JP2008217755A - 記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶部の記憶領域が不良であると、データを使用することができなかった。また、記憶部領域の不良を検知回避して、正常記憶部領域への正常書き込みができなかった。
【解決手段】データ及び誤り訂正符号を記憶するための強誘電体メモリと、記憶媒体と、（１）前記強誘電体メモリに前記データ及び前記誤り訂正符号を書き込み、（２）前記強誘電体メモリに書き込まれている前記データを、前記記憶媒体における一の記憶領域に書き込み、（３）前記強誘電体メモリに書き込まれている前記データを前記強誘電体メモリに書き込まれている前記誤り訂符号を用いて検証した後の前記データと、前記記憶媒体における前記一の記憶領域に書き込んだ前記データとを比較し、（４）前記両データが一致しないとき、前記検証後の前記データを、前記記憶媒体における他の一の記憶領域に書き直す制御部と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）及びフラッシュメモリのような記憶媒体である記憶部にデータを記憶する記憶装置に関する。

従来の記憶装置ＳＤ１０は、図５中の（Ａ）に示されるように、上記した記憶媒体である記憶部３０に加えて、ＭＰＵ１０及びＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２０を含む。

従来の記憶装置ＳＤ１０では、ＭＰＵ１０は、記憶部３０に書き込むべきデータ４０をキャッシュすべく、当該記憶部３０にデータ４０を書き込むことに先立ち、図５中の（Ｂ）に示されるように、当該データ４０をＳＲＡＭ２０に書き込み、これにより、ＳＲＡＭ２０は、データ４０を一時的に記憶することになる。

ＭＰＵ１０は、ＳＲＡＭ２０に一時的に記憶させているデータ４０をＳＲＡＭ２０に引き続き記憶させておくべきでないと判断すると、図５中の（Ｃ）に示されるように、ＳＲＡＭ２０に記憶されている前記データ４０を記憶部３０中の複数の記憶領域のうちの一の記憶領域に書き込み、加えて、当該データ４０が記憶部３０に記憶されている間に当該データ４０に発生し得る誤りを訂正することにより当該データ４０を検証するために用いる誤り訂正符号５０を算出し、当該誤り訂正符号５０をも併せて記憶部３０に書き込む。

ＭＰＵ１０は、プログラム（図示せず。）を順次実行していくことに伴い、記憶部３０から前記データ４０を読み出して使用する必要が生じると、図５中の（Ｄ）に示されるように、記憶部３０からデータ４０及び誤り訂正符号５０を読み出し、当該データ４０を、当該誤り訂正符号５０を参照して検証する。

しかしながら、上記した従来の記憶装置ＳＤ１０では、前記記憶部３０中の前記一の記憶領域が、当該一の記憶領域に書きこまれた前記データ４０の検証を、誤り訂正符号５０を参照しても完全には行うことができないほどに不良であると、データ４０を当該一の記憶領域に正常な状態で記憶させておくことができず、結果的に、ＭＰＵ１０は、当該データ４０を使用することができないという問題があった。

本発明に係る記憶装置は、上記した課題を解決すべく、
データを一時的に記憶するための強誘電体メモリであって、当該記憶されているデータに発生し得る誤りを訂正することにより前記データを検証するために用いる誤り訂正符号を記憶するための前記強誘電体メモリと、
複数の記憶領域を有し、当該複数の記憶領域のうちの１つに前記データを永続的に記憶するための記憶媒体と、
（１）前記強誘電体メモリに前記データ及び前記誤り訂正符号を書き込み、
（２）前記強誘電体メモリに書き込まれている前記データを、前記記憶媒体における一の記憶領域に書き込み、
（３）前記強誘電体メモリに書き込まれている前記データを前記強誘電体メモリに書き込まれている前記誤り訂符号を用いて検証した後の前記データと、前記記憶媒体における前記一の記憶領域に書き込んだ前記データとを比較し、
（４）前記両データが一致しないとき、前記検証後の前記データを、前記記憶媒体における他の一の記憶領域に書き直す制御部と、を含む。

