明另提供一种存储介质的数据存取管理方法，包含：提供地址映射表；以及当接收到将由逻辑地址所寻址的特定数据模式写入该存储介质的指令时，在该地址映射表中记录映射至该逻辑地址的该特定数据模式，以响应该指令，而对该存储介质不执行物理存取。
本发明另提供一种存储控制器，用于管理存储介质的数据存取，该存储控制器包含：存储单元，储存地址映射表，该地址映射表用于记录储存在该存储介质中的第一数据的至少一物理地址，其中，该第一数据的该物理地址映射至该第一数据的逻辑地址；以及处理单元，耦接于该存储单元，其中，当接收到在内部处理该存储介质中的至少该第一数据的指令时，该处理单元处理该地址映射表以服务于该指令，而不控制该存储介质执行对储存在该存储介质中的至少该第一数据的物理存取。
本发明另提供一种存储控制器，用于管理存储介质的数据存取，该存储控制器包含：存储单元，储存地址映射表，该地址映射表用于记录映射至逻辑地址的特定数据模式；以及处理单元，耦接于该存储单元，其中，当接收到从该存储介质中读取由该逻辑地址所寻址的数据的指令时，该处理单元输出记录在该地址映射表中的该特定数据模式，以响应该指令，而不控制该存储介质执行对储存在该存储介质中的数据的物理存取。
本发明另提供一种存储控制器，用于管理存储介质的数据存取，该存储控制器包含：存储单元，储存地址映射表；以及处理单元，耦接于该存储单元，其中，当接收到将由逻辑地址所寻址的特定数据模式写入该存储介质的指令时，该处理单元经由操作设置该地址映射表，用于记录映射至该逻辑地址的该特定数据模式，以响应该指令，而不控制该存储介质执行对由该逻辑地址所寻址的该特定数据模式的物理存取。
本发明所提供的至少一种存储介质的数据存取管理方法及存储控制器，其优点之一在于在存储介质的使用寿命免受不利影响的条件下，改善了文件碎片整理的性能。
以下是根据多个图式对本发明的较佳实施例进行详细描述，本领域所属领域技术人员阅读后应可明确了解本发明的目的。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的存储控制器的示意图。
图2为地址映射表的一个较佳实施例。
图3为更新后的地址映射表的示意图。
图4为另一个更新后的地址映射表的示意图。
图5为传统ATA指令、新的非数据指令及新的PIO/DMA数据输出指令的比较示意图。
图6为根据本发明另一实施例的位置映射表MT的示意图。
图7为根据本发明一实施例服务于主机产生的读取指令的流程图。
图8为当存储控制器接收到读取指令时处理单元的内部数据流的示意图。
图9为根据本发明一实施例的服务于由主机产生的写入指令的流程图。
图10为当存储控制器接收到写入指令时处理单元的内部数据流的示意图。
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，所属领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电性连接至该第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然该描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。
本发明所提供至少一种存储介质的数据存取管理方法及存储控制器，使用地址映射表(address mapping table)来管理存储介质的数据存取，而对存储介质不执行物理存取，其中，映射表可例如闪存转换层(Flash Translation Layer，FTL)映射表，存储介质可例如固态盘或硬盘。地址映射表可用于记录主机(host)所使用的逻辑地址与存储装置所使用的物理地址之间的映射关系。例如，对于SSD应用，可使用FTL映射表将主机产生的逻辑块地址(Logical Block Address，LBA)转换为SSD驱动器实际使用的物理块地址(Physical Block Address，PBA)。本发明的主题思想在于通过处理地址映射表来服务于(serve)主机发出的指令，而对存储装置的存储介质不执行物理存取(读或写)。以此方式，碎片整理的性能得以大幅改善。详细描述请参见下文。
