DE102005063250A1 - Datenspeicherungssteuersystem, Speicher- und Rechnersystem und Betriebsverfahren - Google Patents

Datenspeicherungssteuersystem, Speicher- und Rechnersystem und Betriebsverfahren Download PDF

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Tae-Sung Jung
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Steuerung der Datenspeicherung in einem Speichermedium (220), wobei das Datenspeicherungssteuersystem einen Pufferspeicher (240) zum Puffern von in das Speichermedium zu schreibenden Daten und eine Steuereinheit (260) umfasst, auf ein damit ausgerüstetes Speichersystem, auf ein Rechnersystem mit einem solchen Speichersystem und auf ein zugehöriges Speichersystembetriebsverfahren.
Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, die gepufferten Daten selektiv in Reaktion auf eine von extern zugeführte Ungültigkeitsinformation an das Speichermedium zu übertragen.
Verwendung in der elektronischen Datenspeicherungstechnik.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Datenspeicherungssteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, auf ein damit ausgerüstetes Speichersystem, auf ein Rechnersystem mit einem solchen Speichersystem und auf ein zugehöriges Speichersystembetriebsverfahren.
  • Ein herkömmliches generisches Rechnersystem dieser Art ist in 1 veranschaulicht und umfasst eine Host-Einheit 10, z.B. ein Hostcomputersystem, und einen Speicher 20. Die Host-Einheit 10 beinhaltet in nicht gezeigter Weise eine Zentralprozessoreinheit und einen Hauptspeicher. Der Speicher 20 ist mit der Host-Einheit 10 unter Verwendung einer Standardschnittstelle verbunden, wie einer SCSI(small computer system interconnect)-Schnittstelle, einer ESDI (enhanced small device interface) oder einer IDE(intelligent drive electronic)-Schnittstelle. Der Speicher 20 umfasst ein Speichermedium 22, wie eine Festplatte oder eine Diskette, sowie einen Pufferspeicher 24 und eine Steuereinheit 26. Die Steuereinheit 26 ist mit dem Speichermedium 22 und dem Pufferspeicher 24 über herkömmliche Schnittstellen verbunden. Der Pufferspeicher 24 enthält beispielsweise einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM) oder einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) und wird zur Verbesserung des Schreibleistungsvermögens des Speichers 20 benutzt.
  • 2 veranschaulicht eine exemplarische Dateiverarbeitung für das Rechnersystem von 1. Wenn ein Applikationsprogramm auf einem hohen Level, wie in der Host-Einheit 10, ausgeführt wird, erzeugt es Dateien, die von einem Dateisystem wie einem solchen vom FAT(file allocation table)-Typ verwaltet werden. Wenn das Applikationsprogramm Daten in die erzeugten Dateien schreibt, werden die geschriebenen Daten auf niedrigerem Level, wie dem Speicher 20, unter der Steuerung durch die Zentralprozessoreinheit übertragen. Die übertragenen Daten werden im Pufferspeicher 24 des Speichers 20 temporär abgelegt. Wenn die Host-Einheit 10 eine Datei anfordert, werden Daten der angeforderten Datei direkt vom Speicher 20 zum Hauptspeicher der Host-Einheit 10 übertragen oder die Daten der angeforderten Datei werden über den Pufferspeicher 24 zum Hauptspeicher der Host-Einheit 10 übertragen. Über den Pufferspeicher 24 übertragene Daten können in selbigem temporär gespeichert werden.
  • Da die Kapazität des Pufferspeichers 24 im Vergleich zur Kapazität des Speichermediums 22 üblicherweise gering ist, ist es normalerweise nicht möglich, alle vom Hauptspeicher zum Speichermedium 22 übertragenen Daten im Pufferspeicher 24 abzulegen. Daher werden die im Pufferspeicher 24 abgelegten Daten intermittierend zum Speichermedium 22 unter der Steuerung der Steuereinheit 26 übertragen. Der Datentransfer vom Pufferspeicher 24 zum Speichermedium 22 wird normalerweise automatisch ohne Einwirkung der Host-Einheit 10 ausgeführt. Beispielsweise können die im Pufferspeicher 24 temporär abgelegten Daten automatisch zum Speichermedium 22 übertragen werden, wenn der Pufferspeicher 24 keinen Platz zum Speichern neuer Daten mehr hat und die Host-Einheit 10 die Durchführung eines Schreibvorgangs anfordert oder wenn der Speicher 20 in einem Leerlaufzustand ist, in welchem innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine Aufrufe der Host-Einheit 10 empfangen werden.
