CN115079928A - 跳跃式资料清除方法与资料储存系统 - Google Patents

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Abstract

一种跳跃式资料清除方法与资料储存系统。所述方法包括：从主机系统接收资料清除指令，其中所述资料清除指令用以清除属于目标逻辑范围内的资料；以及响应于所述资料清除指令，执行跳跃式资料清除操作。所述跳跃式资料清除操作包括将预设资料写入至所述目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。

Description

跳跃式资料清除方法与资料储存系统
技术领域
本发明是有关于一种资料清除技术，且特别是有关于一种跳跃式资料清除方法与资料储存系统。
背景技术
一般来说，储存于存储器装置中的资料可经由多种方式清除。例如，最常见且最快速的资料清除方式是藉由修改或清除特定逻辑区块位址与实体区块位址之间的映射关系。但是，这种资料清除方式并没有真正将资料清除，实务上存在安全性风险。或者，也可以藉由下达全盘清除指令或指定逻辑范围的清除指令给存储器装置，使存储器装置对全盘或在指定的逻辑范围内执行乱数资料的覆写，以达到实际清除资料的效果。
但是，无论是全盘清除或指定逻辑范围内的资料清除，存储器装置预设都是执行循序写入(sequential write)。实务上，这种大范围的循序写入，容易使得存储器装置内部预设优先使用的快取区被快速用尽，从而导致存储器装置在中后期的资料清除速度大幅下降。
发明内容
本发明提供一种跳跃式资料清除方法与资料储存系统，可提高存储器装置的资料清除效率。
本发明的实施例提供一种跳跃式资料清除方法，其用于存储器装置。所述跳跃式资料清除方法包括：从主机系统接收资料清除指令，其中所述资料清除指令用以清除属于目标逻辑范围内的资料；以及响应于所述资料清除指令，执行跳跃式资料清除操作。所述跳跃式资料清除操作包括将预设资料写入至所述目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。
本发明的实施例另提供一种资料储存系统，其包括主机系统与存储器装置。所述存储器装置耦接至所述主机系统。所述主机系统用以传送资料清除指令至所述存储器装置。所述资料清除指令用以清除属于目标逻辑范围内的资料。响应于所述资料清除指令，所述存储器装置用以执行跳跃式资料清除操作。所述跳跃式资料清除操作包括将预设资料写入至所述目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。
基于上述，在从主机系统接收对应于目标逻辑范围的资料清除指令后，存储器装置可自动执行跳跃式资料清除操作。特别是，所述跳跃式资料清除操作包括将预设资料写入至所述目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。藉此，可有效提高存储器装置的资料清除效率。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例所绘示的资料储存系统的示意图。
图2是根据本发明的一实施例所绘示的管理存储器模块的示意图。
图3是根据本发明的一实施例所绘示的资料清除指令所指示清除的逻辑区块位址的示意图。
图4是根据本发明的一实施例所绘示的跳跃式资料清除操作的示意图。
图5是根据本发明的一实施例所绘示的跳跃式资料清除方法的流程图。
其中：
10:资料储存系统；
11:主机系统；
12:存储器装置；
121:连接接口；
122:存储器模块；
123:存储器控制器；
210:储存区；
220:闲置区；
201(1)～201(B):实体单元；
202(1)～202(C):逻辑单元；
S501、S502:步骤。
具体实施方式
图1是根据本发明的一实施例所绘示的资料储存系统的示意图。请参照图1，资料储存系统10包括主机系统11与存储器装置12。主机系统11可为任意型态的电脑系统。例如。主机系统11可为笔记型电脑、桌上型电脑、智能型手机、平板电脑或工业电脑等。存储器装置12耦接至主机系统11并用以储存来自主机系统11的资料。例如，存储器装置12可包括固态硬盘、随身U盘或其他类型的非挥发性存储器储存装置。