图1为根据本发明一实施例的存储控制器100的示意图。存储控制器100耦接于主机101与存储介质102之间，并用于根据主机101所发出的指令CMD管理存储介质102的数据存取。在该实施例中，存储控制器100包含处理单元110与存储单元120，其中，存储单元120耦接于处理单元110。处理单元110可使用硬件、软件或二者的任意组合来实现。举例而言，处理单元110可包含处理器，用于执行固件代码以实现预定功能。存储单元120可使用存储器装置(例如，动态随机存取存储器)来实施，用于对地址映射表MT(例如，FTL映射表)进行缓冲。
在大多数储存应用中，存储装置可包含存储控制器。例如，在图1所示的实施例中，存储控制器100与存储介质102均整合在存储装置130中。在存储装置130为硬盘驱动器的情形下，存储介质102可为硬盘。在存储装置130为SSD驱动器的情形下，存储介质102可由闪存装置组成。请注意，此处仅用于说明目的，本发明并不以此为限。在另一种设计中，存储控制器100也可置于存储装置130的外部，存储介质102仍包含在存储装置130的内部。换言之，存储介质102置于存储装置130之内，而存储控制器置于存储装置130之外。相同或类似硬件配置均落入本发明的范围之内。
在存储控制器100的一个运行脚本(operational scenario)中，地址映射表MT记录储存在存储介质102中的数据的至少一个物理地址，其中，该物理地址映射至该数据的逻辑地址，以及当处理单元110接收到在内部处理(也就是，在存储控制器100与主机101之间没有数据传输来响应指令CMD)储存在存储介质102中的至少该数据的指令CMD时，处理单元110不需要控制存储介质102执行对储存在存储介质102中的至少该数据的物理存取，即可服务于指令CMD。
请参照图2，图2为地址映射表的一个较佳实施例。如图2所示，LBA“35”映射至PBA“3”，LBA“36”映射至PBA“4”，LBA“89”映射至PBA“39”，以及LBA“90”映射至PBA“44”。另外，由PBA“3”、PBA“4”、PBA“39”及PBA“44”所寻址的存储介质102的物理块储存有数据，因此，地址映射表MT进一步为逻辑地址与物理地址之间的映射关系记录块状态，用以指示由相应物理地址所寻址的物理块为一已使用的块。
在一种情形下，指令CMD为根据本发明一实施例所提出的内部数据交换指令，用于交换储存在存储介质102中的第一数据与第二数据，处理单元110通过更新地址映射表MT以服务于指令CMD。例如，处理单元110交换第一数据已记录的物理地址与第二数据已记录的物理地址，其中，第一数据已记录的物理地址映射至第一数据的逻辑地址，第二数据已记录的物理地址映射至第二数据的逻辑地址。以此方式，更新后的地址映射表记录映射至第二数据的逻辑地址的第一数据的物理地址，以及映射至第一数据的逻辑地址的第二数据的物理地址。例如，指令CMD预定用于交换储存在LBA“35”与LBA“90”中的数据，以及交换储存在LBA“36”与LBA“89”中的数据。处理单元110通过将LBA“35”、LBA“36”、LBA“89”与LBA“90”分别映射至PBA“44”、PBA“39”、PBA“4”与PBA“3”来服务于指令CMD。更新后的地址映射表MT如图3所示。
在另一种情形下，指令CMD为具有自动清除(auto-free)功能的内部数据移动指令，用于将储存在存储介质102的物理地址中的第一数据移动至存储介质102中的特定物理地址，从而释放由物理地址所寻址的物理块。处理单元110通过更新地址映射表MT来服务于指令CMD。例如，处理单元110将映射至第一数据的逻辑地址的第一数据的物理地址替换为特定物理地址，然后修改物理块的块状态以指示物理块为空白块。以此方式，更新后的地址映射表记录映射至第一数据的逻辑地址的特定物理地址。例如，指令CMD预定用于交换储存在LBA“35”与LBA“90”中的数据，以及交换储存在LBA“36”与LBA“89”中的数据，并释放交换前对应于LBA“35”与LBA“36”的物理块。处理单元110通过将LBA“35”、LBA“36”、LBA“89”与LBA“90”分别映射至PBA“44”、PBA“39”、PBA“4”与PBA“3”，并修改由PBA“3”和PBA“4”所寻址的物理块的块状态以指示这些物理块现在为空白块，来服务于指令CMD。更新后的地址映射表MT如图4所示。