  • Eine Schwierigkeit dieses herkömmlichen Rechnersystems besteht darin, dass im Fall eines Löschens von Daten einer Datei, die durch ein Anwendungsprogramm der Host-Einheit 10 verarbeitet werden, die Daten vom Dateisystem der Host-Einheit 10 als gelöschte Datei interpretiert werden. Selbst wenn die Daten auf dem Level der Host-Einheit 10 als gelöscht angesehen werden, können sie aber noch im Pufferspeicher 24 gespeichert sein. Die im Pufferspeicher 24 abgelegten Daten werden automatisch zum Speichermedium 22 ohne Einwirkung der Host-Einheit 10 übertragen, wenn der Pufferspeicher 24 keinen Platz zum Speichern neuer Daten mehr hat. Daher sind die im Pufferspeicher 24 abgelegten Daten wegen des Löschvorgangs auf dem hohen Level zwar ungültig, sie werden aber trotzdem unnötigerweise in das Speichermedium 22 geschrieben, da die Steuereinheit 26 die Gültigkeit der im Pufferspeicher 24 abgelegten Daten nicht überprüft. Dies kann dementsprechend das Schreibleistungsvermögen des Speichers 20 beeinträchtigen, und seine Lebensdauer kann sich durch die unnötigen Schreibvorgänge verkürzen. Außerdem wird durch unnötige Schreibvorgänge zusätzlich Energie verbraucht.
    •
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Datenspeicherungssteuersystems der eingangs genannten Art sowie eines zugehörigen Speichersystems, Rechnersystems und Speichersystembetriebsverfahrens zugrunde, mit denen sich die oben erwähnten Schwierigkeiten des Standes der Technik reduzieren oder eliminieren lassen und mit denen sich insbesondere ein hohes Schreibleistungsvermögen und/oder oder eine hohe Speichersystemlebensdauer erzielen lassen.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Datenspeicherungssteuersystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eines Speichersystems mit den Merkmalen des Anspruchs 10, eines Rechnersystems mit den Merkmalen 11 und eines Speichersystembetriebsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
    •
  • Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten herkömmlichen Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Rechnersystems,
  • 2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung herkömmlicher Dateiverarbeitungsvorgänge des Rechnersystems von 1,
  • 3 ein Blockdiagramm eines Rechnersystems mit einem Speichersystem gemäß der Erfindung,
  • 4A und 4B jeweils eine Abbildungstabelle eines erfindungsgemäßen Speichersystems z.B. nach Art von 3,
  • 5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung exemplarischer Vorgänge zur Verwaltung von in einem Speichersystem eines Rechnersystems abgelegten Daten gemäß der Erfindung und
  • 6A bis 6C Abbildungsdiagramme zur Veranschaulichung exemplarischer Schreibvorgänge basierend auf Ungültigkeitsinformationen für in einem Pufferspeicher abgelegte Daten, der in einem Spei chersystem eines Rechnersystems gemäß der Erfindung vorgesehen ist.
  • Ein in 3 veranschaulichtes Rechnersystem 1000 gemäß der Erfindung umfasst ein Host-System 100 und ein Speichersystem 200. Das Speichersystem 200 umfasst eine mit dem Host-System 100 unter Verwendung einer Standardschnittstelle, wie einer SCSI-Schnittstelle, einer ESDI oder einer IDE-Schnittstelle, gekoppelte Speichereinheit. Es versteht sich, dass zur Kopplung des Host-Systems 100 und des Speichersystems 200 auch andere Schnittstellentypen einschließlich nicht-standardisierter Schnittstellen verwendet werden können. Das Speichersystem 200 kann einen mit dem Host-System 100 integrierten Speicher umfassen.
