JP2021140464A - ストレージ装置、ストレージシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不揮発性記憶部の劣化を抑制することが可能なストレージ装置、ストレージシステム及び方法を提供することにある。【解決手段】実施形態に係るストレージ装置は、不揮発性記憶部と、前記不揮発性記憶部と電気的に接続され、当該不揮発性記憶部を制御する制御部とを具備する。前記制御部は、前記不揮発性記憶部の記憶領域を論理的に分割することによって得られる複数の管理領域を管理し、有効期間が設定されたデータを含む書き込み要求が受信された場合に、前記複数の管理領域の中から当該有効期間に基づいて１つの第１管理領域を決定し、前記書き込み要求に含まれるデータを前記決定された第１管理領域に書き込み、前記第１管理領域に書き込まれたデータを消去する場合、当該データを含む当該第１管理領域に書き込まれている全てのデータを一括消去する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ストレージ装置、ストレージシステム及び方法に関する。

一般的に、例えばデータを一時的に保存することを目的として設計されたキャッシュサーバ等において用いられるストレージ装置には、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのような不揮発性記憶部（ストレージ素子）が用いられる。

このような不揮発性記憶部はその使用によって性能が変化（つまり、劣化）するため、使用回数を抑制することが不揮発性記憶部の劣化抑制に有用である。

特開２０１７−１２３１１０号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、不揮発性記憶部の劣化を抑制することが可能なストレージ装置、ストレージシステム及び方法を提供することにある。

実施形態に係るストレージ装置は、不揮発性記憶部と、前記不揮発性記憶部と電気的に接続され、当該不揮発性記憶部を制御する制御部とを具備する。前記制御部は、前記不揮発性記憶部の記憶領域を論理的に分割することによって得られる複数の管理領域を管理し、有効期間が設定されたデータを含む書き込み要求が受信された場合に、前記複数の管理領域の中から当該有効期間に基づいて１つの第１管理領域を決定し、前記書き込み要求に含まれるデータを前記決定された第１管理領域に書き込み、前記第１管理領域に書き込まれたデータを消去する場合、当該データを含む当該第１管理領域に書き込まれている全てのデータを一括消去する。

第１実施形態に係るストレージ装置の構成の一例を概略的に示すブロック図。 揮発性記憶部が制御部の内部に設けられる場合のストレージ装置の構成を示す図。 ストレージ装置の具体的な構成例を示す図。 管理領域の一例について説明するための図。 管理領域の他の例を示す図。 管理領域の更に別の例を示す図。 第１管理情報の一例を示す図。 基準時刻が更新された後の第１管理情報を示す図。 第１管理情報の他の例を示す図。 第１管理情報の更に別の例を示す図。 書き込み開始アドレスを管理する場合の第１管理情報の一例を示す図。 書き込み処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 書き込み先決定処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 書き込み先決定処理の処理手順の他の例を示すフローチャート。 書き込み先決定処理の具体例を示す図。 管理領域内にデータを書き込む領域を確保する処理の概要を示す図。 読み込み処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 第２管理情報の一例を示す図。 第２管理情報の他の例を示す図。 第２管理情報の更に別の例を示す図。 消去処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 削除処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 第２実施形態に係るストレージ装置の構成の一例を概略的に示すブロック図。 揮発性記憶部が制御部の内部に設けられる場合のストレージ装置の構成を示す図。 書き込み処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 第３管理情報の一例を示す図。 第３管理情報の他の例を示す図。 第３実施形態に係るストレージシステムの構成の一例を概略的に示すブロック図。 ストレージシステムの動作の一例を説明するための図。 ストレージシステムの動作の他の例を示す図。 ストレージシステムの動作の更に別の例を示す図。 第４管理情報の一例を示す図。 第５管理情報の一例を示す図。 書き込み処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 消去処理の処理手順の一例を示すフローチャート。 第４実施形態に係るストレージ装置の構成の一例を概略的に示すブロック図。 複数の管理領域と複数の不揮発性記憶部との関係性の一例について説明するための図。 書き込み先記憶部として決定される不揮発性記憶部について説明するための図。 追記書き込みを行う際の各不揮発性記憶部の書き込み位置を概念的に示す図。 不揮発性記憶部のグループ毎に管理される書き込み開始アドレスの一例を示す図。 複数の管理領域と複数の不揮発性記憶部との関係性の他の例について説明するための図。 第５実施形態に係るストレージシステムの構成の一例を概略的に示すブロック図。

以下、図面を参照して、各実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るストレージ装置の構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、ストレージ装置１０は、制御部１１、不揮発性記憶部（不揮発性メモリ）１２、揮発性記憶部（揮発性メモリ）１３及びインタフェース部１４を備える。

制御部１１は、ストレージ装置１０の動作を司る機能を有する。制御部１１は、例えば各種処理を実行するためのハードウェア回路として実装したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって実現されてもよいし、汎用的なプロセッサと当該プロセッサ上で実行されるソフトウェア（プログラム）とによって実現されてもよい。また、制御部１１は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。なお、詳細については後述するが、制御部１１は、データが書き込まれる領域（つまり、書き込み先）を決定する処理を実行する領域決定部１１ａを含む。

不揮発性記憶部１２は、各種データを保存することができるように構成されており、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、ＰＣＭ（Phase Change Memory）またはＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）等の不揮発性の半導体メモリによって実現される。なお、図１においては、ストレージ装置１０が４つの不揮発性記憶部１２を備えることが示されているが、ストレージ装置１０に備えられる不揮発性記憶部１２の数は４つ以外であってもよい。

揮発性記憶部１３は、例えば制御部１１において実行されるソフトウェアの一時的なバッファまたは不揮発性記憶部１２に対する一時的なバッファとして機能する。揮発性記憶部１３は、各種管理情報またはデータ等を一時的に保存するために用いられてもよい。揮発性記憶部１３は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性の半導体メモリによって実現される。

インタフェース部１４は、例えばホスト等の外部とストレージ装置１０とを接続する機能を有する。インタフェース部１４としては、例えばＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect） Ｅｘｐｒｅｓｓ（登録商標）またはＮＶＭ（Non-Volatile Memory） Ｅｘｐｒｅｓｓ（登録商標）等が用いられるが、これらに限定されない。

なお、制御部１１において実行されるソフトウェアの構成によっては、揮発性記憶部１３は制御部１１の外部に接続されなくても構わない。この場合、図２に示すように、揮発性記憶部１３は制御部１１の内部に設けられればよい。

図３は、図１に示すストレージ装置１０の具体的な構成例を示す。図３に示すように、ストレージ装置１０は、コントローラ１０１、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２及びＤＲＡＭ１０３を備える。図３に示すコントローラ１０１は、図１に示す制御部１１に相当する。また、図３に示すＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２は、図１に示す不揮発性記憶部１２に相当する。また、図３に示すＤＲＡＭ１０３は、図１に示す揮発性記憶部１３に相当する。なお、図３においては、図１に示すインタフェース部１４（に相当する構成）は省略されている。

コントローラ１０１は、ホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０１ａ、ＣＰＵ１０１ｂ、ＮＡＮＤインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０１ｃ及びＤＲＡＭインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０１ｄ等を含む。なお、ホストインタフェース１０１ａ、ＣＰＵ１０１ｂ、ＮＡＮＤインタフェース１０１ｃ及びＤＲＡＭインタフェース１０１ｄは、バス１０１ｅを介して互いに接続されている。

ホストインタフェース１０１ａは、ストレージ装置１０の外部に配置されるホストとの通信を実行するように構成されたホストインタフェース回路である。このホストインタフェース１０１ａは、例えばＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓコントローラ等であってもよい。ホストインタフェース１０１ａは、ホストからの様々な要求（コマンド）を受信する。これら要求には、データの書き込みを要求する書き込み要求及びデータの読み込み（読み出し）を要求する読み込み要求等が含まれる。

ＣＰＵ１０１ｂは、ホストインタフェース１０１ａ、ＮＡＮＤインタフェース１０１ｃ及びＤＲＡＭインタフェース１０１ｄを制御するように構成されたプロセッサである。ＣＰＵ１０１ｂは、ストレージ装置１０の電源オンに応答してＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２または図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）から制御プログラム（ファームウェア）をＤＲＡＭ１０３にロードし、当該制御プログラムを実行することによって様々な処理を行う。このＣＰＵ１０１ｂは、ホストからの様々な要求に対する処理を実行することができる。ＣＰＵ１０１ｂの動作は、ＣＰＵ１０１ｂによって実行される制御プログラムによって制御される。なお、ホストからの要求に対する処理の一部または全部は、コントローラ１０１内の専用ハードウェアによって実行されてもよい。

なお、ここではコントローラ１０１にＣＰＵ１０１ｂが含まれるものとして説明したが、コントローラ１０１がＣＰＵ１０１ｂを含む構成は一例であり、当該コントローラ１０１は、各種処理を実行するためのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアによって実現されてもよい。更に、コントローラ１０１は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。

ＮＡＮＤインタフェース１０１ｃは、ＣＰＵ１０１ｂの制御の下、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２を制御するように構成されたメモリ制御回路である。

なお、コントローラ１０１（制御部１１）は、ＮＡＮＤインタフェース１０１ｃを介してＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２（不揮発性記憶部１２）に電気的に接続される。すなわち、コントローラ１０１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２を制御するように構成されたメモリコントローラ（制御回路）である。

ＤＲＡＭインタフェース１４は、ＣＰＵ１０１ｂの制御の下、ＤＲＡＭ１０３を制御するように構成されたＤＲＡＭ制御回路である。

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２は、マトリクス状に配置された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイを含む。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２は、２次元構造のＮＡＮＤ型フラッシュメモリであってもよいし、３次元構造のＮＡＮＤ型フラッシュメモリであってもよい。

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２のメモリセルアレイは、複数のブロックＢＬＫ０〜ＢＬＫｍ−１を含む。ブロックＢＬＫ０〜ＢＬＫｍ−１の各々は多数のページ（ここでは、ページＰ０〜Ｐｎ−１）によって編成される。ブロックＢＬＫ０〜ＢＬＫｍ−１は、消去単位として機能する。ブロックは、「物理ブロック」、「消去ブロック」または「物理消去ブロック」と称されることがある。ページＰ０〜Ｐｎ−１の各々は、同一ワード線に接続された複数のメモリセルを含む。ページＰ０〜Ｐｎ−１は、データ書き込み動作及びデータ読み込み動作の単位である。

なお、上記したようにストレージ装置１０が４つのＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２（不揮発性記憶部１２）を備える構成の場合、コントローラ１０１に含まれるＮＡＮＤインタフェース１０１ｃには４つのチャンネルＣｈが接続されており、当該チャンネルの各々にＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２がそれぞれ接続される。