上記した本発明に係る記憶装置によれば、前記強誘電体メモリに、前記データ及び前記誤り訂正符号が一時的に書き込まれており、当該強誘電体メモリに書き込まれている当該データを前記記憶部中の前記一の記憶領域に書き込むとき、前記強誘電体メモリに書き込まれている前記データを前記誤り訂正符号の参照により検証した上で、当該検証後のデータと、前記記憶部に書き込んだばかりの前記データとを比較し、前記両データが一致しないときには、前記記憶部中の前記一の記憶領域に代えて、当該記憶部中の他の一の記憶領域に前記検証後のデータを書き直すことにより、前記データを記憶部中の正常な記憶領域に書き込むことから、従来のような、誤り訂正符号を用いてでも誤りを訂正できないような記憶領域にデータを書き込んでしまうという事態を回避し、これにより、前記データを使用することが可能となり、即ち、前記データを誤り無しで使用することが可能となる。

上記した本発明に係る記憶装置では、
前記強誘電体メモリは、複数のデータと、当該複数のデータを検証するための複数の誤り訂正符号との複数の対応関係を規定する誤り訂正テーブルを記憶しており、
前記制御部は、前記データに対応する前記誤り訂正符号を、当該データに基づき前記誤り訂正テーブルを参照することにより取得する。

上記した本発明に係る記憶装置によれば、前記制御部は、前記データに対応する前記誤り訂正符号を、前記誤り訂正テーブルを参照することによって取得し、これにより、誤り訂正符号を求めるための演算処理等を行う必要が無くなることから、制御部の処理負荷を軽減することが可能となる。

上記した本発明に係る記憶装置では
前記強誘電体メモリと前記記憶媒体とが一体である。

本発明に係る電子機器は、前記記憶装置を含む。

本発明に係る電子機器は、前記記憶装置を含むことを特徴とする前記記憶媒体とそれを特徴とする。

本発明に係る電子機器は、前記記憶装置を利用することで前記誤り訂正符号を記憶する冗長記憶領域を必要としない前記記憶媒体の使用方法を可能とする。

本発明に係る記憶装置は、
第１のデータを記憶する記憶部と、
前記第１のデータのうちアクセスの回数が相対的に多い第２のデータを記憶する強誘電体メモリと、
前記記憶部に対し、前記第１のデータのうち、前記第２のデータ以外の、前記アクセスの回数が相対的に少ない第３のデータをアクセスし、前記強誘電体メモリに対し、前記第２のデータをアクセスする制御部と、を含む。

本発明に係る記憶装置によれば、前記制御部は、前記記憶部に対し、前記アクセスの回数が相対的に少ない第３のデータをアクセスし、他方で、前記記憶部よりアクセスの耐用回数が多い前記強誘電体メモリに対し、前記アクセスの回数が相対的に多い第２のデータをアクセスする。これにより、前記制御部は、前記記憶部に対する前記第３のデータのアクセスの回数より多い回数の、前記強誘電体メモリに対する前記第２のデータのアクセスを、前記第３のデータのアクセスと同様に高い信頼性で行うことが可能となる。

本発明に係る記憶装置の実施例について図面を参照して説明する。

《実施例１》
〈構成〉
図１は、実施例１の記憶装置の構成を示す。実施例１の記憶装置ＳＤ１は、図１に示されるように、ＭＰＵ１と、ＦｅＲＡＭ２と、記憶部３とを含む。

『制御部』であるＭＰＵ１は、データをキャッシュする機能を有し、特に、当該ＭＰＵ１が行った処理の結果であるデータ４を、ＦｅＲＡＭ２及び記憶部３の両方に書き込む（ライトスルー：write through）のではなく、データ４のみをＦｅＲＡＭ２に一時的に書き込み（キャッシュ）、当該データ４をＦｅＲＡＭ２に記憶させておく必要が無くなった時点で、当該データ４をＦｅＲＡＭ２から記憶部３へ書き込むという、ライトバック（write back）を行う。