  • Das Host-System 100 beinhaltet eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 110 und einen Speicher 120. Der Speicher 120 weist typischerweise einen Hauptspeicher des Host-System 100 auf und enthält typischerweise einen Anwendungsprogrammteil 121 und einen Dateisystemteil 122. Der Dateisystemteil 122 kann eine oder mehrere Dateisystemeinheiten vom FAT-Typ oder einem anderen Typ beinhalten.
  • Das Host-System 100 gibt einen Nichtschreib-Befehl an das Speichersystem 200 ab, wenn alle oder ein Teil der vom Applikationsprogramm 121 verarbeiteten Daten einer Datei gelöscht werden sollen bzw. soll. Das Host-System 100 kann z.B. den Nichtschreib-Befehl begleitet von Informationen übertragen, die sich auf eine Adresse und/oder die Größe der Daten beziehen, die im Speichersystem 200 gelöscht werden sollen.
  • Das in 2 gezeigte Dateisystem kann beispielsweise ein FAT-Dateisystem sein, das einen MBR(master boot record)-Teil, einen PBR(partition boot record)-Teil, eine erste und zweite FAT als primäre FAT bzw. Kopie-FAT und eine Root-Directory beinhaltet. Die im Spei chersystem 200 gespeicherten oder zu speichernden Daten können z.B. durch zwei Informationseinheiten identifiziert werden, wie einen Namen der die Daten enthaltenen Datei und einen Pfad eines Directory-Baums zum Erreichen eines Platzes, an dem die Datei gespeichert ist bzw. wird. Jeder Eintrag einer Directory speichert Information, wie die Länge der Datei, z.B. 32 Byte, einen Dateinamen, einen Erweiterungsnamen, ein Dateipropertybyte, ein Datum und den Zeitpunkt einer letzten Modifikation, eine Dateigröße und eine Verbindung eines Start-up-Clusters.
  • Ein vorgebbares Zeichen kann als erstes Zeichen eines Dateinamens zum Anzeigen einer gelöschten Datei benutzt werden. Beispielsweise kann dem ersten Zeichen des Dateinamens für eine gelöschte Datei ein hexadezimaler Zahlenbytecode „E5h" als Merker, d.h. „tag", zugeordnet werden, um anzuzeigen, dass die Datei gelöscht ist. Wenn eine Datei gelöscht wird, kann die CPU 110 ein vorgebbares Zeichen als das erste Zeichen des Dateinamens der gelöschten Datei zuweisen und einen Nichtschreib-Befehl und/oder eine andere Ungültigkeitsinformation, die sich auf die gelöschte Datei bezieht, an das Speichersystem 200 abgeben.
  • Wie aus 3 weiter ersichtlich, beinhaltet das Speichersystem 200 ein Speichermedium 220, einen Pufferspeicher 240 und eine Steuereinheit 260. Das Speichersystem 200 verhindert das Schreiben von im Pufferspeicher 220 gespeicherten Daten in das Speichermedium 220, wenn die Daten einer Datei auf einem höheren Level des Speichersystems 200 als gelöscht festgelegt werden und ein entsprechender Ungültigkeitsindikator dem Speichersystem 200 zugeführt wurde. Der Ungültigkeitsindikator kann z.B. den Nichtschreib-Befehl zusammen mit Information über eine Adresse und eine Größe der gelöschten Daten enthalten.
  • Das Speichermedium 220 kann alle Typen von Daten speichern, wie Text, Bilder, Musik und Programme. Es kann z.B. ein nichtflüchtiger Speicher sein, wie eine Magnetplatte oder ein Flashspeicher.
  • Der Pufferspeicher 240 wird zum Puffern von Daten verwendet, die zwischen dem Host-System 100 und dem Speichermedium 220 übertragen werden. Er umfasst typischerweise einen flüchtigen Hochgeschwindigkeitsspeicher, wie einen DRAM oder SRAM, und/oder einen nichtflüchtigen Speicher, wie einen magnetorsesistiven Direktzugriftsspeicher (MRAM), einen Parameter-Direktzugriffsspeicher (PRAM), einen ferroelektrischen Direktzugriffsspeicher (FRAM), einen NAND-Flashspeicher oder einen NOR-Flashspeicher.