ＤＲＡＭ１０３には、例えば本実施形態に係るストレージ装置１０においてＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２に書き込まれるデータを管理するための管理情報が格納される。この管理情報の詳細については後述する。

ここで、本実施形態においては、ストレージ装置１０がデータを一時的に保存することを目的として設計されたキャッシュサーバ等に用いられる場合を想定する。キャッシュサーバにおいては、各種データがストレージ装置１０にキャッシュ（保存）されることになるが、当該データには当該データをキャッシュとして保持しておくべき期間（以下、有効期間と表記）が設定されている。なお、有効期間（valid term）は例えばライフタイムとも称される。

ところで、上記したストレージ装置１０に備えられる不揮発性記憶部１２（例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２）は使用回数によって劣化することが知られており、当該使用回数を抑制することが不揮発性記憶部１２の劣化を抑制するために有用である。

このため、本実施形態においては、データに設定されている有効期間を利用して当該データを管理することによって、当該不揮発性記憶部１２の劣化抑制（つまり、長寿命化）を実現する。

以下、本実施形態に係るストレージ装置１０において管理される不揮発性記憶部１２の記憶領域（不揮発性記憶領域）の概要について説明する。

本実施形態においては、図４に示すように、不揮発性記憶部１２の記憶領域を複数の領域（以下、管理領域と表記）に論理的に分割して管理する。図４に示す例では、不揮発性記憶部１２の記憶領域は、８つの管理領域２０１〜２０８に分割されている。なお、上記したようにストレージ装置１０がキャッシュサーバに用いられる場合、管理領域２０１〜２０８は、例えば図１に示す４つの不揮発性記憶部１２全体の記憶領域のうちデータのキャッシュに使用可能な記憶領域に相当する。なお、管理領域は、少なくとも１つ以上の基本書き換え単位で構成されるものとする。不揮発性記憶部１２がＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２である場合、基本書き換え単位は上記したブロックである。

ここで、管理領域２０１〜２０７には、有効期間が割り当てられている。具体的には、管理領域２０１には、例えば基準時刻から２４時間までの期間が有効期間として割り当てられている。なお、図４において、管理領域２０１に割り当てられている有効期間は「０Ｈ−２４Ｈ」と表記されている。これによれば、例えばデータに設定されている有効期間の終了時刻（日時）が基準時刻から２４時間までの間に該当する場合には、管理領域２０１が当該データの書き込み先となる。

一方、管理領域２０２には、基準時刻から２４時間を超えて４８時間までの期間が有効期間として割り当てられている。なお、図４において、管理領域２０２に割り当てられている有効期間は「２４Ｈ−４８Ｈ」と表記されている。これによれば、例えばデータに設定されている有効期間の終了時刻（日時）が基準時刻から２４時間を超えて４８時間までの間に該当する場合には、管理領域２０２が当該データの書き込み先となる。

ここでは、管理領域２０１及び２０２について説明したが、他の管理領域についても同様である。具体的には、管理領域２０３には基準時刻から４８時間を超えて７２時間までの期間（４８Ｈ−７２Ｈ）が有効期間として割り当てられており、管理領域２０４には基準時刻から７２時間を超えて９６時間までの期間（７２Ｈ−９６Ｈ）が有効期間として割り当てられており、管理領域２０５には基準時刻から９６時間を超えて１２０時間までの期間（９６Ｈ−１２０Ｈ）が有効期間として割り当てられており、管理領域２０６には基準時刻から１２０時間を超えて１４４時間までの期間（１２０Ｈ−１４４Ｈ）が有効期間として割り当てられており、管理領域２０７には基準時刻から１４４時間を超える期間（１４４Ｈ−）が有効期間として割り当てられている。

このような管理領域２０１〜２０７に割り当てられている有効期間によれば、データを不揮発性記憶部１２に書き込む際の書き込み先を、当該データに設定されている有効期間に応じた管理領域とすることができる。

なお、上記した基準時刻は、現在時刻ではなく、ストレージ装置１０において管理される管理領域（例えば、管理領域の数、サイズ及び当該管理領域に割り当てられる有効期間等）に応じて適宜設定される値である。基準時刻は、例えば午前０時０分０秒等の区切りとして使用される値としてもよいし、例えば午前４時３２分１０秒のような任意の値であってもよい。なお、基準時刻は定期的に更新される。

また、管理領域２０１〜２０７とは異なり、管理領域２０８には有効期間が割り当てられていない。このような管理領域２０８は、例えば「緩衝帯」と称され、他の管理領域２０１〜２０７に書き込むことができないデータを一時的に保存する、データを削除するタイミングを調整する、または上記した各管理領域２０１〜２０７のサイズを変更するような場合に使用する領域として設けられている。なお、管理領域２０８のような「緩衝帯」は必須ではないため、当該管理領域２０８は省略されていてもよい。また、管理領域２０８を「緩衝帯」として使用しない場合には、当該管理領域２０８にも有効期間が設定されてもよい。

ここで、図４に示す例では、データのキャッシュに利用可能な不揮発性記憶部１２の記憶領域全体を、管理領域２０１〜２０８のサイズ（容量）がそれぞれ同じになるように分割しているが、当該管理領域２０１〜２０８の各々のサイズは異なっていてもよい。具体的には、管理領域２０１〜２０８においては、図５に示すようにサイズが大きな領域（つまり、書き込み可能なデータ量が多い領域）とサイズが小さな領域（つまり、書き込み可能なデータ量が少ない領域）とが混在していてもよい。これによれば、例えばデータに設定される有効期間に偏り（周期）が存在する場合に、当該設定される場合が多い有効期間が割り当てられる管理領域のサイズを大きくすることにより、当該管理領域にデータを書き込むことができなくなるような事態の発生を抑制することができる。

また、図４に示す管理領域２０１〜２０６に割り当てられる有効期間の長さはそれぞれ２４時間であるが、図６に示すように、当該有効期間の長さは２４時間以外であってもよいし、当該有効期間の長さが管理領域２０１〜２０６間で異なっていてもよい。図６に示す例では、管理領域２０１には「０Ｈ−６Ｈ」、管理領域２０２には「６Ｈ−１２Ｈ」、管理領域２０３には「１２Ｈ−３６Ｈ」、管理領域２０４には「３６Ｈ−４２Ｈ」、管理領域２０５には「４２Ｈ−４８Ｈ」、管理領域２０６には「４８Ｈ−７２Ｈ」という有効期間が割り当てられている。換言すれば、図６に示す例では、６時間、６時間、２４時間を基準とした間隔で有効期間が割り当てられている。

更に、不揮発性記憶部１２の記憶領域を分割する数（つまり、管理領域の数）も８つである必要はない。例えば上記したように保存されるデータ量が周期的に変化することが判明している場合には、不揮発性記憶部１２の記憶領域は、当該周期に応じた数に分割されてもよい。具体的には、２４時間周期で１週間分のデータを保存するような場合には、不揮発性記憶部１２の記憶領域を上記した緩衝帯を含めて８つの管理領域に分割すればよい。一方、１２時間周期で１週間分のデータを保存するような場合には、緩衝帯を含めて１５（周期の２倍の数＋緩衝帯）の管理領域に不揮発性記憶部１２の記憶領域を分割してもよい。なお、記憶領域を分割する数は、周期に応じた数の１／２の数等としてもよい。

なお、管理領域のサイズ及び数や当該管理領域に割り当てられる有効期間は、例えばストレージ装置１０の起動時に静的に決定され、当該ストレージ装置１０の運用中は固定されていればよいが、例えば当該ストレージ装置１０の運用中に生じる事象が予め定められた条件を満たす場合に動的に変更されるような構成としてもよい。具体的には、例えば管理領域２０１〜２０８に書き込まれたデータ量を管理し、インタフェース部１４を介して当該データ量を外部に出力するようにストレージ装置１０が構成されている場合を想定する。この場合、ストレージ装置１０からの出力結果を用いて当該ストレージ装置１０の管理者が管理領域２０１〜２０８に書き込まれたデータ量の周期的な変化を検出することによって、管理領域のサイズ、数及び有効期間を調整するようにしてもよい。また、ストレージ装置１０からの出力結果に基づいて管理領域のサイズ、数及び有効期間が自動的に調整されるような構成を実現することも可能である。

本実施形態においては、上記したように不揮発性記憶部１２の記憶領域（管理領域）を管理するが、このような管理を実現するために、揮発性記憶部１３（ＤＲＡＭ１０３）には、第１管理情報（領域−有効期間対応表）が保持されている。

ここで、図７は、第１管理情報のデータ構造の一例を示す。第１管理情報によれば、基準時刻における管理領域と当該管理領域に割り当てられている有効期間との対応関係が管理される。

図７に示すように、第１管理情報は、管理領域情報と有効期間情報とを対応づけて含む。管理領域情報は管理領域を示す情報であり、当該管理領域情報としては例えば管理領域を一意に識別するための識別子を用いることができる。有効期間情報は、対応づけられている管理領域情報によって示される管理領域に割り当てられている有効期間を示す。

なお、図７は、上記した図４において説明した管理領域２０１〜２０８を管理するための第１管理情報の一例を示している。具体的には、図７に示す例では、第１管理情報には、管理領域情報「Ｎ１」に対応づけて有効期間情報「１４４Ｈ−」が含まれている。これによれば、管理領域情報「Ｎ１」によって示される管理領域（ここでは、管理領域２０７）に割り当てられている有効期間が基準時刻から１４４時間を超える期間であることが示されている。

また、図７に示す例では、第１管理情報には、管理領域情報「Ｎ２」に対応づけて有効期間情報「−」が保持されている。これによれば、管理領域情報「Ｎ２」によって示される管理領域（ここでは、管理領域２０８）には有効期間が割り当てられていない（つまり、管理領域２０８は「緩衝帯」である）ことが示されている。

更に、図７に示す例では、第１管理情報には、管理領域情報「Ｎ３」に対応づけて有効期間情報「０Ｈ−２４Ｈ」が保持されている。これによれば、管理領域情報「Ｎ３」によって示される管理領域（ここでは、管理領域２０１）に割り当てられている有効期間が基準時刻から２４時間までの期間であることが示されている。

また、図７に示す例では、第１管理情報には、管理領域情報「Ｎ４」によって示される管理領域（ここでは、管理領域２０２）に割り当てられている有効期間が基準時刻から２４時間を超えて４８時間までの期間であることが示されている。

ここでは、管理領域情報「Ｎ１」〜「Ｎ４」によって示される管理領域２０７、２０８、２０１及び２０２について説明したが、他の管理領域２０３〜２０６を示す管理領域情報及び当該管理領域２０３〜２０６に割り当てられている有効期間を示す有効期間情報についても同様に第１管理情報において管理されている。