『強誘電体メモリ』であるＦｅＲＡＭ２は、不揮発性を有し、電源が遮断された後であっても、遮断前に記憶していたデータ（例えば、データ４）を保持し続ける。ＦｅＲＡＭ２は、また、図３に示されるように、データ４と、当該データ４がＦｅＲＡＭ２に記憶されている間に発生し得る誤りを訂正するための誤り訂正符号５との対応関係を規定する誤り訂正テーブル６を予め記憶しており、当該誤り訂正テーブル６には、例えば、データ４（１）と当該データ４（１）に対応する誤り訂正符号５（１）との対応関係が規定されており、ＭＰＵ１は、ＭＰＵ１が行った処理の結果であるデータ４（１）をＦｅＲＡＭ２にキャッシュしようとするとき、当該誤り訂正テーブル６を参照することにより、当該データ４（１）に対応する誤り訂正符号５（１）を取得し、その結果として、データ４（１）及び誤り訂正符号５（１）の両方をＦｅＲＡＭ２に書き込む。

『記憶媒体』である記憶部３は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）及びフラッシュメモリであり、ＭＰＵ１が処理を行うために必要なデータ、ＭＰＵ１が処理を行った結果であるデータ等を永続的に記憶するために用いられる。

〈動作〉
実施例の記憶装置の動作について、図１及び図２を参照して説明する。

（１）演算：ＭＰＵ１は、図１の（１）に示されるように、記憶部３に記憶されているデータ等を用いて演算等の処理を行うことにより、当該処理の結果として、データ４を得る。

（２）キャッシュ：ＭＰＵ１は、前記データ４に基づき、ＦｅＲＡＭ２に記憶されている誤り訂正テーブル６を参照することにより、当該データ４に対応する誤り訂正符号５を取得する。当該誤り訂正符号５を取得した後、ＭＰＵ１は、図１の（２）に示されるように、データ４及び誤り訂正符号５をＦｅＲＡＭ２に書き込み、即ち、ＦｅＲＡＭ２にキャッシュする。

（３）ライトバック：ＭＰＵ１は、ＦｅＲＡＭ２に記憶されているデータ４等を用いて他の複数の演算等の処理を進めていく過程で、当該データ４をＦｅＲＡＭ２に記憶させておくべきでないと判断すると、例えば、当該データ４に代えて、他のデータをＦｅＲＡＭ２に記憶させるべきであると判断すると、図１の（３）に示されるように、ＦｅＲＡＭ２から記憶部３の空き記憶領域、例えば、アドレス「００２３」の記憶領域へデータ４のみを転送し、即ち、データ４のみを書き戻す。

（４）比較：ＭＰＵ１は、図２の（４）に示されるように、ＦｅＲＡＭ２からデータ４及び誤り訂正符号５を読み出し、また、記憶部３からデータ４を読み出した後、ＦｅＲＡＭ２から読み出したデータ４に誤りがあるか否かについて誤り訂正符号５を用いて確認し、かつ、誤りがあるときには当該誤りを訂正するという検証を行う。当該検証の後、ＭＰＵ１は、前記ＦｅＲＡＭ２から読み出したデータ４の内容と記憶部３から読み出したデータ４の内容とが一致するか否か確認すべく、両データ４を比較する。

（５Ａ）終了：ＭＰＵ１は、上記した（４）比較により、ＦｅＲＡＭ２から読み出したデータ４の内容と、記憶部３から読み出したデータ４の内容とが一致すると認識すると、処理を終了し、その結果、データ４は、図２の（５Ａ）に示されるように、ＦｅＲＡＭ２には記憶されておらず、代わりに、記憶部３に記憶されているという状態になる。