主机系统11可经由序列先进附件(Serial Advanced Technology Attachment,SATA)接口、高速周边零件连接接口(Peripheral Component Interconnect Express,PCIExpress)、通用序列总线(Universal Serial Bus,USB)或其他类型的连接接口电性连接至存储器装置12。因此，主机系统11可将资料储存至存储器装置12及/或从存储器装置12读取资料。
存储器装置12可包括连接接口121、存储器模块122及存储器控制器123。连接接口121用以将存储器装置12连接至主机系统11。例如，连接接口121可支援SATA、PCI Express或USB等连接接口标准。存储器装置12可经由连接接口121与主机系统11通信。在一实施例中，连接接口121也支援NVM Express(NVMe)标准。
存储器模块122用以储存资料。存储器模块122可包括可复写式非挥发性存储器模块。存储器模块122包括记忆胞阵列。例如，存储器模块122可包括单阶记忆胞(SingleLevel Cell,SLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个记忆胞可储存1个位元的快闪存储器模块)、多阶记忆胞(Multi Level Cell,MLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个记忆胞可储存2个位元的快闪存储器模块)、三阶记忆胞(Triple Level Cell,TLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个记忆胞可储存3个位元的快闪存储器模块)、四阶记忆胞(Quad Level Cell,QLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个记忆胞可储存4个位元的快闪存储器模块)或其他具有相似特性的存储器模块。此外，存储器模块122中的记忆胞是以临界电压的改变来储存资料。
存储器控制器123连接至连接接口121与存储器模块122。存储器控制器123可用以控制存储器装置12。例如，存储器控制器123可控制连接接口121与存储器模块122以进行资料存取与资料管理。例如，存储器控制器123可包括中央处理单元(CPU)、或是其他可编程之一般用途或特殊用途的微处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可编程逻辑装置(Programmable Logic Device,PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。
在一实施例中，存储器控制器123亦称为快闪存储器控制器。在一实施例中，存储器模块122亦称为快闪存储器模块。存储器模块122可接收来自存储器控制器123的指令序列并根据此指令序列存取储存于记忆胞中的资料。
图2是根据本发明的一实施例所绘示的管理存储器模块的示意图。请参照图1与图2，存储器模块122包括多个实体单元201(1)～201(B)。实体单元201(1)～201(B)中的每一个实体单元皆包括多个记忆胞且用以非挥发性地储存资料。例如，一个实体单元可包括一或多个实体页、一或多个实体区块或者其他的实体管理单元。一个实体页中的多个记忆胞可被同时程序化以储存资料。一个实体区块中的多个记忆胞可被同时抹除。
在一实施例中，存储器控制器123可将实体单元201(1)～201(A)划分至储存区210并将实体单元201(A+1)～201(B)划分至闲置区220。当有来自于主机系统11的新资料需要储存时，闲置区220中的一或多个实体单元可被选择以储存此资料并且被划分至储存区210。
在一实施例中，存储器控制器123可配置多个逻辑单元202(1)～202(C)来映射储存区210中的实体单元。一个逻辑单元可包括一或多个逻辑区块位址(Logical BlockAddress,LBA)。