ここで、例えば上記したようにデータに設定されている有効期間の終了時刻が基準時刻から２４時間を超えて４８時間までの間に該当する場合には、当該データは管理領域２０２（管理領域情報「Ｎ４」によって示される管理領域）に書き込まれるが、当該データが書き込まれた後、１日（２４時間）が経過した場合には、当該データの有効期間は２４時間分短くなる。

このため、本実施形態においては、上記した基準時刻を更新することによって、第１管理情報において管理されている有効期間を変更（更新）するものとする。なお、基準時刻の更新タイミングは、例えば管理領域に割り当てられている有効期間に基づいて決定される。図７に示すように有効期間情報によって示される有効期間の長さがそれぞれ２４時間である場合、基準時刻は２４時間毎に更新されればよい。具体的には、例えば基準時刻が「２月１日０時０分０秒」である場合、当該基準時刻は２月２日の０時０分０秒を経過した時点で「２月２日０時０分０秒」に更新されればよい。

このように基準時刻が更新された（つまり、基準時刻ｔが基準時刻ｔ＋２４Ｈに更新された）場合、図７に示す第１管理情報は、例えば図８に示す第１管理情報に更新される。図７に示す第１管理情報と図８に示す第１管理情報とを比較すると、第１管理情報において管理されている有効期間が２４時間ずつシフトしている。すなわち、例えば管理領域情報「Ｎ３」に対応づけて第１管理情報に含まれていた有効期間情報「０Ｈ−２４Ｈ」は、基準時刻の更新（つまり、２４時間が経過したこと）によって有効期間を経過したものと判別され、有効期間情報「−」に更新される。有効期間情報が「−」に更新された場合、当該有効期間情報に対応づけて第１管理情報に含まれている管理領域情報によって示される管理領域に格納されているデータは一括消去され、当該管理領域は例えば緩衝帯として用いられる。

一方、例えば管理領域情報「４Ｎ」に対応づけて第１管理情報に含まれていた有効期間情報「２４Ｈ−４８Ｈ」は、基準時刻の更新に応じて有効期間が短縮され、有効期間情報「０Ｈ−２４Ｈ」に更新される。換言すれば、管理領域情報「４Ｎ」によって示される管理領域に割り当てられている有効期間「２４Ｈ−４８Ｈ」は、管理領域情報「Ｎ３」に対応づけて第１管理情報に含まれている有効期間情報によって示される有効期間「０Ｈ−２４Ｈ」の経過に基づいて、当該「０Ｈ−２４Ｈ」に更新される。

なお、ここでは基準時刻の更新に応じて第１管理情報において管理されている有効期間（情報）が更新されるものとして説明したが、当該基準時刻の更新に応じて第１管理情報において管理されている管理領域（情報）を更新するようにしてもよい。

また、上記したように管理領域及び当該管理領域に割り当てられている有効期間の対応関係を管理することができるのであれば、第１管理情報のデータ構造は図７及び図８において説明した以外であっても構わない。

具体的には、第１管理情報は、図９に示すように、管理領域情報及び有効期間情報に対応づけて順序（順番）を更に含むようなデータ構造を有していてもよい。図９に示す第１管理情報によれば、順序「１」に対応づけられている管理領域情報「Ｎ３」によって示される管理領域には、基準時刻から２４時間までの期間（つまり、最初の２４Ｈの期間）が有効期間として割り当てられていることが示されている。同様に、順序「２」に対応づけられている管理領域情報「Ｎ４」によって示される管理領域は有効期間の観点で管理領域情報「Ｎ３」によって示される管理領域の次に配置される管理領域であり、当該管理領域には、基準時刻から２４時間を超えて４８時間までの期間（つまり、２番目の２４Ｈの期間）が有効期間として割り当てられていることが示されている。このような第１管理情報によれば、基準時刻が更新される度に順序を１つずつ減少させることで、当該各有効期間が割り当てられている管理領域を適切に管理することができる。

図９に示す第１管理情報は表形式で示されているが、第１管理情報は、例えば図１０に示す順序リストのような形式であっても構わない。なお、図９及び図１０に示す第１管理情報は、上記した図７と概ね同一の内容を表している。

更に、本実施形態において、例えば１つの管理領域にデータが書き込まれる場合、当該データは、当該管理領域に既に書き込まれているデータの終端から追記するように当該管理領域に書き込まれる（すなわち、当該管理領域に対して追記書き込みを行う）。このため、ストレージ装置１０においては、各管理領域に対する次の書き込みの開始点（以下、書き込み開始アドレスと表記）を管理しておくことが好ましい。この場合、書き込み開始アドレスは、図１１に示すように第１管理情報に含まれていてもよい。図１１に示す例のように管理領域情報「Ｎ１」に対応づけて第１管理情報に書き込み開始アドレス「Ａ１」が含まれている場合には、管理領域情報「Ｎ１」によって示される管理領域に次に書き込まれるデータは、アドレス「Ａ１」から書き込まれればよい。

なお、図示されていないが、第１管理情報においては、各管理領域のサイズ（の情報）等が更に管理されていてもよい。

以下、本実施形態に係るストレージ装置１０の動作について説明する。まず、図１２のフローチャートを参照して、不揮発性記憶部１２にデータを書き込む際の処理（以下、書き込み処理と表記）の処理手順の一例について説明する。なお、以下の説明においては、不揮発性記憶部１２に書き込まれるデータを対象データと称する。

ここで、本実施形態においては、ストレージ装置１０において上記した第１管理情報が管理されている前提で、当該ストレージ装置１０がキー・バリュー・ストア（ＫＶＳ）型のストレージ装置として動作するものとして説明する。

まず、制御部１１（コントローラ１０１）は、例えばホストから書き込み要求を受信する（ステップＳ１）。ステップＳ１において受信される書き込み要求には、対象データ（不揮発性記憶部１２に書き込まれるべきデータ）と当該対象データを読み書きする際のインデックスに相当するキー（当該対象データに割り当てられたキー）とが含まれる。なお、本実施形態において、書き込み要求に含まれる対象データには、有効期間が設定されているものとする。

ステップＳ１の処理が実行されると、制御部１１は、当該ステップＳ１において受信された書き込み要求の正当性を確認（チェック）する（ステップＳ２）。ステップＳ２においては、書き込み要求に対象データ及びキーが含まれているか否か、当該キーが所定のフォーマットに一致するものであるか否か、対象データに設定されている有効期間が正当なものであるか否か等が確認される。ステップＳ２の処理が実行されることによって、制御部１１は、ステップＳ１において受信された書き込み要求に正当性があるか否かを判定する（ステップＳ３）。

書き込み要求に正当性があると判定された場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、制御部１１に含まれる領域決定部１１ａは、ステップＳ１において受信された書き込み要求に含まれる対象データの書き込み先を決定するための処理（以下、書き込み先決定処理と表記）を実行する（ステップＳ４）。この書き込み先決定処理においては、上記したように不揮発性記憶部１２の記憶領域を論理的に分割することによって得られる複数の管理領域の中から、対象データが書き込まれる管理領域が決定される。なお、書き込み先決定処理の詳細については後述する。

ステップＳ４の処理が実行されると、当該ステップＳ４において決定された管理領域（つまり、書き込み先）に対象データが書き込まれる（ステップＳ５）。

ここで、上記したＫＶＳ型のストレージ装置１０の場合、対象データを読み込む際にはキーが指定される。すなわち、上位アプリケーション（ホスト）はストレージ装置１０に対して対象データが書き込まれている「場所」に相当するアドレスを指定しないため、キーと当該キーが割り当てられている対象データが実際に書き込まれているアドレスとの対応関係をストレージ装置１０の内部で管理する必要がある。

このため、ステップＳ５の処理が実行された場合、制御部１１は、上記した揮発性記憶部１３（ＤＲＡＭ１０３）に格納されている第２管理情報（情報管理表）を更新する（ステップＳ６）。なお、第２管理情報は、ストレージ装置１０（不揮発性記憶部１２）におけるデータの保存先（書き込み先）を管理するための情報である。このように第２管理情報を更新することによって、後の読み込み処理において対象データを正常に読み込むことが可能な状態となる。なお、第２管理情報の具体的なデータ構造については後述する。

ステップＳ６の処理が実行されると、ステップＳ１において受信された書き込み要求に対する応答として、当該書き込み要求に対する処理（つまり、対象データを不揮発性記憶部１２に書き込む処理）が正常に実行されたことを示す応答（正常応答）がホストに対して返される（ステップＳ７）。

なお、図１２には示されていないが、第１管理情報において書き込み開始アドレスが管理されている場合、対象データがステップＳ４において決定された管理領域に書き込まれることによって、当該管理領域（を示す管理領域情報）に対応づけて第１管理情報に含まれる書き込み開始アドレスが更新される。

一方、上記した書き込み要求に正当性がないと判定された場合（ステップＳ３のＮＯ）、当該書き込み要求に対する応答として、当該書き込み要求に対する処理（つまり、対象データを不揮発性記憶部１２に書き込む処理）が正常に実行されないことを示す応答（エラー応答）がホストに対して返される（ステップＳ８）。

次に、図１３のフローチャートを参照して、上記した書き込み先決定処理（図１２に示すステップＳ４の処理）の処理手順の一例について説明する。図１３に示す書き込み先決定処理は、上記したように制御部１１に含まれる領域決定部１１ａによって実行される。

まず、領域決定部１１ａは、図１２に示すステップＳ１において受信された書き込み要求に含まれる対象データに設定されている有効期間を取得する（ステップＳ１１）。

次に、領域決定部１１ａは、揮発性記憶部１３（ＤＲＡＭ１０３）に格納されている第１管理情報を参照して、ステップＳ１１において取得された有効期間の終了時刻を包含する有効期間を示す有効期間情報（以下、該当有効期間情報と表記）を検索する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１１において取得された有効期間の終了時刻とは、例えば図１２に示すステップＳ１において書き込み要求が受信された時刻（現在時刻）に有効期間を加算した時刻（日時）である。

領域決定部１１ａは、ステップＳ１２の処理の結果に基づいて、第１管理情報に該当有効期間情報（ステップＳ１１において取得された有効期間のエントリ）があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

第１管理情報に該当有効期間情報があると判定された場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、領域決定部１１ａは、該当有効期間情報に対応づけて第１管理情報に含まれる管理領域情報によって示される管理領域（以下、対象管理領域と表記）の空き容量を取得する（ステップＳ１４）。