为支持上述内部数据移动指令(也就是，如图5所示的多个新的非数据指令)，本发明提出一种与传统高级技术附件(Advanced Technology Attachment，ATA)指令协议不同的一种新的指令协议。这种新的非数据指令包含某些参数，如初始LBA、移动计数器(Count)、移动类型(Type)及指令代码。初始LBA用于替代传统的Read DMA(Direct Memory Access，中文为“直接存储器存取”)指令，并指定源块(source block)的LBA。目标LBA用于替代传统的Write DMA指令，并指定目标块的LBA。移动计数器定义待内部移动的块的数目。移动类型指定该指令为内部数据交换指令(例如，Type＝0)或具有自动清除功能的数据移动指令(例如，Type＝1)。另外，在一种较佳的设计方式中，指令代码定义为IDM-1。因此，在新的指令协议下的典型的序列ATA(Serial ATA)协议追踪(protocol trace)如下。在下文中，“H2D”为“主机至装置(Host to Device)”的缩写，“D2H”为“装置至主机(Device to Host)”的缩写，以及“FIS”为“框架信息结构(Frame Information Structure)”的缩写。
-移动第一数据块
H2D寄存器FIS(IDM-1，Count＝1，Type＝1，初始LBA＝90，目标LBA＝35)
D2H寄存器FIS(返回指令状态)
-移动第二数据块
H2D寄存器FIS(IDM-1，Count＝1，Type＝0，初始LBA＝90，目标LBA＝35)
D2H寄存器FIS(返回指令状态)
请注意，上述具有自动清除功能的内部数据移动指令会将物理块释放为空白块；然而，处理地址映射表以服务于数据移动指令而不改变块状态的作法，由于也是通过处理地址映射表而对存储介质不执行物理存取来服务于指令的，因此仍符合本发明的精神。例如，在另一种设计中，指令CMD为内部数据移动指令，用于将储存在存储介质102的物理地址中的第一数据移动至存储介质102的特定物理地址，以及处理单元110通过更新地址映射表MT来服务于指令CMD，其中，处理单元110通过将映射至第一数据的逻辑地址的第一数据已记录的物理地址替换为特定物理地址来更新地址映射表MT。以此方式，更新后的地址映射表记录映射至第一数据的逻辑地址的特定物理地址。这也落入本发明的范围。
对于上述内部数据移动指令，单一数据移动或数据交换是通过处理地址映射表MT来完成的，对存储介质102不执行物理存取。为简化指令处理，在上述新的非数据指令的基础上，本发明进一步提出了根据一个较佳实施例的一种新的可编程输入/输出(Programming Input/Output，PIO)/DMA数据输出指令，该指令由指令代码IDM-2来指定。例如，指令CMD为具有多个指令集的单一指令，该多个指令集经由该单一指令的有效负荷(payload)数据进行传送，以及处理单元110通过查找经由单一指令CMD传送的该多个指令集来服务于单一指令CMD，以用于后续更新地址映射表MT，从而响应单一指令CMD。因此，在新的指令协议下的较佳的SATA协议追踪如下。
-移动第一数据块与第二数据块
H2D寄存器FIS(IDM-2，设置Number＝2)
H2D数据FIS
设置1，Count＝1，Type＝1，初始LBA＝90，目标LBA＝35
设置2，Count＝1，Type＝0，初始LBA＝89，目标LBA＝36
D2H寄存器FIS(返回指令状态)
清楚起见，请参照图5。图5为传统ATA指令、新的非数据指令及新的PIO/DMA数据输出指令的比较示意图。本领域技术人员能够轻易了解传统ATA指令的运行，因此，简洁起见，此处不再赘述。如图5所示，通过使用根据本发明一实施例的新的指令协议执行文件碎片整理不需要对存储介质执行物理存取。因此，当主机(例如SSD驱动器)使用新的指令协议来执行文件碎片整理时，存储介质的原始使用寿命不会受到不利影响；另外，由于在存储介质102与主机101之间不存在数据的物理传输，因此，文件碎片整理性能可通过新的指令协议得以大幅改善。