（５Ｂ）再ライトバック：ＭＰＵ１は、上記した（４）比較により、ＦｅＲＡＭ２から読み出したデータ４の内容と、記憶部３から読み出したデータ４の内容とが一致しないと認識すると、記憶部３のアドレス「００２３」の記憶領域がデータ４を書き込むのに適切ではないと判断し、上記した検証後の、ＦｅＲＡＭ２から読み出したデータ４を記憶部３の他の空き記憶領域、例えば、アドレス「００２４」の記憶領域へ再び転送し、即ち、再度書き戻しを行う。再度の書き戻しを終えると、上記した（４）比較に戻り、以後、（４）比較及び（５Ｂ）再ライトバックの繰り返しを、（５Ａ）終了に至るまで続ける。

〈効果〉
上述したように、実施例１の記憶装置ＳＤ１では、ＭＰＵ１が、（２）キャッシュで、データ４及び当該データ４に対応する誤り訂正符号５をＦｅＲＡＭ２に書き込んでおき、（４）比較で、ＦｅＲＡＭ２から読み出しかつ誤り訂正符号５を用いて誤りの検証を行った後のデータ４と、記憶部３の一のアドレス「００２３」の記憶領域から読み出したデータ４とが一致しないと、（５）再ライトバックで、当該検証後のデータ４を、記憶部３の他のアドレス「００２４」の記憶領域に再び書き戻し、以後、同様な繰り返しを行うことにより、データ４を記憶部３における良好な記憶領域に書き戻すことができ、これにより、データ４を、当該データ４を記憶させるのに好適な、記憶部３の正常な空き領域に記憶することができ、これにより、データ４を正常な状態で記憶させ続けることができ、その結果として、前記データ４を誤り無しで使用することが可能となる。

実施例１の記憶装置ＳＤ１では、さらに、ＭＰＵ１が、データ４に対応する誤り訂正符号５を、ＦｅＲＡＭ２に記憶されている誤り訂正テーブル６を参照して取得することにより、従来と異なり、誤り訂正符号５を求めるための演算をＭＰＵ１自身が行うことを要しないことから、従来に比して、ＭＰＵ１の処理負担を軽減することが可能となる。

実施例１の記憶装置ＳＤ１では、ＦｅＲＡＭ２と記憶部３とは、上記したような別体であることに代えて、一体化であることによっても、上記したと同様な効果を得ることができ、加えて、上記した別体であるときに比して、記憶装置ＳＤ１を小型化することが可能となる。

また、『記憶媒体』である記憶部３に従来のような誤り訂正符号データ自体も記録するための冗長な記憶領域の確保を不要とすることが可能となり、記憶部記憶容量を一層有効に活用できるようになる。

《実施例２》
本発明に係る実施例２の電子機器について説明する。実施例２の電子機器は、実施例１の記憶装置ＳＤ１を含み、例えば、コンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ等である。実施例２の電子機器では、実施例１のＭＰＵ１が、当該電子機器が行う処理（例えば、情報処理、通信処理、画像処理）に関連するデータ４について、ＦｅＲＡＭ２に記憶されている、誤り訂正符号５に基づき、上記したと同様な処理（（４）比較等）を行うことにより、上記したと同様な効果を得ることが可能となる。

《実施例３》
本発明に係る実施例３の記憶装置について説明する。実施例３の記憶装置ＳＤ１は、図４に図示されるように、実施例１と同様に、ＭＰＵ１と、ＦｅＲＡＭ２と、記憶部３とを含む。ＦｅＲＡＭ２には、本来的には記憶部３のアドレス「Ａ０」、「Ａ１」、「Ａ２」、．．．に記憶されているべきデータ４Ａ、４Ｂ、．．．のうち、過去のアクセスの実績に基づき、即ち、過去に、相対的にアクセス（読み出し又は書き込み）の回数（頻度）が多かったアドレス「Ａ０」、「Ａ２」、「Ａ７」に記憶されているデータ４Ａ、４Ｃ、４Ｈが、アドレス「００」、「０１」、「０２」記憶されている。その結果、記憶部３には、データ４Ａ、４Ｃ、４Ｈ以外のデータ、即ち、データ４Ｂ、データ４Ｄ、データ４Ｅ、．．．が記憶されている。