なお、対象管理領域の空き容量は、当該対象管理領域のサイズ（容量）及び当該対象管理領域に既に書き込まれているデータのサイズ等に基づいて取得することができる。また、対象管理領域の空き容量は、例えば当該対象管理領域の書き込み開始アドレス等を利用して取得されても構わない。

次に、領域決定部１１ａは、ステップＳ１４において取得された対象管理領域の空き領域に基づいて、当該対象管理領域に対象データを書き込むことが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５においては、対象データのサイズとステップＳ１４において取得された対象管理領域の空き容量とを比較し、当該対象データのサイズが対象管理領域の空き容量よりも小さい場合に対象データを書き込むことが可能であると判定される。一方、対象データのサイズが対象管理領域の空き容量よりも大きい場合には、対象データを書き込むことが可能でないと判定される。

対象管理領域に対象データを書き込むことが可能であると判定された場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、領域決定部１１ａは、対象管理領域を対象データの書き込み先として決定する（ステップＳ１６）。

一方、第１管理情報に該当有効期間情報がないと判定された場合（ステップＳ１３のＮＯ）または対象管理領域に対象データを書き込むことが可能でないと判定された場合（ステップＳ１５のＮＯ）、ホストからの書き込み要求に対する応答としてエラー応答が返される（ステップＳ１７）。

上記した書き込み先決定処理によれば、対象データに設定されている有効期間が割り当てられた（当該有効期間に該当する）管理領域を当該対象データの書き込み先として決定することができる。

ここで、上記した図１３に示す書き込み先決定処理においては、第１管理情報に該当有効期間情報がないと判定された場合及び対象管理領域に対象データを書き込むことが可能でないと判定された場合にエラー応答が返されるものとして説明したが、当該エラー応答を返す回数を減少させることが好ましい。

以下、図１４のフローチャートを参照して、エラー応答を返す回数を減少させる書き込み先決定処理の処理手順の一例について説明する。

まず、上記したステップＳ１１〜Ｓ１６の処理に相当するステップＳ２１〜Ｓ２６の処理が実行される。

ここで、ステップＳ２３において第１管理情報に該当有効期間情報がないと判定された場合（ステップＳ２３のＮＯ）または対象管理領域に対象データを書き込むことが可能でないと判定された場合（ステップＳ２５のＮＯ）、領域決定部１１ａは、第１管理情報に存在する全ての有効期間情報（つまり、有効な全ての管理領域の集合）をＳとする（ステップＳ２７）。

次に、領域決定部１１ａは、Ｓのうち、有効期間が最も長い管理領域（つまり、基準時刻から最も遠い有効期間を示す有効期間情報に対応づけて第１管理情報に含まれる管理領域情報によって示される管理領域）をＡとする（ステップＳ２８）。

ステップＳ２８の処理が実行されると、領域決定部１１ａは、Ａの空き容量を取得する（ステップＳ２９）。なお、ステップＳ２９の処理は、上記したステップＳ２４の処理と同様の処理である。

領域決定部１１ａは、ステップＳ２９において取得されたＡの空き領域に基づいて、当該Ａに対象データを書き込むことが可能であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、ステップＳ３０の処理は、上記したステップＳ２５の処理と同様の処理である。

Ａに対象データを書き込むことが可能であると判定された場合（ステップＳ３０のＹＥＳ）、領域決定部１１ａは、対象データの書き込み先としてＡを決定する（ステップＳ３１）。

一方、Ａに対象データを書き込むことが可能でないと判定された場合（ステップＳ３０のＮＯ）、ＳからＡを除いた管理領域（の集合）を新たなＳにする（ステップＳ３２）。

ステップＳ３２の処理が実行された場合、領域決定部１１ａは、Ｓが存在するか否かを判定する（ステップＳ３３）。

Ｓが存在すると判定された場合（ステップＳ３３のＮＯ）、ステップＳ２８に戻って処理が繰り返される。

一方、Ｓが存在しないと判定された場合（ステップＳ３３のＹＥＳ）、ホストからの書き込み要求に対する応答としてエラー応答が返される（ステップＳ３４）。

上記したように図１４に示す書き込み先決定処理においては、該当有効期間情報（対象データに設定されている有効期間の終了時刻を包含する有効期間を示す有効期間情報）が第１管理情報に存在しない場合または対象管理領域（当該有効期間を示す有効期間情報に対応づけて第１管理情報に含まれる管理領域情報によって示される管理領域）に対象データを書き込むことができない場合であっても、選択可能な管理領域（第１管理情報に含まれる管理情報によって示される管理領域）に対象データを書き込むことが可能であるか否かを有効期間が長い順に判定し、当該対象データを書き込むことが可能であると判定された管理領域に対象データを書き込むことができる。

なお、図１５は、図１４に示す書き込み先決定処理の具体例を示している。図１５に示す例では、管理領域２０１（０Ｈ−２４Ｈの有効期間に割り当てられている管理領域）に対象データＸを書き込むことができる空き容量が存在しない場合に、当該対象データＸを管理領域２０７（１４４Ｈを超える有効期間が割り当てられている管理領域）を書き込み先として決定することを示している。これによれば、対象データに設定されている有効期間を保証しながら、エラー応答が返される回数を低減することが可能となる。

また、図１４に示す書き込み先決定処理においては、例えば対象データに設定されている有効期間の偏りが大きい場合または有効期間が設定されていない対象データを含む書き込み要求が多い場合等には、特定の有効期間が割り当てられている管理領域が必要以上に使用されてしまう可能性がある。このため、図１４に示すステップＳ２７以降の処理によってデータが書き込まれる領域（以下、エラー対応領域と表記）は、管理領域の各々において制限されていてもよい。この場合、ステップＳ２９及びＳ３０の処理は、Ａのうちのエラー対応領域を対象として実行されればよい。この各管理領域におけるエラー対応領域は、固定されていてもよいし、当該管理領域の使用状況に応じて動的に変化させてもよい。

また、上記したように有効期間が割り当てられていない管理領域（緩衝帯）が存在する場合、当該管理領域をエラー対応領域として用いてもよい。つまり、対象データは有効期間が割り当てられていない管理領域に書き込まれてもよい。

ここで、図１４に示す書き込み先決定処理においては、有効期間が長い管理領域を優先的に対象データの書き込み先として決定するものとして説明したが、例えば空き領域が最も多い管理領域を書き込み先として決定してもよいし、対象データに設定されている有効期間に近い有効期間が割り当てられている管理領域を書き込み先として決定してもよい。更に、書き込み頻度及び読み込み頻度が少ない管理領域を対象データの書き込み先として決定してもよい。

すなわち、本実施形態において、対象データの書き込み先は、複数の管理領域の各々に割り当てられている有効期間、当該管理領域の空き容量、当該管理領域に対する書き込み頻度及び読み込み頻度の少なくとも１つに基づいて決定すればよい。なお、各管理領域における書き込み頻度及び読み込み頻度は、書き込み処理及び読み込み処理の実行に応じてストレージ装置１０において管理されているものとする。

上記したように対象データに設定されている有効期間が割り当てられている管理領域（規定の管理領域）に書き込むことができずに他の管理領域に保存された対象データの数やサイズは、ストレージ装置１０において把握することができるが、更に、当該ストレージ装置１０の利用者や管理者、当該ストレージ装置１０に種々の要求を発行するホスト（上で動作するソフトウェア）が適切に把握することができるようにしてもよい。これによれば、規定の管理領域に書き込むことができずに他の管理領域に保存された対象データ（つまり、有効期間が異なるデータ）が頻繁に書き込まれる管理領域のサイズを拡大する、または後述するようにデータを消去する際に未使用の領域（データが書き込まれていない領域）が多い管理領域のサイズを縮小する等の対応を行うことができる。

なお、書き込み要求に含まれる対象データを異なる複数の管理領域に書き込む処理は実行されないものとする。換言すれば、１つの書き込み要求で通知された対象データの一部だけを異なる管理領域に保存する処理は行わない。

しかしながら、例えば対象データのサイズが１つの管理領域よりも大きい場合には、当該対象データに設定されている有効期間が割り当てられている管理領域及び１つ以上の当該管理領域以外の管理領域に当該対象データを書き込む（保存する）ようにしてもよい。この場合における規定の管理領域以外の管理領域は、例えば図１４に示すステップＳ２７以降の処理等によって決定することができる。上記したように対象データの一部だけを別の領域に書き込む場合には、異なる管理領域に書き込まれた対象データ（各断片）の対応関係を維持するためのメタ情報を併せて管理（保存）しておく必要がある。このメタ情報は、例えば通常のデータの末尾に追記するまたは第２管理情報に特別なフィールドを追加する等によって管理するようにしてもよい。

なお、対象データの全てを書き込む必要がない場合には、当該対象データを分割し、当該対象データの一部のみを書き込むようにしてもよい。

上記した図１４に示す書き込み先決定処理においては、既に書き込まれているデータには変更を加えることなく、未使用の領域（データが書き込まれていない領域）に対象データを書き込むものとして説明したが、例えば対象データに設定されている有効期間に割り当てられている管理領域内に当該対象データを書き込む領域を確保する（既に書き込まれているデータを当該対象データで上書きする）ようにしてもよい。これによれば、ストレージ装置１０に確保された管理領域の範囲を超えて、有効期間が異なるデータが混ざり合うことがない。

ここで、図１６を参照して、管理領域内に対象データを書き込む領域を確保する処理の概要について説明する。

ここでは、対象データＸのサイズをＬとし、当該対象データＸに設定されている有効期間が３分間である場合を想定する。また、３分間の有効期間が設定されている対象データＸは有効期間（０Ｈ−２４Ｈ）に割り当てられている管理領域２０１に書き込まれるべきであるが、当該管理領域２０１の空き容量のサイズがＬ´（＜Ｌ）であるものとする。この場合、対象データＸは管理領域２０１の空き領域に書き込むことはできないため、当該対象データＸのサイズＬから空き領域のサイズＬ´を減算した値（つまり、現時点で管理領域２０１に書き込むことができない対象データのサイズＬ−Ｌ´）に相当する領域を当該管理領域２０１内に確保する。具体的には、管理領域２０１の先頭からサイズＬ−Ｌ´を超える消去単位サイズの領域に書き込まれているデータを消去する。これによれば、対象データＸの前半部（対象データＸの一部）を管理領域２０１の空き領域（サイズＬ´）に書き込むとともに、当該対象データＸの後半部（対象データＸの他部）を他のデータを消去することによって確保された領域（Ｌ−Ｌ´を超える消去単位サイズ）に書き込むことができる。なお、管理領域２０１の先頭から書き込まれているデータが複数の消去単位サイズにまたがって管理されているようなデータである場合には、当該消去単位サイズの整数倍のサイズに相当するデータを消去するようにしてもよい。