请注意，如图5所示的Read DMA指令、Write DMA指令及Trim指令在ATA规格书中进行了定义。例如，Read DMA指令允许主机101使用DMA数据传输协议从存储介质102中读取数据；Write DMA指令允许主机101使用DMA数据传输协议将数据写入存储介质102；以及Trim指令允许主机101释放存储介质102不再使用的数据块，如删除文件后或移动文件后所留下的数据块。本领域技术人员能够轻易理解这些传统的ATA指令，因此，简洁起见，此处不再赘述。
除记录逻辑地址与物理地址之间的映射关系之外，根据本发明一较佳实施例的地址映射表MT可记录映射至逻辑地址的特定数据模式(data pattern)(例如，常数数据模式)。请参照图6，图6为根据本发明另一实施例的位置映射表MT的示意图。如图6所示，LBA“35”映射至PBA“3”，LBA“36”映射至PBA“4”，LBA“88”映射至特定数据模式“00”而非PBA，以及LBA“90”映射至另一特定数据模式“FF”而非PBA。在一个较佳设计中，地址映射表MT储存特定数据模式的单一副本(copy)，以及对应于特定数据模式的任意LBA映射至特定数据模式的单一副本。如图6所示，LBA“88”与LBA“89”均映射至特定数据模式“00”的相同副本。以此方式，地址映射表MT的尺寸可减小，以及存储单元120的容量需求得以降低。在另外一种设计中，相同特定数据模式的多个副本记录在地址映射表MT中，其中，特定数据模式的每个副本映射至对应特定数据模式的LBA。如图6所示，LBA“88”与LBA“89”可配置为映射至相同特定数据模式“00”的不同副本。
请联合参照图1与图6。当由主机101所发出的指令CMD(例如，读取指令)用于从存储介质102中读取由LBA“88”、LBA“89”与LBA“90”中的一者所寻址的数据时，处理单元110输出记录在地址映射表MT中的相应的特定数据模式，即“00”或“FF”，以响应指令CMD，而不控制存储介质102以执行对储存在存储介质102中的数据的物理存取。另一方面，当由主机101发出的指令CMD(例如，读取指令)用于从存储介质102中读取由LBA“35”与LBA“36”中的一者所寻址的数据时，处理单元110查找地址映射表MT以搜寻被映射的PBA并控制存储介质102输出储存在物理块中的数据，其中，物理块由从地址映射表MT中获取的PBA所寻址。
请联合参照图7与图8。图7为根据本发明一实施例服务于主机产生的读取指令的流程图。图8为当存储控制器100接收到读取指令时处理单元110的内部数据流的示意图。图7所示流程图包含以下步骤：
步骤702：接收来自主机的读取指令。
步骤704：检查地址映射表以查看读取指令所需数据的逻辑地址是否映射至特定数据模式(例如，“00”或“FF”)。若是，则至步骤706；否则，则跳转至步骤708。
步骤706：将地址映射表中记录的特定数据模式直接发送至主机。
步骤708：从存储介质中读取所需数据，并将从存储介质中读取的所需数据发送至主机。
如图8所示，处理单元110选择性地将从地址映射表中导出的特定数据模式(例如，常数数据模式)或从存储介质102中读取的数据输出至主机101，其中，地址映射表在存储单元120中进行缓冲。本领域技术人员在阅读上述说明后当可轻易理解图7所示流程图中每个步骤的操作，因此，简洁起见，此处不再赘述。
特定数据模式可在特殊的时序中进行检测，然后更新地址映射表MT以记录逻辑地址与检测到的特定数据模式之间的每个映射关系。请注意，当逻辑地址与检测到的特定数据模式之间的映射关系记录在地址映射表MT中之后，用于储存检测到的特定数据模式的存储介质102可被释放为空白空间。在第一种设计中，当在接收到从存储介质102中读取由逻辑地址所寻址的数据的指令之前，先接收到格式化对应该逻辑地址的存储介质102的物理块的指令时，处理单元110进一步设置地址映射表MT，用以将该逻辑地址映射至特定数据模式，如“00”或“FF”。在第二种设计中，当在接收到从存储介质102中读取由逻辑地址所寻址的数据的指令之前，先接收到释放对应该逻辑地址的存储介质102的物理块的指令(例如，ATA Trim指令)时，处理单元110进一步设置地址映射表MT，用以将逻辑地址映射至特定数据模式。在第三种设计中，当在接收到从存储介质102中读取由逻辑地址所寻址的数据的指令之前，先接收到将由逻辑地址所寻址的特定数据模式写入存储介质102的指令时，处理单元110进一步设置地址映射表MT，用于将逻辑地址映射至特定数据模式。