  • Der Pufferspeicher 240 dient als ein Schreibpuffer und speichert beispielsweise Daten temporär, die in Reaktion auf einen Aufruf vom Host-System 100 in das Speichermedium 220 zu schreiben sind. Die Schreibpufferfunktion des Pufferspeichers 240 kann selektiv benutzt werden. Zu passenden Zeitpunkten können vom Host-System übertragene Daten in einem Schreibbypassmodus auch direkt zum Speichermedium 220 ohne Zwischenspeicherung im Pufferspeicher 240 geleitet werden. Der Pufferspeicher 240 kann auch als Lesepuffer fungieren, indem er aus dem Speichermedium 220 gelesene Daten temporär speichert. Wenngleich in 3 nur ein Pufferspeicher 240 dargestellt ist, können in alternativen Ausführungsformen auch mehrere solche Pufferspeicher vorgesehen sein. Auch in diesem Fall kann der jeweilige Pufferspeicher entweder ausschließlich als Schreibpuffer oder Lesepuffer eingesetzt werden oder sowohl als Schreibpuffer wie auch als Lesepuffer fungieren.
  • Die Steuereinheit 260 steuert das Speichermedium 220 und den Pufferspeicher 240. Wenn ein Lesebefehl vom Host-System 100 zugeführt wird, steuert die Steuereinheit 260 das Speichermedium 220 dazu, den Transfer von im Speichermedium 220 gespeicherten Daten zum Host-System 100 entweder direkt oder über den Pufferspeicher 240 zu bewirken. Wenn ein Schreibbefehl vom Host-System 100 zugeführt wird, speichert die Steuereinheit 260 Daten, die sich auf den Schreibbefehl beziehen, temporär im Pufferspeicher 240. Wenn der Pufferspeicher 240 keinen Platz mehr zum Ablegen zusätzlicher Daten hat oder sich das Speichersystem 200 in einem Leerlaufzustand befindet, werden alle oder ein Teil der im Pufferspeicher 240 abgelegten Daten zum Speichermedium 220 übertragen. Das Speichersystem 200 befindet sich z.B. dann im Leerlaufzustand, wenn innerhalb einer bestimmten Zeitspanne keine Aufrufe des Host-System 100 empfangen worden sind.
  • Die Steuereinheit 260 hält Adressenabbildungsinformation für das Speichermedium 220 und den Pufferspeicher 240 sowie eine Abbildungstabelle 261 zum Speichern von Schreibzustandsinformation, welche die Gültigkeit bzw. Ungültigkeit gespeicherter Daten repräsentiert. Die Schreibzustandsinformation wird durch Ungültigkeitsinformation, wie einen entsprechenden Ungültigkeitsindikator, aktualisiert, die von einer externen Einheit geliefert wird. Die Steuereinheit 260 steuert das Speichermedium 220 und den Pufferspeicher 240 derart, dass alle oder ein Teil der im Pufferspeicher 240 abgelegten Daten abhängig von der Schreibzustandsinformation in der Abbildungstabelle 261 in das Speichermedium 220 geschrieben werden. In entsprechenden Ausführungsbeispielen der Erfindung sind das Speichermedium 220 und/oder der Pufferspeicher 240 als Flashspeicher implementiert.