在一实施例中，存储器控制器123可将逻辑单元与实体单元之间的映射关系则可记载于映射表格(亦称为逻辑至实体映射表格)。例如，所述映射表格可包括快闪转译层(Flash Translation Layer,FTL)的映射表格或类似的映射表格。存储器控制器123可根据此映射表格中的映射信息来存取存储器模块122。
在一实施例中，储存区210中的实体单元201(1)～201(A)可储存有效资料与无效资料。有效资料是属于某一个逻辑单元的最新资料。无效资料则不是属于任一个逻辑单元的最新资料。例如，若主机系统11将一笔新资料写入至某一逻辑单元而覆盖掉此逻辑单元原先储存的旧资料(即，更新属于此逻辑单元的资料)，则储存至储存区210中的此笔新资料即为属于此逻辑单元的最新资料并且会被标记为有效，而被覆盖掉的旧资料可能仍然储存在储存区210中但被标记为无效。
在一实施例中，若属于某一逻辑单元的资料被更新，则存储器控制器123可将此逻辑单元与储存有属于此逻辑单元之旧资料的实体单元之间的映射关系从所述映射表格中移除。同时，存储器控制器123可建立此逻辑单元与储存有属于此逻辑单元之最新资料的实体单元之间的新的映射关系并将此新的映射关系储存于所述映射表格中。
在一实施例中，存储器控制器123可将未储存有效资料的一或多个实体单元关联至闲置区220并可将此些实体单元抹除。被抹除的实体单元所储存的资料将被清除。
在一实施例中，存储器控制器123可从主机系统11接收写入指令。此写入指令可指示将来自主机系统11的资料储存于一或多个逻辑区块位址。存储器控制器123可根据此写入指令将此写入指令所携带的资料写入至此写入指令所指定的逻辑区块位址。须注意的是，在将此写入指令所携带的资料写入至此写入指令所指定的逻辑区块位址的过程中，存储器控制器123可指示存储器模块122将此写入指令所携带的资料储存至一或多个实体单元。然后，存储器控制器123可将此写入指令所指定的逻辑区块位址映射至用于储存此写入指令所携带的资料的实体单元。同时，存储器控制器123可将此写入指令所指定的逻辑区块位址与用于储存此资料的实体单元之间的映射关系储存于所述映射表格。藉此，存储器控制器123可完成对应于此写入指令的资料写入操作。
在一实施例中，主机系统11可传送资料清除指令至存储器装置12。存储器控制器123可从主机系统11接收此资料清除指令。此资料清除指令用以清除属于某一逻辑范围(亦称为目标逻辑范围)内的资料。响应于此资料清除指令，存储器控制器123可执行跳跃式资料清除操作。须注意的是，此跳跃式资料清除操作包括将预设资料写入至此目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。例如，此预设资料可包括不属于使用者资料的乱数资料或无意义资料。
在一实施例中，所述资料清除指令可包括至少一写入指令。此至少一写入指令可指示将所述预设资料写入至所述目标逻辑范围内的所有逻辑区块位址。须注意的是，虽然所述资料清除指令(或写入指令)是指示将所述预设资料写入至所述目标逻辑范围内的所有逻辑区块位址，但是，存储器控制器123并不会完全依照主机系统11的指示而将所述预设资料写入至所述目标逻辑范围内的所有逻辑区块位址。
在一实施例中，在跳跃式资料清除操作中，存储器控制器123可将所述预设资料写入至所述目标逻辑范围内的某一逻辑区块位址(亦称为第一逻辑区块位址)与另一逻辑区块位址(亦称为第二逻辑区块位址)。第一逻辑区块位址与第二逻辑区块位址之间存在P个逻辑区块位址。这P个逻辑区块位址不被写入所述预设资料，且P为正整数。
换言之，在跳跃式资料清除操作中，存储器控制器123可以跳跃式的写入方式来略过所述目标逻辑范围内的部分逻辑区块位址，而仅对所述目标逻辑范围内的一部分不连续的逻辑区块位址进行跳跃式的资料写入。藉此，可加快对所述目标逻辑范围内的旧资料的覆写速度。