在第四种设计中，当在接收到从存储介质102中读取由逻辑地址所寻址的数据的指令之前，先接收到从存储介质102中读取由逻辑地址所寻址的特定数据模式的指令时，处理单元110进一步设置地址映射表MT，用于将逻辑地址映射至地址映射表MT中的特定数据模式。在第五种设计中，当在接收到从存储介质102中读取由逻辑地址所寻址的数据的指令之前，处理单元110进一步检测存储介质102是否包含已储存的特定数据模式。若处理单元110检测到存储介质102包含已储存的特定数据模式，处理单元110进一步设置地址映射表MT，用于将逻辑地址映射至特定数据模式。特定数据模式的检测可在存储装置的后台处理(backgroundprocess)期间执行，如垃圾收集(garbage collection)进程、损耗均衡(wear-leveling)进程或错误检测(error detection)进程。
对于数据记录操作，当处理单元110接收到指令CMD(例如，写入指令)，用于将由逻辑地址所寻址的特定数据模式(例如“00”或“FF”)写入存储介质102时，处理单元110设置地址映射表MT，用于记录映射至逻辑地址的特定数据模式，以响应指令CMD，而不控制存储介质102执行对内容为特定数据模式的数据的物理存取。例如，当写入指令用于将由LBA“88”所寻址的特定数据模式“00”写入存储介质102中时，处理单元110设置将地址映射表MT中的LBA“88”映射至特定数据模式“00”，如图6所示。
请联合参照图9与图10，图9为根据本发明一实施例的服务于由主机产生的写入指令的流程图。图10为当存储控制器100接收到写入指令时处理单元110的内部数据流的示意图。图9所示的流程图包含下述步骤：
步骤902：接收来自主机的写入指令。
步骤904：检查待记录的数据是否为特定数据模式(例如，“00”或“FF”)。若是，则至步骤906；否则，则跳转至步骤908。
步骤906：使地址映射表记录映射至逻辑地址的特定数据模式，以响应写入指令，而对内容为特定数据模式的数据不执行物理写入存储介质的操作。
步骤908：将内容不是特定数据模式的数据写入存储介质。
如图10所示，处理单元110配备有数据检测功能，用于检查待记录的数据是否为特定数据模式。当未检测到特定数据模式时，处理单元110允许从主机101接收的数据记录入存储介质102，并当检测到从主机101接收到的数据包含特定数据模式时，改变储存在存储单元120中的地址映射表。本领域技术人员在阅读上述说明后能够轻易理解图9所示流程图中所包含的每个步骤的操作，因此，简洁起见，此处不再赘述。
为减少数据量(data amount)，处理单元110可使用数据压缩(data compression)技术。例如，当接收到来自主机101的写入指令时，处理单元110检查从主机101接收到的数据是否能够被压缩。若是，则处理单元110压缩接收到的数据，然后将压缩后的数据写入存储介质102；否则，处理单元110直接将接收到的数据写入存储介质102中。另外，地址映射表MT可配置用于进一步记录储存在存储介质102中的压缩后的数据的地址信息。对于数据读取操作，因此，处理单元110使用数据解压缩(data decompression)技术，通过对压缩后的数据进行解压缩以恢复(recover)原来的数据。例如，当接收到来自主机101的读取指令时，处理单元110检查地址映射表MT以查看所需数据是否需要解压缩。若是，则处理单元110对数据进行解压缩，然后将解压缩后的数据输出至主机101；否则，处理单元110直接将所需数据输出至主机101。
此外，由于位于存储介质102中的页文件(page file)/交换文件(swap file)的内容被频繁修改，并且存储介质102中的空白区域不包含已储存的有效数据，因此，不需要对页文件/交换文件与空白区域执行文件碎片整理。若存储控制器100被告知页文件/交换文件与空白区域的地址范围，则文件碎片整理的性能可以得到改善。另外，对标识的页文件/交换文件所执行的垃圾收集可省略或简化，并且标识的空白区域可被存储控制器100用作其它用途。因此，本发明的实施例提出一种新的指令，用于将页文件的地址范围告知存储控制器100，并提出另一种新的指令，用于将空白区域的地址范围告知存储控制器100。举例而言，较佳的SATA协议追踪如下。