  • Wie oben erläutert, stellt das Speichersystem 200 fest, ob die im Pufferspeicher 240 abgelegten Daten ganz oder teilweise zum Speichermedium 220 zu übertragen sind, wobei dies unter Berücksichtigung der Schreibzustandsinformation erfolgt. Dabei empfängt das Speichersystem 200 eine Nichtschreib-Information oder eine analoge Information des Inhalts, dass im Pufferspeicher 240 abgelegte Daten ungültige Da ten sind. Diese Ungültigkeitsinformation wird von einer externen Einheit geliefert, wie dem Host-System 100. In Reaktion auf die Nichtschreib-Information bzw. einen entsprechenden anderen Ungültigkeitsindikator unterlässt das Speichersystem 200 das Schreiben entsprechender ungültiger Daten vom Pufferspeicher 240 in das Speichermedium 220. Dazu benutzt das Speichersystem 200 einen Merker, der die Ungültigkeit von im Pufferspeicher 240 abgelegten Daten repräsentiert, und transferiert im Pufferspeicher 240 abgelegte Daten selektiv in Abhängigkeit von dem zugeordneten Merker zum Speichermedium 220. Dies verbessert das Schreibleistungsvermögen des Speichersystems 200 und verlängert entsprechend die Lebensdauer desselben, da unnötige Schreiboperationen vermieden werden. Außerdem kann durch das Vermeiden unnötiger Schreiboperationen der Stromverbrauch reduziert werden.
  • Die 4A und 4B veranschaulichen exemplarische Abbildungstabellen, wie sie von der Steuereinheit 260 in 3 benutzt werden können. In den 4A und 4B repräsentiert „BBN" eine Blocknummer des Pufferspeichers 240, „DCN" repräsentiert eine Clusternummer des Speichermediums 220 und „WSI" repräsentiert die Schreibzustandsinformation, die anzeigt, ob im Pufferspeicher 240 abgelegte Daten gültig oder ungültig sind. Dabei ist in den gezeigten Beispielen angenommen, dass die Blockgröße des Pufferspeichers 240 gleich der Größe eines Clusters mit einer Mehrzahl von Sektoren ist. Es kann aber auch eine Zuordnungseinheit des Speichermediums 220 einem Sektor einer Magnetplatte oder einer Seite, einem Sektor oder einem Block eines Flashspeichers entsprechen. In den 4A und 4B sind ungültige Daten „X" und gültige Daten mit „V" bezeichnet.
  • 4A zeigt den Fall, dass Datensätze dreier Dateien Datei1, Datei2, Datei3 im Pufferspeicher 240 als gültige Daten gespeichert sind, wobei diese Daten noch nicht im Speichermedium 220 gespeichert sind. Die im Pufferspeicher 240 abgelegten Datensätze Datei1, Datei2, Datei3 wer den zum Speichermedium 220 übertragen, wenn der Pufferspeicher 240 Platz für neue Daten braucht oder das Speichermedium 220 einen Leerlauf- bzw. Ruhezustand einnimmt, wie oben erläutert. Die Steuereinheit 260 aktualisiert die Schreibzustandsinformation der im Pufferspeicher 240 abgelegten Datensätze Datei1, Datei2, Datei3 in Abhängigkeit von der Ungültigkeitsinformation, die vom Host-System 100 übertragen wird. Wenn beispielsweise der Datensatz Datei2 im Host-System 100 gelöscht wird, überträgt das Host-System 100 die Ungültigkeitsinformation für den Datensatz Datei2 an die Steuereinheit 260, um mit dieser Ungültigkeitsinformation anzuzeigen, dass der Datensatz Datei2 vom Host-System 100 gelöscht wurde. Wenn die Steuereinheit 160 diese Ungültigkeitsinformation empfängt, ändert sie die Schreibzustandsinformation WSI des Datensatzes Datei2 von „V" in „X", um anzuzeigen, dass der Datensatz Datei2 ungültig ist, wie in 4B veranschaulicht.
  • 5 veranschaulicht im Flussdiagramm exemplarische Betriebsabläufe zur Verwaltung von in einem Speichersystem eines erfindungsgemäßen Rechnersystems abgelegten Daten, z.B. für den Fall des Rechnersystems 1000 mit dem Speichersystem 200 von 3.