図１６において説明したように管理領域２０１に書き込まれているデータを消去する場合には、当該データが書き込まれている場所（当該データの書き込み先）と当該データに割り当てられているキーとの対応関係（つまり、対応するエントリ）を第２管理情報から削除する処理を併せて実行する。このように第２管理情報から対応するエントリを削除することで、外部のアプリケーション（ホスト）が読み込みを要求したとしても、「値が保存されていない（既に、データが消去されている）」というエラー応答を返すことが可能となる。

なお、本実施形態においては、ストレージ装置１０をキャッシュサーバ等に用いる場合を想定している。この場合、仮にストレージ装置１０において保存されているデータ（キャッシュ）が消去されたとしても、当該データ自体は異なるサーバ装置等において管理されているため、当該データの消去による不具合は生じないと考えられる。

ここで、上記したように管理領域に既に書き込まれているデータを消去する場合には対応するエントリを第２管理情報から削除するものとして説明したが、当該対応するエントリの削除は、例えば管理領域のサイズを変更する場合または不揮発性記憶部１２（ストレージ素子）の劣化によってデータの読み込みが困難となった場合のように、管理領域に既に書き込まれているデータ（保存済みのデータ）をストレージ装置１０の都合により消去せざるを得ない場合についても同様に実行される。これによれば、ストレージ装置１０を含むストレージシステムとして齟齬が生じない運用が可能となる。

なお、ストレージ装置１０の都合でデータが消去される場合には、当該消去されるデータを事前にホスト（または当該ホスト上で動作するアプリケーション）に通知するような構成としてもよい。この場合、消去されるデータは、ホストに対して割り込みをかけて特定のメッセージ（コマンド）を用いて通知されてもよいし、または別の要求に対する応答の付加情報として通知されてもよい。これによれば、ホスト側でストレージ装置１０の状態変化を迅速に把握することができるため、当該ホスト上で動作するアプリケーション上で管理している有効期間の情報を適切に更新することが可能となる。

次に、図１７のフローチャートを参照して、不揮発性記憶部１２からデータを読み込む際の処理（以下、読み込み処理と表記）の処理手順の一例について説明する。なお、以下の説明においては、不揮発性記憶部１２から読み込まれるデータを対象データと称する。

まず、制御部１１（コントローラ１０１）は、例えばホストから読み込み要求を受信する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１において受信される読み込み要求には、対象データ（不揮発性記憶部１２から読み込まれるべきデータ）に割り当てられているキーが含まれる。

ステップＳ４１の処理が実行されると、制御部１１は、当該ステップＳ４１において受信された読み込み要求の正当性を確認（チェック）する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２においては、読み込み要求に含まれているキーが所定のフォーマットに一致するものであるか否か等が確認される。ステップＳ４２の処理が実行されることによって、制御部１１は、ステップＳ４１において受信された読み込み要求に正当性があるか否かを判定する（ステップＳ４３）。

読み込み要求に正当性があると判定された場合（ステップＳ４３のＹＥＳ）、制御部１１は、揮発性記憶部１３に格納されている第２管理情報から、当該読み込み要求に含まれるキー（以下、対象キーと表記）を検索する（ステップＳ４４）。

ここで、図１８は、第２管理情報のデータ構造の一例を示す。図１８に示すように、第２管理情報によれば、不揮発性記憶部１２（管理領域）に書き込まれているデータ毎に、当該データに割り当てられているキー、当該データが書き込まれている場所に相当する物理アドレス及び当該データのサイズの対応関係が管理される。

図１８に示す例では、第２管理情報は、例えばキー「Ｋ１」、物理アドレス「ＰＡ１」及びサイズ「Ｌ１」を対応づけて含む。これによれば、キー「Ｋ１」が割り当てられているデータが書き込まれている物理アドレスがＰＡ１であり、当該データのサイズがＬ１であることが示されている。

また、第２管理情報は、例えばキー「Ｋ２」、物理アドレス「ＰＡ１＋Ｌ１」及びサイズ「Ｌ２」を対応づけて含む。これによれば、キー「Ｋ１」が割り当てられているデータが書き込まれている物理アドレスがＰＡ１＋Ｌ１（つまり、物理アドレス「ＰＡ１」から書き込まれたサイズがＬ１であるデータの終端に相当する物理アドレス）であり、当該データのサイズがＬ２であることが示されている。

なお、第２管理情報においては、上記した以外にも、管理領域に書き込まれている全てのデータについてキー、物理アドレス及びサイズの対応関係が管理されている。

再び図１７に戻ると、制御部１１は、ステップＳ４４の処理が実行された結果に基づいて、第２管理情報に対象キーがあるか否かを判定する（ステップＳ４５）。

第２管理情報に対象キーがあると判定された場合（ステップＳ４５のＹＥＳ）、制御部１１は、当該第２管理情報において対象キーに対応づけられている物理アドレスに基づいて、当該対象キーに対応づけられているサイズの対象データを不揮発性記憶部１２から読み込む（ステップＳ４６）。この場合、不揮発性記憶部１２から読み込まれた対象データは、ステップＳ４１において受信された読み込み要求に対する正常応答（成功応答）としてホストに返される。

一方、上記した読み込み要求に正当性がないと判定された場合（ステップＳ４３のＮＯ）または第２管理情報に対象キーがないと判定された場合（ステップＳ４５のＮＯ）、当該読み込み要求に対する処理（つまり、不揮発性記憶部１２から対象データを読み込む処理）が正常に実行されないことを示す応答（エラー応答）がホストに対して返される（ステップＳ４７）。すなわち、例えば読み込み要求（に含まれる対象キー）が正当である場合であっても、第２管理情報に当該対象キー（つまり、適切なエントリ）がない場合には、エラー応答が返される。このように読み込み処理時においては、ストレージ装置１０は単純なデータベースのように振る舞い、応答を返すだけでよい。

なお、読み込み処理の際に対象データの有効期間を確認するような構成としてもよい。この場合、第２管理情報が有効期間を示す情報（有効期間情報）を更に含むようにすればよい。ただし、正確な有効期間の情報は上位アプリケーション（ホスト）側で管理されていることが一般的であるため、ストレージ装置１０が有効期間を確認する構成を必ずしも有している必要はない。

ここで、上記した図１８においては第２管理情報にキー、物理アドレス及びサイズが含まれる場合について説明したが、当該第２管理情報は、管理領域をまたがって物理アドレスが一意に設定されている（つまり、物理アドレスに基づいて管理領域及び当該管理領域内のデータが書き込まれている場所を一意に特定することが可能である）場合を想定している。

すなわち、例えば管理領域毎に物理アドレスが再割り当てされている（１つの管理領域内のデータが書き込まれている場所を特定することは可能であるが、当該物理アドレスのみでは管理領域を特定することができない）場合には、図１９に示すようにキーが割り当てられているデータが書き込まれている管理領域の情報（管理領域情報）を更に含む第２管理情報を管理しておく必要がある。

また、上記したように第２管理情報が有効期間を示す情報（有効期間情報）を含む場合は、図２０に示すような第２管理情報とすればよい。

次に、図２１のフローチャートを参照して、不揮発性記憶部１２からデータを消去する際の処理（以下、消去処理と表記）について説明する。なお、図２１に示す消去処理は、例えば上記した第１管理情報（において管理されている有効期間情報）を更新するタイミングで実行されるが、異なるタイミングで実行されてもよい。

まず、制御部１１は、第１管理情報が更新された結果、有効期間を経過したデータの管理領域（以下、消去領域と表記）を当該第１管理情報から検索する（ステップＳ５１）。

制御部１１は、ステップＳ５１の処理の結果に基づいて、消去領域があるか否かを判定する（ステップＳ５２）。

ここで、基準時刻から２４時間が経過したことによって、上記した図７に示す第１管理情報が図８に示す第１管理情報に更新された場合を想定する。この場合、管理領域情報「Ｎ３」に対応づけられている有効期間「０Ｈ−２４Ｈ」が「−」に更新されているため、当該管理領域情報「Ｎ３」によって示される管理領域が消去領域に相当し、ステップＳ５２においては消去領域があると判定される。

上記したように消去領域があると判定された場合（ステップＳ５２のＹＥＳ）、制御部１１は、消去領域に書き込まれている（保存されている）全てのデータを一括消去する（ステップＳ５３）。

なお、第２管理情報において管理されている各キーのエントリは、当該キーが割り当てられているデータに設定されている有効期間が経過した時点で削除されるが、消去領域に書き込まれていたデータ（つまり、消去されたデータ）に割り当てられているキーが第２管理情報に存在している（残存している）場合には当該キーに対応するエントリを第２管理情報から削除する処理が実行される。

一方、消去領域がないと判定された場合（ステップＳ５２のＮＯ）、図２１に示す処理は終了される。

なお、ステップＳ５３の処理は、ステップＳ５２において消去領域があると判定された時点で即座に実行されてもよいし、予め設定されたタイマーが作動するタイミングで実行してもよい。更に、ステップＳ５３の処理は、データの書き込み処理及び読み込み処理が多く実行される時間帯を避けて実行されてもよいし、ストレージ装置１０において他のデータが消去されるタイミングと重複しないタイミングで実行されてもよい。

データを消去する際は特定の管理領域（消去領域）に対して制御部１１がデータを消去するための処理を実行するが、例えば不揮発性記憶部１２がＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２である場合にはブロック単位の消去となるため、当該管理領域を構成するブロックに対してデータを消去するための処理が実行される。

ここでは、第１管理情報（において管理されている有効期間情報）が更新されるタイミングで有効期間が経過した管理領域に書き込まれているデータが自動的に消去される場合について説明したが、例えばホスト（上位アプリケーション）からの要求に応じて特定のデータを削除する処理を実行することも可能である。

以下、図２２に示すフローチャートを参照して、ホストからの要求に応じて特定のデータを削除する際の削除処理の処理手順の一例について説明する。なお、以下の説明において、不揮発性記憶部１２から削除するデータを対象データと称する。

まず、制御部１１（コントローラ１０１）は、例えばホストから削除要求を受信する（ステップＳ６１）。ステップＳ６１において受信される削除要求には、対象データ（不揮発性記憶部１２から削除されるべきデータ）に割り当てられているキーが含まれる。

ステップＳ６１の処理が実行されると、制御部１１は、当該ステップＳ６１において受信された削除要求の正当性を確認（チェック）する（ステップＳ６２）。ステップＳ６２においては、削除要求に含まれているキーが所定のフォーマットに一致するものであるか否か等が確認される。ステップＳ６２の処理が実行されることによって、制御部１１は、ステップＳ５１において受信された削除要求に正当性があるか否かを判定する（ステップＳ６３）。