-页文件区域
H2D寄存器FIS(页文件区域，起始LBA＝90，结束LBA＝100)
D2H寄存器FIS(返回指令状态)
-空白区域
H2D寄存器FIS(空白区域，起始LBA＝90，结束LBA＝100)
D2H寄存器FIS(返回指令状态)
上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何所属领域技术人员可依据本发明的精神轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求为准。

Claims (28)

1.一种存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，包含：
建立地址映射表，用于记录储存在所述存储介质中的第一数据的至少一物理地址，其中，所述第一数据的所述物理地址映射至所述第一数据的逻辑地址；以及
当接收到在内部处理储存在所述存储介质中的至少所述第一数据的指令时，处理所述地址映射表以服务于所述指令，而对储存在所述存储介质中的至少所述第一数据不执行物理存取。
2.如权利要求1所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，所述地址映射表进一步记录储存在所述存储介质中的第二数据的物理地址，其中，所述第二数据的所述物理地址映射至所述第二数据的逻辑地址；所述指令用于交换储存在所述存储介质中的所述第一数据与所述第二数据；以及处理所述地址映射表以服务于所述指令的步骤包含：
通过交换已记录的所述第一数据已记录的所述物理地址与所述第二数据已记录的所述物理地址，更新所述地址映射表；
其中，更新后的所述地址映射表记录映射至所述第二数据的所述逻辑地址的所述第一数据的所述物理地址，以及映射至所述第一数据的所述逻辑地址的所述第二数据的所述物理地址。
3.如权利要求1所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，所述指令用于将储存在所述存储介质的所述物理地址中的所述第一数据移动至所述存储介质的特定地址，以及处理所述地址映射表以服务于所述指令的步骤包含：
通过将所述第一数据已记录的所述物理地址替换为所述特定物理地址，更新所述地址映射表；
其中，更新后的地址映射表记录映射至所述第一数据的所述逻辑地址的所述特定物理地址。
4.如权利要求1所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，所述地址映射表进一步记录块状态，所述块状态指示由所述第一数据的所述物理地址所寻址的物理块为已使用的块；所述指令用于将储存在所述存储介质的所述物理地址中的所述第一数据移动至所述存储介质的特定物理地址，并释放由所述物理地址所寻址的所述物理块，以及处理所述地址映射表以服务于所述指令的步骤包含：
通过将所述第一数据的所述物理地址替换为所述特定物理地址，更新所述地址映射表，并修改所述物理块的所述块状态以指示所述物理块为空白块；
其中，更新后的所述地址映射表记录映射至所述第一数据的所述逻辑地址的所述特定物理地址。
5.如权利要求1所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，所述指令为具有多个指令集的单一指令，所述多个指令集经由所述单一指令的有效负荷数据进行传送；以及处理所述地址映射表以服务于所述指令的步骤包含：
查找经由所述单一指令传送的所述多个指令集，用于后续更新所述地址映射表，以响应所述单一指令。
6.一种存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，包含：
建立地址映射表，用于记录映射至逻辑地址的特定数据模式；以及
当接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址做寻址的数据的指令时，输出记录在所述地址映射表中的所述特定数据模式，以响应所述指令，而不执行对所述存储介质的物理存取。