  • Wie in 5 dargestellt, wird zunächst in einem Schritt S100 festgestellt, ob dem Speichersystem 200 eine Nichtschreib-Information oder andere Ungültigkeitsinformation vorliegt. In einem Schritt S200 werden dann alle oder ein Teil der temporär im Pufferspeicher 240 gespeicherten Daten in Reaktion auf die Nichtschreib-Information oder die andere Ungültigkeitsinformation als ungültig markiert. Sobald die betreffenden Daten auf diese Weise invalidiert wurden, werden sie nicht mehr in das Speichermedium 220 geschrieben.
  • Die 6A bis 6C veranschaulichen blockdiagrammatisch exemplarische Datenverwaltungsoperationen gemäß der Erfindung, z.B. unter Bezugnahme auf das Rechnersystem 1000 mit dem Speichersystem 200 von 2. Speziell zeigt 6A den Fall, dass die drei Datensätze Datei1, Datei2, Datei3 entsprechend 4A als gültige, im Pufferspeicher 240 abgelegte Daten vorliegen. Die Steuereinheit 260 des Speichersystems 200 stellt basierend auf der in der Abbildungstabelle 261 vorliegenden, sich auf die Datensätze Datei1, Datei2 und Datei3 beziehenden Schreibzustandsinformation WSI fest, welche dieser im Pufferspeicher 240 gespeicherten Daten ungültig sind. Im Fall von 6A sind alle diese Daten gültig, und daher steuert die Steuereinheit 260 den Pufferspeicher 240 und das Speichermedium 220 dahingehend, die Datensätze Datei1, Datei2, Datei3 vom Pufferspeicher 240 zu korrespondierenden Speicherplätzen im Speichermedium 220 zu übertragen, da alle Datensätze Datei1, Datei2, Datei3 von der Abbildungstabelle 261 als gültig markiert sind.
  • Wenn der Steuereinheit 260 eine Ungültigkeitsinformation z.B. einschließlich eines Nichtschreib-Befehls, einer Adressinformation für die ungültige Datei und Größeninformation der ungültigen Datei zugeführt wird, bevor entsprechende Daten zum Speichermedium 220 übertragen werden, macht die Steuereinheit 260 die von der Ungültigkeitsinformation betroffenen Daten ungültig. 6B veranschaulicht einen derartigen Fall, bei dem die ungültigen Daten diejenigen des Datensatzes Datei2 sind. Die Steuereinheit 260 aktualisiert entsprechend die zum Datensatz Datei2 gehörige Schreibzustandsinformation WSI der Abbildungstabelle 261, um anzuzeigen, dass der Datensatz Datei2 ungültig ist. Die Steuereinheit 260 stellt jeweils anhand der Schreibzustandsinformation WSI in der Abbildungstabelle 261 fest, welche der im Pufferspeicher 240 abgelegten Daten ungültig sind. Wie in 6B veranschaulicht, sind in der Abbildungstabelle 261 die Datensätze Datei1 und Datei3 als gültige Daten und der Datensatz Datei2 als ungültige Daten markiert. Dementsprechend steuert die Steuereinheit 260 den Pufferspeicher 240 und das Speichermedium 220 derart, dass die Datensätze Datei1 und Datei3 zu entsprechenden Speicherplätzen des Speichermediums 220 übertragen werden, während der Datensatz Datei2 nicht in das Speichermedium 220 geschrieben wird. Der von dem ungültigen Datensatz Datei2 im Pufferspeicher 240 belegte Platz kann zum Speichern neuer Daten in einem späteren, neuen Schreib-/Lesevorgang benutzt werden.
  • 6C veranschaulicht einen Fall, bei dem nur ein Datensatz Datei1 im Pufferspeicher 240 abgelegt ist. Wenn vor der Übertragung des Datensatzes Datei1 zum Speichermedium 220 eine Ungültigkeitsinformation an die Steuereinheit 260 gesendet wird, macht diese den Datensatz Datei1 ungültig. Speziell aktualisiert sie dazu die sich auf den Datensatz Datei1 beziehende Schreibzustandsinformation WSI der Abbildungstabelle 261, um anzuzeigen, dass der Datensatz Datei1 ungültig ist. Nach der Aktualisierung kann dann die Steuereinheit 260 feststellen, ob die im Pufferspeicher 240 abgelegten Daten des Datensatzes Datei1 ungültig sind, indem sie die zugehörige Schreibzustandsinformation WSI der Abbildungstabelle 261 auswertet. Im gezeigten Beispiel von 6C wird der Datensatz Datei1 nicht zum Speichermedium 220 übertragen, da die zugehörige Schreibzustandsinformation WSI im „X"-Zustand ist. Dementsprechend wird eine Übertragung ungültiger Daten vermieden, wenn sich das Speichermedium 220 im Ruhezustand befindet. Der von den ungültigen Daten belegte Platz im Pufferspeicher 240 kann zum Speichern neuer Daten in einem späteren Schreib-/Lesevorgang benutzt werden.