ＭＰＵ１は、プログラム（図示せず。）に従って、当該プログラムに規定される処理を進める過程で、必要に応じて、ＦｅＲＡＭ２に対し、データ４Ａ、４Ｃ、４Ｈ、．．．をアクセスし、また、記憶部３に対し、データ４Ｂ、４Ｄ、４Ｅ、．．．をアクセスする。ここで、記憶部３は、ＦｅＲＡＭ２に対するデータ４Ａ、４Ｃ、４Ｈ、．．．のアクセスを、記憶部３に対するデータ４Ｂ、４Ｄ、４Ｅ、．．．のアクセスより頻繁に行う。他方で、ＦｅＲＡＭ２は、記憶部３に比較して、アクセスの耐用回数が多く、特に、書き込みの耐用回数が極めて多い。従って、ＭＰＵ１は、ＦｅＲＡＭ２に対するデータ４Ａ、４Ｃ、４Ｈ、．．．のアクセスを、記憶部３に対するデータ４Ｂ、４Ｄ、４Ｅ、．．．のアクセスと同様に、信頼性高く行うことが可能となる。

実施例１の記憶装置の構成及び動作を示す図。 実施例１の動作を示す図。 実施例１の誤り訂正符号テーブルを示す図。 実施例３の記憶装置の構成を示す図。 従来の記憶装置の構成及び動作を示す図。

符号の説明

ＳＤ１…記憶装置、１…ＭＰＵ、２…ＦｅＲＡＭ、３…記憶部、４…データ、５…誤り訂正符号、６…誤り訂正テーブル。

Claims (7)

1. データを一時的に記憶するための強誘電体メモリであって、当該記憶されているデータに発生し得る誤りを訂正することにより前記データを検証するために用いる誤り訂正符号を記憶するための前記強誘電体メモリと、
   複数の記憶領域を有し、当該複数の記憶領域のうちの一つに前記データを永続的に記憶するための記憶媒体と、
   （１）前記強誘電体メモリに前記データ及び前記誤り訂正符号を書き込み、
   （２）前記強誘電体メモリに書き込まれている前記データを、前記記憶媒体における一の記憶領域に書き込み、
   （３）前記強誘電体メモリに書き込まれている前記データを前記強誘電体メモリに書き込まれている前記誤り訂符号を用いて検証した後の前記データと、前記記憶媒体における前記一の記憶領域に書き込んだ前記データとを比較し、
   （４）前記両データが一致しないとき、前記検証後の前記データを、前記記憶媒体における他の一の記憶領域に書き直す制御部と、を含むことを特徴とする記憶装置。
2. 前記強誘電体メモリは、複数のデータと、当該複数のデータを検証するための複数の誤り訂正符号との複数の対応関係を規定する誤り訂正テーブルを記憶しており、
   前記制御部は、前記データに対応する前記誤り訂正符号を、当該データに基づき前記誤り訂正テーブルを参照することにより取得することを特徴とする請求項１記載の記憶装置。
3. 前記強誘電体メモリと前記記憶媒体とが一体であることを特徴とする請求項１記載の記憶装置。
4. 請求項１記載の記憶装置を含むことを特徴とする電子機器。
5. 請求項１記載の記憶装置を含むことを特徴とする前記記憶媒体とそれを特徴とする電子機器。
6. 請求項１記載の記憶装置を利用することで前記誤り訂正符号を記憶する冗長記憶領域を必要としない前記記憶媒体の使用方法を可能とする電子機器。
7. 第１のデータを記憶する記憶部と、
   前記第１のデータのうちアクセスの回数が相対的に多い第２のデータを記憶する強誘電体メモリと、
   前記記憶部に対し、前記第１のデータのうち、前記第２のデータ以外の、前記アクセスの回数が相対的に少ない第３のデータをアクセスし、前記強誘電体メモリに対し、前記第２のデータをアクセスする制御部と、を含むことを特徴とする記憶装置。

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