图3是根据本发明的一实施例所绘示的资料清除指令所指示清除的逻辑区块位址的示意图。请参照图3，在一实施例中，来自图1的主机系统11的资料清除指令指示将预设资料写入至连续的9个逻辑区块位址N～N+8。也就是说，对于主机系统11而言，主机系统11是想要藉由此资料清除指令来指示存储器装置12对逻辑区块位址N～N+8进行所述预设资料的循序写入，从而清除涵盖逻辑区块位址N～N+8的逻辑范围内的旧资料。响应于此资料清除指令，存储器控制器123可对此逻辑范围内的逻辑区块位址N～N+8执行跳跃式资料清除操作。
图4是根据本发明的一实施例所绘示的跳跃式资料清除操作的示意图。请参照图4，接续于图3的实施例，在跳跃式资料清除操作中，存储器控制器123可略过所述逻辑范围内的逻辑区块位址N+1～N+3及N+5～N+7，而仅对所述逻辑范围内的逻辑区块位址N、N+4及N+8执行跳跃式的资料写入，以将所述预设资料写入至逻辑区块位址N、N+4及N+8。
须注意的是，在图4的实施例中，是假设P为3(即连续写入的两个逻辑区块位址之间存在3个被略过的逻辑区块位址)。然而，在另一实施例中，P也可以是其他正整数(例如1或4等等)。
在一实施例中，以相同或相似于图4的跳跃式资料清除操作来跳跃式的覆盖此目标逻辑范围内的部分旧资料，可达到破坏此目标逻辑范围内的旧资料的效果。此外，相较于完整对此目标逻辑范围内的所有资料或所有逻辑区块位址进行资料覆写，所述跳跃式资料清除操作可有效减少所需写入的资料量。
在一实施例中，在跳跃式资料清除操作中，在对所述目标逻辑范围内的某一逻辑区块位址进行资料写入(即资料覆写)之前，存储器控制器123还可判断此逻辑区块位址是否有储存有效资料。若此逻辑区块位址有储存有效资料，则存储器控制器123可将所述预设资料写入至此逻辑区块位址，以覆盖所述有效资料。然而，若此逻辑区块位址未储存有效资料，则存储器控制器123可略过此逻辑区块位址而不将所述预设资料写入至此逻辑区块位址。藉此，可减少无意义的资料覆写行为。
在一实施例中，在跳跃式资料清除操作中，在对所述目标逻辑范围内的某一逻辑区块位址进行资料写入(即资料覆写)之前，存储器控制器123还可判断此逻辑区块位址的映射信息是否存在于所述映射表格中。若此逻辑区块位址的映射信息存在于所述映射表格中(即所述映射表格中有记载与此逻辑区块位址有关的映射信息)，表示此逻辑区块位址当前有储存有效资料。因此，存储器控制器123可将所述预设资料写入至此逻辑区块位址，以覆盖所述有效资料。然而，若此逻辑区块位址的映射信息不存在于所述映射表格中(即所述映射表格中未记载与此逻辑区块位址有关的映射信息)，表示此逻辑区块位址当前未储存有效资料。因此，存储器控制器123可略过此逻辑区块位址而不将所述预设资料写入至此逻辑区块位址。
在一实施例中，在从主机系统11接收所述资料清除指令之前，主机系统11可先传送一个使能(enable)指令至存储器装置12。存储器控制器123可从主机系统11接收此使能指令。响应于此使能指令，存储器控制器123可使能所述跳跃式资料清除操作。例如，存储器控制器123可根据此使能指令而将对应于所述跳跃式资料清除操作的一个控制参数设定为使能状态。在此控制参数处于使能状态的状态下，当从主机系统11接收到所述资料清除指令(或写入指令)时，存储器控制器123可根据所述资料清除指令(或写入指令)执行所述跳跃式资料清除操作。
在一实施例中，在存储器装置12完成所述跳跃式资料清除操作后，主机系统11可传送一个禁能(disable)指令至存储器装置12。响应于此禁能指令，存储器控制器123可禁能所述跳跃式资料清除操作。例如，存储器控制器123可根据此禁能指令而将对应于所述跳跃式资料清除操作的一个控制参数设定为禁能状态。在此控制参数处于禁能状态的状态下，当从主机系统11接收到写入指令时，存储器控制器123可根据此写入指令执行正常的资料写入操作。在正常的资料写入操作中，存储器控制器123可依照写入指令的指示，将资料写入至写入指令所指示的所有逻辑区块位址。以图3为例，当接收到指示将资料写入至逻辑区块位址N～N+8的写入指令时，在正常的资料写入操作中，存储器控制器123可对逻辑区块位址N～N+8执行完整的循序写入，而非如图4所示的跳跃式的资料写入。