削除要求に正当性があると判定された場合（ステップＳ６３のＹＥＳ）、制御部１１は、揮発性記憶部１３に格納されている第２管理情報から、当該削除要求に含まれるキー（以下、対象キーと表記）を検索する（ステップＳ６４）。

制御部１１は、ステップＳ５４の処理が実行された結果に基づいて、第２管理情報に対象キーがあるか否かを判定する（ステップＳ６５）。

第２管理情報に対象キーがあると判定された場合（ステップＳ６５のＹＥＳ）、制御部１１は、対象キー、当該対象キーに対応づけられている物理アドレス及びサイズ（つまり、対象キーのエントリ）を第２管理情報から削除する（ステップＳ６６）。ステップＳ６６の処理が実行された場合、ステップＳ６１において受信された削除要求に対する正常応答がホストに返される。

このように削除処理は、第２管理情報に対する処理（対象キーのエントリの削除処理）のみで完了する。すなわち、図２２に示す削除処理では、実際に不揮発性記憶部１２から対象データを消去する処理は実行されず、当該対象データの消去は上記した図２１に示す消去処理によって実現される。上記したように本実施形態においては、不揮発性記憶部１２から実際にデータを消去する処理を消去処理、データを読み込むことができない状態にするために第２管理情報から対象キーのエントリを削除する処理を削除処理として区別している。以下の他の実施形態においても同様である。

ここで、本実施形態においては不揮発性記憶部１２に書き込まれるデータに有効期間が設定されているものとして説明したが、当該データに設定される有効期間の例について説明する。

まず、有効期間としては、例えばデータをネットワーク経由で受信する際に通信プロトコルで通知される有効期間（例えば、ＨＴＴＰのＣｈａｃｈｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドに含まれる有効期間）を利用することができる。

また、ストレージ装置１０の管理者が事前に設定する期間を有効期間として利用してもよい。この場合、有効期間は、データの種類毎に設定されてもよい。具体的には、例えばテキストデータ、画像データ、動画データ、その他等の種類に分類した上で、当該種類毎に有効期間を付与することができる。また、データのサイズ毎または区間毎（サイズＳ１〜Ｓ２、サイズＳ２〜Ｓ３、…）に有効期間を設定するようにしてもよい。

更に、有効期間は、データの生成元（オリジンサーバまたは一次保存元）またはドメイン名毎に管理者が事前に設定するようにしてもよい。

また、有効期間は、データを取得する際に要したコストに基づいて設定されてもよい。この場合、例えばデータをダウンロードする際に長い時間を要した場合には、長い有効期間を設定するようなことができる。

なお、ストレージ装置１０は上記した有効期間を直接把握することはできないため、当該有効期間は、ホスト（上で動作するアプリケーション）側で適切に把握した上で、上記した書き込み要求等を介して当該ホストからストレージ装置１０に通知されるものとする。

上記したように本実施形態においては、不揮発性記憶部１２の記憶領域を論理的に分割することによって得られる複数の管理領域を管理し、有効期間が設定されたデータを含む書き込み要求が受信された場合に、当該複数の管理領域の中から当該有効期間に基づいて１つの管理領域（第１管理領域）を決定し、当該書き込み要求に含まれるデータを当該決定された管理領域に書き込む。また、本実施形態においては、管理領域に書き込まれたデータを消去する場合、当該データを含む当該管理領域に書き込まれている全てのデータを一括消去する。具体的には、本実施形態においては、特定の管理領域に割り当てられている有効期間の経過に応じて、当該管理領域に書き込まれている全てのデータが一括消去される。

なお、本実施形態においては、複数の管理領域に対してそれぞれ重複しない有効期間が割り当てられており、書き込み要求に含まれるデータに設定されている有効期間の終了時刻を包含する有効期間が割り当てられている管理領域が当該データの書き込み先として決定される。

更に、本実施形態において、複数の管理領域は第１有効期間（例えば、０Ｈ−２４Ｈ）が割り当てられている第１管理領域及び当該第１有効期間よりも長い第２有効期間（例えば、２４Ｈ−４８Ｈ）が割り当てられている第２管理領域を含み、第１管理領域に割り当てられている第１有効期間が経過した場合、当該第２管理領域に割り当てられている第２有効期間は第１有効期間に基づいて更新（短縮）される。

本実施形態においては、上記したように複数の管理領域の各々に割り当てられている異なる有効期間を適切に管理し、当該有効期間が経過した管理領域のデータ全体を一括して消去する構成であるため、不揮発性記憶部１２に書き込まれたデータ単位での消去を実行するような構成と比べて、データが消去された後の領域を有効に利用することができる。換言すれば、本実施形態においては、不揮発性記憶部１２の内部でのガベージコレクション（不要な記憶領域を解放する処理）の発生を抑制し、当該不揮発性記憶部１２における書き込み回数を必要最小限に抑えることができる。これによれば、ストレージ装置１０において用いられる不揮発性記憶部１２（ストレージ素子）の使用回数を抑制することにより、当該不揮発性記憶部１２の劣化を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態においては、書き込み要求に含まれるデータを管理領域に既に書き込まれているデータの終端から追記する（当該管理領域の使用済み部分の末尾に追記する）ものとする。これによれば、管理領域にデータを書き込む際に当該データを書き込むことができる領域を探索する処理負荷を低減することができる。

更に、本実施形態においては、データに設定されている有効期間が割り当てられている管理領域の空き領域が不足している場合には、当該データの一部を当該管理領域の空き領域に書き込むとともに、当該データの他部（残り）を書き込むことが可能なサイズの容量を確保するために当該管理領域の先頭に書き込まれている他のデータを消去することによって、当該データの他部を当該管理領域の先頭から書き込む。

なお、データに設定されている有効期間が割り当てられている管理領域の空き領域が不足している場合には、当該データを他の管理領域（例えば、当該有効期間よりも長い有効期間が割り当てられている管理領域）に書き込むようにしてもよい。このデータが書き込まれる他の管理領域は、複数の管理領域の各々に割り当てられている有効期間、当該管理領域の空き容量、当該管理領域の書き込み頻度及び読み込み頻度の少なくとも１つに基づいて決定される。また、データに設定されている有効期間が割り当てられている管理領域の空き領域が不足している場合、当該データは、有効期間が割り当てられていない管理領域（緩衝帯）に書き込まれてもよい。

このような構成によれば、書き込み処理におけるエラー応答の回数を減少させることができるため、円滑な書き込み処理を実現することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。前述した第１実施形態においてはストレージ装置１０がＫＶＳ型のストレージ装置として動作するものとして説明したが、本実施形態は、ＫＶＳ（キーを用いたデータの管理）ではなくアドレスを用いたデータの管理を行う点が当該第１実施形態とは異なる。

図２３は、本実施形態に係るストレージ装置の構成を概略的に示すブロック図である。なお、図２３においては、前述した図１と同様の部分には同一参照符号を付して、その詳しい説明を省略する。ここでは、図１と異なる部分について主に述べる。

図２３に示すように、本実施形態に係るストレージ装置１０における制御部１１は、アドレス変換部１１ｂを含む。アドレス変換部１１ｂは、ストレージ装置１０（不揮発性記憶部１２）内でデータが書き込まれた場所を特定する内部アドレスと外部のホストに対して通知する外部アドレスとの変換を行うための機能部である。なお、本実施形態において、内部アドレスとはストレージ装置１０において管理される論理アドレスであり、外部アドレスとはホストにおいて管理されている論理アドレスである。

本実施形態においては、内部アドレス及びホストに対して通知する外部アドレスとの対応関係を管理する第３管理情報（アドレス変換情報）が揮発性記憶部１３に格納されているものとする。

なお、前述した第１実施形態と同様に、揮発性記憶部１３は制御部１１の外部に接続されなくても構わない。この場合、図２４に示すように、揮発性記憶部１３は制御部１１の内部に設けられればよい。

次に、図２５に示すフローチャートを参照して、本実施形態における書き込み処理の処理手順の一例について説明する。なお、以下の説明においては、不揮発性記憶部１２に書き込まれるデータを対象データと称する。

まず、前述した図１２に示すステップＳ１〜Ｓ５の処理に相当するステップＳ７１〜Ｓ７５の処理を実行する。

なお、前述した図１２に示すステップＳ１において受信される書き込み要求には対象データに割り当てられているキー及び対象データが含まれるが、ステップＳ７１において受信される書き込まれる書き込み要求には対象データのみが含まれる。

また、ステップＳ７５においてはステップＳ７４において決定された管理領域（つまり、書き込み先）に対象データが書き込まれるが、当該対象データが書き込まれたストレージ装置１０において管理されている論理アドレス（内部アドレス）に対応する外部アドレス（ホストにおいて管理される論理アドレス）は、当該ホスト側の制御と整合するように制御部１１によって生成される。

次に、アドレス変換部１１ｂは、揮発性記憶部１３に格納されている第３管理情報を更新する（ステップＳ７６）。

ここで、図２６は、第３管理情報のデータ構造の一例を示す。図２６に示すように、第３管理情報には、内部アドレス及び外部アドレスが対応づけて含まれる。

図２６に示す例では、第３管理情報には、内部アドレス「Ｆ−ＬＡ１」及び外部アドレス「Ｓ−ＬＡ１」が対応づけて含まれる。これによれば、ストレージ装置１０において管理されている論理アドレス「Ｆ−ＬＡ１」に書き込まれたデータが、ホストにおいては論理アドレス「Ｓ−ＬＡ１」に書き込まれたとして管理されていることが示されている。

なお、第３管理情報には、不揮発性記憶部１２（管理領域）に書き込まれているデータ毎に、内部アドレス及び外部アドレスの対応関係が含まれている。

このような第３管理情報により、アドレス変換部１１ｂにおける内部アドレス及び外部アドレス間のアドレス変換を実現することができる。

なお、図２６に示す第３管理情報は、ストレージ装置１０の内部で一意に内部アドレスが定められている場合を想定している。内部アドレスが管理領域毎に定められている場合には、図２７に示すように当該内部アドレスに対応する管理領域を示す管理領域情報が更に第３管理情報に含まれていればよい。

再び図２５に戻ると、ステップＳ７６においては、ステップＳ７５において対象データが書き込まれた内部アドレス及び上記したように制御部１１によって生成された外部アドレスを対応づけて第３管理情報に登録することによって当該第３管理情報が更新される。

ステップＳ７６の処理が実行されると、ステップＳ７１において受信された書き込み要求に対する応答として、当該書き込み要求に対する処理（つまり、対象データを不揮発性記憶部１２に書き込む処理）が正常に実行されたことを示す応答（正常応答）がホストに対して返される（ステップＳ７７）。なお、ステップＳ７７においてホストに返される正常応答には、上記したステップＳ７６において第３管理情報に登録された外部アドレスが含まれる。