  • Selbst wenn in entsprechenden Ausführungsformen der Erfindung ungültige Daten in das Speichermedium geschrieben werden, werden Dateien, die sich auf die im Speichermedium 220 gespeicherten ungültigen Daten beziehen, durch die gespeicherten ungültigen Daten nicht beeinflusst. In entsprechenden erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit die ungültigen Daten selektiv zum Speichermedium überträgt, auch wenn sie im Pufferspeicher durch den Nichtschreib-Befehl als ungültig markiert worden sind.
  • Das erfindungsgemäße Speichersystem steuert folglich Datenübertragungsvorgänge zwischen dem Pufferspeicher und dem Speichermedium unter Berücksichtigung der Abbildungstabelle, die Schreibzustandsinformation enthält, die angibt, ob im Pufferspeicher gespeicherte Daten gültig oder ungültig sind. Wie oben erläutert, kann die Schreibzustandsinformation für die Daten von einer externen Quelle außerhalb des Speichersystems bereitgestellt werden. Zudem kann es sich bei den Daten um neue Daten handeln, die von der externen Quelle gelesen und modifiziert werden. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Speichersystem nicht nur in eigentlichen Rechnersystemen verwendbar ist, sondern in gleicher Weise in anderen Geräten, die Daten z.B. auf einer Festplatte oder in einem Flashspeicher speichern, wie in einem MP3-Abspielgerät oder einem anderen tragbaren elektronischen Gerät. Durch Reduzierung bzw. Vermeidung des Transfers ungültiger Daten von einem Pufferspeicher zu einem Speichermedium kann das Schreibleistungsvermögen und/oder die Lebensdauer des Speichersystems verbessert werden. Außerdem kann ein mit unnötigen Schreibvorgängen verbundener Stromverbrauch vermieden werden.

Claims (17)

  1. System zur Datenspeicherungssteuerung in einem Speichermedium, mit – einem Pufferspeicher (240) zum Puffern von in das Speichermedium (220) zu schreibenden Daten und – einer Steuereinheit (260), dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuereinheit (260) dafür ausgelegt ist, die gepufferten Daten selektiv in Reaktion auf eine von extern empfangene Ungültigkeitsinformation zum Speichermedium (220) zu übertragen.
  2. Datenspeicherungsteuersystem nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Ungültigkeitsinformation eine Nichtschreib-Information beinhaltet.
  3. Datenspeicherungssteuersystem nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Nichtschreib-Information anzeigt, dass ausgewählte gepufferte Daten zu einer gelöschten Datei gehören.
  4. Datenspeicherungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dafür ausgelegt ist, ausgewählte gepufferte Daten in Reaktion auf die Ungültigkeitsinformation ungültig zu machen.
  5. Datenspeicherungssteuersystem nach Anspruch 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dafür eingerichtet ist, eine für die Ungültigkeit der ungültig gemachten gepufferten Daten indikative Schreibzustandsinformation zu speichern und eine Übertragung der ungültig gemachten gepufferten Daten vom Pufferspeicher zum Speichermedium in Reaktion auf die gespeicherte Schreibzustandsinformation zu unterdrücken.