图5是根据本发明的一实施例所绘示的跳跃式资料清除方法的流程图。请参照图5，在步骤S501中，从主机系统接收资料清除指令，其中所述资料清除指令用以清除属于目标逻辑范围内的资料。在步骤S502中，响应于所述资料清除指令，执行跳跃式资料清除操作。所述跳跃式资料清除操作包括将预设资料写入至所述目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。
然而，图5中各步骤已详细说明如上，在此便不再赘述。值得注意的是，图5中各步骤可以实作为多个程式码或是电路，本发明不加以限制。此外，图5的方法可以搭配以上范例实施例使用，也可以单独使用，本发明不加以限制。
综上所述，在从主机系统接收用以清除属于目标逻辑范围内的资料清除指令后，存储器装置可自动执行跳跃式资料清除操作。特别是，所述跳跃式资料清除操作包括将预设资料写入至所述目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。藉此，可有效提高存储器装置的资料清除效率。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种跳跃式资料清除方法，用于一存储器装置，且该跳跃式资料清除方法包括：
从一主机系统接收一资料清除指令，其中该资料清除指令用以清除属于一目标逻辑范围内的资料；以及
响应于该资料清除指令，执行一跳跃式资料清除操作，
其中该跳跃式资料清除操作包括将一预设资料写入至该目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。
2.如权利要求1所述的跳跃式资料清除方法，其特征在于，该资料清除指令包括至少一写入指令，且该至少一写入指令指示将该预设资料写入至该目标逻辑范围内的所有逻辑区块位址。
3.如权利要求1所述的跳跃式资料清除方法，其特征在于，该预设资料包括乱数资料或无意义资料。
4.如权利要求1所述的跳跃式资料清除方法，其特征在于，将该预设资料写入至该目标逻辑范围内的该多个不连续的逻辑区块位址的步骤包括：
将该预设资料写入至该目标逻辑范围内的一第一逻辑区块位址与一第二逻辑区块位址，
其中该第一逻辑区块位址与该第二逻辑区块位址之间存在P个逻辑区块位址，该P个逻辑区块位址不被写入该预设资料，且P为正整数。
5.如权利要求1所述的跳跃式资料清除方法，其特征在于，该跳跃式资料清除操作更包括：判断该目标逻辑范围内的一特定逻辑区块位址是否有储存有效资料；以及
若该特定逻辑区块位址未储存该有效资料，不将该预设资料写入至该特定逻辑区块位址。
6.如权利要求5所述的跳跃式资料清除方法，其特征在于，判断该目标逻辑范围内的该特定逻辑区块位址是否已储存该有效资料的步骤包括：
判断该特定逻辑区块位址的一映射信息是否存在于一映射表格中。
7.如权利要求1所述的跳跃式资料清除方法，其特征在于，更包括：
在从该主机系统接收该资料清除指令之前，从该主机系统接收一使能指令；以及
响应于该使能指令，使能该跳跃式资料清除操作。
8.一种资料储存系统，包括：
一主机系统；以及
一存储器装置，耦接至该主机系统，
其中该主机系统用以传送一资料清除指令至该存储器装置，该资料清除指令用以清除属于一目标逻辑范围内的资料，并且
响应于该资料清除指令，该存储器装置用以执行一跳跃式资料清除操作，
其中该跳跃式资料清除操作包括将一预设资料写入至该目标逻辑范围内的多个不连续的逻辑区块位址。
9.如权利要求8所述的资料储存系统，其特征在于，将该预设资料写入至该目标逻辑范围内的该多个不连续的逻辑区块位址的操作包括：
将该预设资料写入至该目标逻辑范围内的一第一逻辑区块位址与一第二逻辑区块位址，
其中该第一逻辑区块位址与该第二逻辑区块位址之间存在P个逻辑区块位址，该P个逻辑区块位址不被写入该预设资料，且P为正整数。
10.如权利要求8所述的资料储存系统，其特征在于，该跳跃式资料清除操作更包括：
判断该目标逻辑范围内的一特定逻辑区块位址是否有储存有效资料；以及
若该特定逻辑区块位址未储存该有效资料，不将该预设资料写入至该特定逻辑区块位址。
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