一方、ステップＳ７３において書き込み要求に正当性がないと判定された場合（ステップＳ７３のＮＯ）、前述した図１２に示すステップＳ８の処理に相当するステップＳ７８の処理が実行される。この場合、アドレスが無効であることを示す情報（例えば、ＮＵＬＬ等）がエラー応答としてホストに返される。

なお、本実施形態においても前述した第１実施形態と同様に読み込み処理及び削除処理が実行されるが、本実施形態における読み込み処理及び削除処理は、対象データに割り当てられているキーに変えて、当該対象データが書き込まれた内部アドレス及び外部アドレスが用いられればよい。

具体的には、読み込み処理の場合は、対象データが書き込まれたとしてホストにおいて管理されている外部アドレスがホストからの読み込み要求に含まれており、第３管理情報を参照して当該外部アドレスから変換された内部アドレスに基づいて対象データが読み込まれる。削除処理の場合は、対象データが書き込まれたとしてホストにおいて管理されている外部アドレスがホストからの削除要求に含まれており、第３管理情報から当該外部アドレス及び内部アドレスの対応関係（つまり、対応するエントリ）を削除すればよい。なお、本実施形態における消去処理は、前述した第１実施形態と同様である。

上記したように本実施形態においては、ストレージ装置１０がＫＶＳ型のストレージ装置として動作するのではなくアドレスを用いてデータを管理するように動作する場合であっても、前述した第１実施形態と同様に、不揮発性記憶部１２の使用回数を抑制し、当該不揮発性記憶部１２の劣化を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態においては、書き込み処理においてホストからストレージ装置１０に対して外部アドレス（論理アドレス）を通知せず、ストレージ装置１０側で適切な外部アドレスを生成してホストに通知するものとして説明したが、データを不揮発性記憶部１２に書き込む際にホスト側で決定された外部アドレスをストレージ装置１０に通知する構成としてもよい。この場合には、ホストから通知された外部アドレス及びデータが書き込まれた内部アドレス（ストレージ装置１０において管理される論理アドレス）の対応関係を第３管理情報において管理すればよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。前述した第１及び第２実施形態においてはホスト側で管理領域（不揮発性記憶部の記憶領域の分割状態や管理状況）を把握する必要がない構成について説明したが、本実施形態は、ホストが当該管理領域に書き込まれるデータの管理を行う点で、当該第１及び第２実施形態とは異なる。なお、本実施形態においては、ストレージ装置とホストとが一体として動作するストレージシステムとして説明する。

図２８は、本実施形態に係るストレージシステムの構成を概略的に示すブロック図である。

図２８に示すように、ストレージシステム２０は、ストレージ装置２１、制御部２２、揮発性記憶部２３及びＩ／Ｏインタフェース部２４を備える。

ストレージ装置２１は、前述した第１及び第２実施形態における不揮発性記憶部１２に相当する不揮発性記憶部２１１を備える。なお、ストレージ装置２１の動作を制御するためのコントローラ等については、図２８においては省略されている。

なお、本実施形態において、ストレージ装置２１は、不揮発性記憶部２１１の記憶領域を複数の管理領域に分割するとともに、追記書き込みによりデータを当該複数の管理領域の各々に保存して管理することができるように構成されているものとする。

制御部２２は、所定のアプリケーションプログラムを実行し、ストレージ装置２１に対してデータの書き込み及び読み込み等を指示するＩ／Ｏ命令を発行する。

揮発性記憶部２３は、制御部２２で実行されるアプリケーションプログラムが一時的に使用する記憶部である。

Ｉ／Ｏインタフェース部２４は、例えば制御部２２がストレージシステム２０の外部とデータを交換する際に利用するネットワークインタフェース等を含む。Ｉ／Ｏインタフェース部２４は、ストレージシステム２０とキーボードまたはマウス等との間に設けられるインタフェース等であってもよい。ストレージシステム２０には複数のインタフェースが接続されている可能性が高いが、図２８においては簡略化して示している。

ここで、制御部２２は、アプリケーション実行部２２ａ、領域決定部２２ｂ及びデータ管理部２２ｃを含む。

アプリケーション実行部２２ａは、上記したアプリケーションプログラムを実行するための機能部である。

領域決定部２２ｂは、データが書き込まれるストレージ装置２１内の領域（管理領域）を決定するための機能部である。

データ管理部２２ｃは、ストレージ装置２１にデータが書き込まれた場合に、当該データの書き込み先（保存先）の情報を管理するための機能部である。

なお、上記したアプリケーション実行部２２ａ、領域決定部２２ｂ及びデータ管理部２２ｃは、制御部２２に実装されるＣＰＵ等の汎用的なプロセッサ（演算部）によって実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。

次に、本実施形態に係るストレージシステム２０の動作例について説明する。ここでは、上記したようにストレージ装置２１に対してデータの書き込み及び読み込み等を指示するＩ／Ｏ命令を発行するアプリケーションプログラムがアプリケーション実行部２２ａにおいて実行される場合に、当該アプリケーションプログラムがＫＶＳプログラムを用いるものとして説明する。ＫＶＳプログラムは、データに割り当てられたキーを用いて当該データを管理するために動作するプログラムである。なお、上記した制御部２２に含まれる領域決定部２２ｂ及びデータ管理部２２ｃは、このＫＶＳプログラムが実行されることによって実現される機能部である。

まず、図２９に示すように、アプリケーション実行部２２ａにおいて実行されるアプリケーション（プログラム）１がストレージ装置２１に対してデータの書き込み（Ｓｅｔ）を実行する場合、当該データ及び当該データに割り当てられたキーに加えて、当該データに設定されている有効期間がアプリケーション１からＫＶＳプログラムに通知される。

この場合、ＫＶＳプログラムは、アプリケーション１から通知された有効期間に基づいて適切な管理領域（書き込み先）を決定し、データをストレージ装置２１に書き込む処理を実行する。データの書き込み先を決定する処理は領域決定部２２ｂによって実行されるが、当該処理は前述した第１実施形態において説明した通りであるため、ここではその詳しい説明を省略する。

なお、本実施形態に係るストレージシステム２０に備えられるストレージ装置２１がアドレスを用いたインタフェースを提供しており、かつ、制御部２２が追記書き込みを行うように制御する必要がある場合には、ＫＶＳプログラムは、書き込み先として決定された管理領域及びデータが書き込まれるべき外部アドレス（ホストにおいて管理されている論理アドレス）を指定して、当該データをストレージ装置２１に書き込む（Ｗｒｉｔｅ）。

ストレージ装置２１からＫＶＳプログラムに対してはデータの書き込み処理の成否が応答として返され、当該応答は、ＫＶＳプログラムからアプリケーション１に返される。

一方、アプリケーション実行部２２ａにおいて実行されるアプリケーション（プログラム）Ｎがストレージ装置２１に対してデータの読み込み（Ｇｅｔ）を実行する場合、当該データに割り当てられているキーがアプリケーションＮからＫＶＳプログラムに通知される。

この場合、ＫＶＳプログラムは、アプリケーションＮから通知されたキー、当該キーが割り当てられているデータが書き込まれたとしてＫＶＳプログラム（ホスト）において管理されている外部アドレス及び当該データのサイズを指定することによって、ストレージ装置２１からデータを読み込む（Ｒｅａｄ）。このようにストレージ装置２１から読み込まれたデータは、アプリケーションＮに返される。

なお、上記したデータに割り当てられているキー、当該データの書き込み先となる管理領域、当該データが書き込まれた外部アドレス及び当該データのサイズ等の対応関係については、ＫＶＳプログラムにおいて管理されているものとする。

図２９においては制御部２２が追記書き込みを行うように制御する場合について説明したが、ストレージ装置２１側が自律的に追記書き込みを行う構成であってもよい。この場合には、ＫＶＳプログラムは、図３０に示すように管理領域（書き込み先）を指定してデータをストレージ装置２１に書き込み、当該データが書き込まれたとしてＫＶＳプログラムにおいて管理される外部アドレスを書き込み処理の結果としてストレージ装置２１から受け取ればよい。

更に、ストレージ装置２１がＫＶＳのインタフェースを提供している場合には、ＫＶＳプログラムは、図３１に示すように管理領域及びキーを指定してデータをストレージ装置２１に書き込むようにすればよい。

上記したように制御部２２（ホスト）がストレージ装置２１の不揮発性記憶部２１１（の記憶領域）を管理する場合、当該ストレージ装置２１の実装形態によって複数の処理方法が考えられる。この場合、ストレージ装置２１の実装形態（処理方法）によって、データ管理部２２ｃにおいて管理すべき情報も異なる。

上記した図２９に示すようにストレージシステム２０が動作する場合、データ管理部２２ｃは、図３２に示すようにキー、サイズ、有効期間（を示す有効期間情報）、管理領域（を示す管理領域情報）及び外部アドレスの対応関係を管理するための第４管理情報と、図３３に示すような各管理領域に対する次の書き込み開始アドレスを管理するための第５管理情報とを管理する。なお、図３２に示す第４管理情報において管理される有効期間情報は、対応するキーが割り当てられているデータに設定されている有効期間を示しており、当該データが書き込まれた管理領域に割り当てられている有効期間を示す情報ではない。また、外部アドレスが全ての領域にまたがって一意に設定されている場合には、第４管理情報において管理領域情報は省略されても構わない。

図３０に示すようにストレージシステム２０が動作する場合についても同様に図３２及び図３３に示すような第４及び第５管理の情報がデータ管理部２２ｃによって管理される。なお、図３０に示す動作例においては、書き込み処理が成功した場合に外部アドレスが決定される（ストレージ装置２１から通知される）ため、第４管理情報において管理される外部アドレスについては、書き込み処理が成功した後に第４管理情報に追加（登録）される。

また、図３１に示すようにストレージシステム２０が動作する場合には、図３２に示す第４管理情報から外部アドレスを除いた情報をデータ管理部２２ｃが管理すればよい。すなわち、図３１に示す動作例においては、ストレージ装置２１がＫＶＳのインタフェースを搭載しているため、アドレスに関する情報（外部アドレス及び書き込み開始アドレス）をデータ管理部２２ｃが管理する必要はない。

ここで、本実施形態において、制御部２２に含まれる領域決定部２２ｂは、データに設定されている有効期間に基づいて当該データの書き込み先となる管理領域を決定する処理（書き込み先決定処理）を実行するが、当該管理領域を管理する機能（以下、領域管理機能と表記）を更に有するものとする。この領域管理機能には、管理領域の作成、削除及びサイズの変更等が含まれる。