7.如权利要求6所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，建立所述地址映射表的步骤包含：
当接收到格式化对应所述逻辑地址的所述存储介质的物理块的指令时，将所述逻辑地址映射至所述地址映射表中的所述特定数据模式。
8.如权利要求6所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，建立所述地址映射表的步骤包含：
当接收到释放对应于所述逻辑地址的所述存储介质的物理块的指令时，将所述逻辑地址映射至所述地址映射表中的所述特定数据模式。
9.如权利要求6所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，建立所述地址映射表的步骤包含：
当接收到将由所述逻辑地址所寻址的所述特定数据模式写入所述存储介质中的指令时，将所述逻辑地址映射至所述地址映射表中的所述特定数据模式。
10.如权利要求6所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，建立所述地址映射表的步骤包含：
当接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的所述特定数据模式的指令时，将所述逻辑地址映射至所述地址映射表中的所述特定数据模式。
11.如权利要求6所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，建立所述地址映射表的步骤包含：
检测所述存储介质是否包含已储存的所述特定数据模式；以及
当检测到所述存储介质包含已储存的所述特定数据模式时，将所述逻辑地址映射至所述地址映射表中的所述特定数据模式。
12.如权利要求11所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，检测所述存储介质是否包含已储存的所述特定数据模式的步骤在所述存储介质的后台处理期间执行。
13.如权利要求12所述的存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，所述后台处理为垃圾收集进程、损耗均衡进程或错误检测进程。
14.一种存储介质的数据存取管理方法，其特征在于，包含：
提供地址映射表；以及
当接收到将由逻辑地址所寻址的特定数据模式写入所述存储介质的指令时，在所述地址映射表中记录映射至所述逻辑地址的所述特定数据模式，以响应所述指令，而不执行对所述存储介质的物理存取。
15.一种存储控制器，用于管理存储介质的数据存取，其特征在于，所述存储控制器包含：
存储单元，储存地址映射表，所述地址映射表用于记录储存在所述存储介质中的第一数据的至少一物理地址，其中，所述第一数据的所述物理地址映射至所述第一数据的逻辑地址；以及
处理单元，耦接于所述存储单元，其中，当接收到在内部处理所述存储介质中的至少所述第一数据的指令时，所述处理单元处理所述地址映射表以服务于所述指令，而不控制所述存储介质执行对储存在所述存储介质中的至少所述第一数据的物理存取。
16.如权利要求15所述的存储控制器，其特征在于，所述地址映射表进一步记录储存在所述存储介质中的第二数据的物理地址，其中，所述第二数据的所述物理地址映射至所述第二数据的逻辑地址；所述指令用于交换储存在所述存储介质中的所述第一数据与所述第二数据；以及所述处理单元通过交换所述第一数据已记录的所述物理地址与所述第二数据已记录的所述物理地址，经由操作更新所述地址映射表，其中，储存在所述存储单元中的更新后的所述地址映射表记录映射至所述第二数据的所述逻辑地址的所述第一数据的所述物理地址，及映射至所述第一数据的所述逻辑地址的所述第二数据的所述物理地址。
17.如权利要求15所述的存储控制器，其特征在于，所述指令用于将储存在所述存储介质的所述物理地址中的所述第一数据移动至所述存储介质的特定地址；以及处理单元通过将所述第一数据已记录的所述物理地址替换为所述特定物理地址，经由操作更新所述地址映射表，其中，储存在所述存储单元中的更新后的所述地址映射表记录映射至所述第一数据的所述逻辑地址的所述特定物理地址。