  6. Datenspeicherungssteuersystem nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dafür ausgelegt ist, einen Datenübertragungsvorgang in Reaktion auf eine Speicherlimitierung des Pufferspeichers und/oder einen Leerlaufzustand des Speichermediums zu triggern, wobei der Datenübertragungsvorgang eine Übertragung gültiger gepufferter Daten vom Pufferspeicher zum Speichermedium umfasst, während eine Übertragung der ungültig gemachten gepufferten Daten vom Pufferspeicher zum Speichermedium unterbleibt.
  7. Datenspeicherungssteuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dafür ausgelegt ist, eine Wiederverwendung von Speicherplatz, der im Pufferspeicher durch die ungültig gemachten gepufferten Daten belegt wird, in Reaktion auf die Invalidierung der ungültig gemachten gepufferten Daten freizugeben.
  8. Datenspeicherungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher und/oder einen flüchtigen Halbleiterspeicher umfasst und/oder das Speichermedium ein nichtflüchtiges Halbleiterspeichermedium und/oder ein magnetisches Speichermedium umfasst.
  9. Datenspeicherungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher mindestens zwei flüchtige Speichereinheiten mit unterschiedlicher Schreib-/Lesefunktionalität umfasst.
  10. Speichersystem mit – einem Speichermedium (220) zur Datenspeicherung und – einem Datenspeicherungssteuersystem zum Puffern und Übertragen von in das Speichermedium zu schreibenden Daten, dadurch gekennzeichnet, dass – das Datenspeicherungssteuersystem ein solches nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist.
  11. Rechnersystem mit – einem Speichersystem (200) mit einem Speichermedium (220) zum Speichern von Daten, einem Pufferspeicher (240) zum Puffern von in das Speichermedium zu schreibenden Daten und einer Steuereinheit (260) und – einer Host-Einheit (100), die Daten zum Pufferspeicher überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Host-Einheit (100) dafür eingerichtet ist, dem Speichersystem (200) in Reaktion auf eine Datenmodifikationsoperation eine Ungültigkeitsinformation bereitzustellen, und – das Speichersystem ein solches nach Anspruch 10 ist.
  12. Rechnersystem nach Anspruch 11, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Host-Einheit dafür eingerichtet ist, die Nichtschreib-Information als einen Nichtschreib-Befehl in Reaktion auf das Löschen von Daten einer Datei zu erzeugen.
  13. Verfahren zum Betrieb eines Speichersystems nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Empfangen der Ungültigkeitsinformation, die sich auf im Pufferspeicher gespeicherte Daten bezieht, von einer externen Quelle und – selektives Übertragen von im Pufterspeicher gespeicherten Daten zum Speichermedium in Reaktion auf die empfangene Ungültigkeitsinformation.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das selektive Übertragen von im Pufferspeicher gespeicherten Daten zum Speichermedium in Reaktion auf die empfangene Ungültigkeitsinformation die Schritte umfasst, ausgewählte, im Pufferspeicher gespeicherte Daten in Reaktion auf die Ungültigkeitsinformation ungültig zu machen und eine Übertragung der ungültig gemachten Daten vom Pufferspeicher zum Speichermedium zu unterlassen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Ungültigmachen ausgewählter, im Pufferspeicher gespeicherter Daten in Reaktion auf die Ungültigkeitsinformation die Speicherung einer Schreibzustandsinformation umfasst, die für die Ungültigkeit der ungültig gemachten Daten indikativ ist, und das Unterlassen der Übertragung der ungültig gemachten Daten vom Pufferspeicher zum Speichermedium in Abhängigkeit von der gespeicherten Schreibzustandsinformation erfolgt.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, weiter gekennzeichnet durch die Durchführung einer Übertragungsoperation in Reaktion auf eine Speicherlimitierung des Pufferspeichers und/oder einen Leerlaufzustand des Speichermediums, wobei die Übertragungsoperation das Übertragen gültiger Daten vom Pufferspeicher zum Speichermedium beinhaltet, während ein Transfer der ungültigen Daten vom Pufferspeicher zum Speichermedium unterbleibt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, weiter dadurch gekennzeichnet, dass eine neue Nutzung von durch die ungültig gemachten Daten im Pufferspeicher belegtem Speicherplatz in Reaktion auf deren Ungültigmachen freigegeben wird.
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