18.如权利要求15所述的存储控制器，其特征在于，所述地址映射表进一步记录块状态，所述块状态指示由所述第一数据的所述物理地址所寻址的物理块为已使用的块；所述指令用于将储存在所述存储介质的所述物理地址中的所述第一数据移动至所述存储介质的特定物理地址，并释放由所述物理地址所寻址的所述物理块；以及所述处理单元通过将所述第一数据的所述物理地址替换为所述特定物理地址，经由操作更新所述地址映射表，并修改所述物理块的所述块状态以指示所述物理块为空白块，其中，更新后的所述地址映射表记录映射至所述第一数据的所述逻辑地址的所述特定物理地址。
19.如权利要求15所述的存储控制器，其特征在于，所述指令为具有多个指令集的单一指令，所述多个指令集经由所述单一指令的有效负荷数据进行传送；以及所述处理单元查找经由所述单一指令传送的所述多个指令集，用于后续更新所述地址映射表，以响应所述单一指令。
20.一种存储控制器，用于管理存储介质的数据存取，其特征在于，所述存储控制器包含：
存储单元，储存地址映射表，所述地址映射表用于记录映射至逻辑地址的特定数据模式；以及
处理单元，耦接于所述存储单元，其中，当接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的数据的指令时，所述处理单元输出记录在所述地址映射表中的所述特定数据模式，以响应所述指令，而不控制所述存储介质执行对储存在所述存储介质中的数据的物理存取。
21.如权利要求20所述的存储控制器，其特征在于，当在接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的数据的所述指令之前，先接收到格式化对应所述逻辑地址的所述存储介质的物理块的指令时，所述处理单元经由操作设置所述地址映射表，用以将所述逻辑地址映射至所述特定数据模式。
22.如权利要求20所述的存储控制器，其特征在于，当在接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的数据的所述指令之前，先接收到释放对应于所述逻辑地址的所述存储介质的物理块的指令时，所述处理单元经由操作设置所述地址映射表，用以将所述逻辑地址映射至所述特定数据模式。
23.如权利要求20所述的存储控制器，其特征在于，当在接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的数据的所述指令之前，先接收到将由所述逻辑地址所寻址的所述特定数据模式写入所述存储介质的指令时，所述处理单元经由操作设置所述地址映射表，用以将所述逻辑地址映射至所述特定数据模式。
24.如权利要求20所述的存储控制器，其特征在于，当在接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的数据的所述指令之前，先接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的所述特定数据模式的指令时，所述处理单元经由操作设置所述地址映射表，用以将所述逻辑地址映射至所述特定数据模式。
25.如权利要求20所述的存储控制器，其特征在于，当在接收到从所述存储介质中读取由所述逻辑地址所寻址的数据的所述指令之前，所述处理单元经由操作检测所述存储介质是否包含已储存的所述特定数据模式，其中，当检测到所述存储介质包含已储存的所述特定数据模式时，所述处理单元经由操作设置所述地址映射表，用以将所述逻辑地址映射至所述特定数据模式。
26.如权利要求25所述的存储控制器，其特征在于，所述处理单元于所述存储介质的后台处理期间检测所述存储介质是否包含已储存的所述特定数据模式。
27.如权利要求26所述的存储控制器，其特征在于，所述后台处理处理为垃圾收集进程、损耗均衡进程或错误检测进程。
28.一种存储控制器，用于管理存储介质的数据存取，其特征在于，所述存储控制器包含：
存储单元，储存地址映射表；以及
处理单元，耦接于所述存储单元，其中，当接收到将由逻辑地址所寻址的特定数据模式写入所述存储介质的指令时，所述处理单元经由操作设置所述地址映射表，用于记录映射至所述逻辑地址的所述特定数据模式，以响应所述指令，而不控制所述存储介质执行对由所述逻辑地址所寻址的所述特定数据模式的物理存取。
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