例えばストレージ装置２１が初期状態である場合には、管理領域を作成する必要がある。この場合、制御部２２（に含まれるアプリケーション実行部２２ａ）において実行される所定のプログラム（初期設定プログラム等）を通じて、領域決定部２２ｂ（の領域管理機能）は、管理領域の数やサイズ、有効期間の区切り（つまり、当該管理領域に割り当てられる有効期間）を決定する。領域決定部２２ｂは、このように決定された内容に基づいて各管理領域を作成する要求（領域作成コマンド）をストレージ装置２１に発行（送信）する。

領域決定部２２ｂによって発行された領域作成コマンドに対応する処理をストレージ装置２１が実行すると、領域決定部２２ｂは、ストレージ装置２１から当該領域作成コマンドに対する応答を受信する。ストレージ装置２１から受信された応答が正常応答（つまり、正常に管理領域が作成されたことを示す応答）であれば、前述した第１管理情報に適切なエントリ（つまり、作成された管理領域と当該管理領域に割り当てられた有効期間との対応関係）を登録（追加）する。なお、ストレージ装置２１から受信された応答がエラー応答（つまり、正常に管理領域が作成されないことを示す応答）であれば、制御部２２において適切なエラー処理が行われる。

ところで、例えば本実施形態に係るストレージシステム２０で取り扱うデータの特性が大きく変化した際には、ストレージ装置２１の不揮発性記憶領域（管理領域）を再構築する必要がある。この場合、領域決定部２２ｂは、管理領域を削除する要求（領域削除コマンド）をストレージ装置２１に対して発行してもよい。

領域決定部２２ｂによって発行された領域削除コマンドに対応する処理をストレージ装置２１が実行すると、領域決定部２２ｂは、ストレージ装置２１から領域削除コマンドに対する応答を受信する。ストレージ装置２１から受信された応答が正常応答（つまり、正常に管理領域が削除されたことを示す応答）であれば、第１管理情報から適切なエントリ（つまり、削除された管理領域と当該管理領域に割り当てられた有効期間との対応関係）を削除する。なお、ストレージ装置２１から受信された応答がエラー応答（つまり、正常に管理領域が削除されないことを示す応答）であれば、制御部２２において適切なエラー処理が行われる。なお、管理領域のサイズの変更を行う場合も同様に、管理領域のサイズを変更する要求（サイズ変更コマンド）が領域決定部２２ｂからストレージ装置２１に対して発行される。

また、管理領域の数や順番を維持したまま、サイズのみを変更する場合もあり得る。ストレージ装置２１がこのようなサイズのみの変更に対応している場合には、適切な要求（コマンド）をストレージ装置２１に発行して、当該サイズを変更してもよい。この場合、各管理領域に書き込まれている（保存されている）データの保持を考慮せずに当該管理領域のサイズを変更してもよいし、各管理領域に書き込まれているデータ（の量）を考慮して未使用領域のみを変化させてもよい。なお、例えば第１管理情報において各管理領域のサイズが管理されている場合には、ストレージ装置２１からの正常応答（つまり、正常に管理領域のサイズが変更されたことを示す応答）に応じて、第１管理情報（の対応するエントリ）が更新される。

次に、図３４のフローチャートを参照して、本実施形態に係るストレージシステム２０における書き込み処理の処理手順の一例について説明する。ここでは、ストレージシステム２０が図２９に示すように動作する場合を想定している。なお、以下の説明においては、ストレージ装置２１の不揮発性記憶部２１１に書き込まれるデータを対象データと称する。

まず、アプリケーション実行部２２ａにおいてアプリケーションプログラムが実行されることによって書き込み要求が発生した場合、制御部２２は、当該書き込み要求を取得する（ステップＳ８１）。ステップＳ８１において取得される書き込み要求には、対象データと当該対象データに割り当てられたキーとが含まれる。また、対象データには、有効期間が設定されている。

ステップＳ８１の処理が実行されると、制御部２２は、前述した図１２に示すステップＳ２〜Ｓ４の処理に相当するステップＳ８２〜Ｓ８４の処理を実行する。なお、上記した図２９に示すようにストレージシステム２０が動作する場合、ステップＳ８４においては、書き込み先となる管理領域を決定するとともに、当該管理領域に対する次の書き込み開始アドレスを第５管理情報から取得（決定）する。

次に、制御部２２は、ステップＳ８４において決定された管理領域（を示す管理領域情報）、対象データが書き込まれるものとして管理されている外部アドレス（ホストにおいて管理されている論理アドレス）及び対象データを含む書き込み要求をストレージ装置２１に対して発行する（ステップＳ８５）。なお、書き込み要求に含まれる外部アドレスは、上記した書き込み開始アドレスと同一の値である。

ステップＳ８５の処理が実行されると、当該ステップＳ８５において発行された書き込み要求に基づく対象データの書き込みがストレージ装置２１において行われ、当該書き込み要求に対する応答がストレージ装置２１から制御部２２に返される。

ここで、制御部２２は、ストレージ装置２１から返された応答が正常応答であるか否かを判定する（ステップＳ８６）。

ストレージ装置２１から返された応答が正常応答であると判定された場合（ステップＳ８６のＹＥＳ）、データ管理部２２ｃは、ステップＳ８５においてストレージ装置２１に対して発行された書き込み要求に含まれる管理領域、外部アドレス（書き込み開始アドレス）及び対象データ等に基づいて、上記した第４及び第５管理情報を更新する（ステップＳ８７）。

具体的には、ステップＳ８７においては、対象データに割り当てられているキー、当該対象データのサイズ及び当該対象データに設定されている有効期間（を示す有効期間情報）と、書き込み要求に含まれる管理領域（を示す管理領域情報）及び外部アドレスとを対応づけて第４管理情報に登録する。

更に、ステップＳ８７においては、書き込み要求に含まれる管理領域に対する次の書き込み開始アドレス（つまり、第５管理情報）が、対象データ（つまり、当該管理領域に書き込まれた対象データ）のサイズに基づいて更新される。

なお、上記したようにストレージ装置２１から返された応答が正常応答である（つまり、対象データが正常にストレージ装置２１に書き込まれた）場合、当該ストレージ装置２１においては、上記した第３管理情報（アドレス変換情報）を更新する処理が実行される。

ステップＳ８７の処理が実行された場合、ステップＳ８１において取得された書き込み要求に対する応答として、正常応答がアプリケーション実行部２２ａにおいて実行されているアプリケーションプログラムに対して返される。

一方、ステップＳ８３において書き込み要求に正当性がないと判定された場合（ステップＳ８３のＮＯ）またはステップＳ８６においてストレージ装置２１から返された応答が正常応答でない（つまり、エラー応答である）と判定された場合（ステップＳ８６のＮＯ）、ステップＳ８１において取得された書き込み要求に対する応答として、エラー応答がアプリケーション実行部２２ａにおいて実行されているアプリケーションプログラムに対して返される（ステップＳ８９）。

ここではストレージ装置２１にデータを書き込む際の書き込み処理について説明したが、読み込み処理及び削除処理については前述した第１実施形態と同様に書き込み処理に準じて実行されればよいため、ここではその詳しい説明を省略する。

次に、図３５に示すフローチャートを参照して、ストレージシステム２０における消去処理の処理手順の一例について説明する。なお、図２１に示す消去処理は、データ管理部２２ｃにおいて管理されている第１管理情報（において保持されている有効期間情報）を更新するタイミングで実行されるが、異なるタイミングで実行されてもよい。

まず、制御部２２は、前述した図２１に示すステップＳ５１及びＳ５２の処理に相当するステップＳ９１及びＳ９２の処理を実行する。

ステップＳ９２において消去領域があると判定された場合（ステップＳ９２のＹＥＳ）、制御部２２は、当該消去領域（有効期間が経過した管理領域）を指定した消去要求をストレージ装置２１に対して発行する（ステップＳ９３）。

ステップＳ９３の処理が実行されると、制御部２２によって発行された消去要求に基づく消去処理（消去領域に書き込まれている全てのデータを一括消去する処理）がストレージ装置２１において実行され、当該消去要求に対応する応答がストレージ装置２１から制御部２２に返される。

ここで、制御部２２は、ストレージ装置２１から返された応答が正常応答であるか否かを判定する（ステップＳ９４）。

ストレージ装置２１から返された応答が正常応答であると判定された場合（ステップＳ９４のＹＥＳ）、データが一括消去された消去領域がデータ管理部２２ｃに通知される（ステップＳ９５）。これにより、データ管理部２２ｃは、消去領域に書き込まれていたデータに割り当てられているキーのエントリが第４管理情報に存在している場合には、当該エントリを削除する（つまり、当該第４管理情報を更新する）ことができる。

ここでは消去領域がデータ管理部２２ｃに通知されるものとして説明したが、例えば第４管理情報に管理領域（を示す管理領域情報）が含まれていない場合には、ステップ９５の処理は省略されても構わない。

なお、上記したようにストレージ装置２１から返された応答が正常応答である（つまり、消去領域に書き込まれているデータが一括消去された）場合、当該ストレージ装置２１においては、上記した第３管理情報（アドレス変換情報）を更新する処理が実行される。

一方、ストレージ装置２１から返された応答が正常応答でない（つまり、エラー応答である）と判定された場合（ステップＳ９４のＮＯ）、例えばアプリケーション実行部２２ａにおいて実行されるアプリケーションプログラムにエラー応答が返されて処理が終了される。

図３５においてはステップＳ９３において発行された消去要求がストレージ装置２１に対して確実にデータの消去を指示する要求（コマンド）であるものとして説明したが、当該消去要求は、消去領域に書き込まれているデータを参照することができない状態にする要求であってもよいし、当該消去領域自体を削除して管理領域を再作成する複数の要求（コマンド群）であってもよい。

上記したように本実施形態においては、ホスト側から制御可能なストレージ装置２１の不揮発性記憶部２１１）の記憶領域を論理的に分割した上で、当該ホストの指示により有効期間に基づいて決定された複数の管理領域のうちの１つの適切な管理領域にデータを書き込む構成とすることで、前述した第１実施形態と同様に当該不揮発性記憶部２１１の劣化を抑制することが可能なストレージシステムを実現することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態においては、ストレージ装置が特性の異なる複数の不揮発性記憶部を備える構成を想定している。具体的には、前述した第１〜第３実施形態においては、不揮発性記憶部の記憶領域を分割することによって得られる複数の管理領域の中からデータの書き込み先となる管理領域を決定するための情報として当該データに設定されている有効期間を使用したが、本実施形態においては、当該データが書き込まれる不揮発性記憶部の選択にも当該有効期間を用いる。

図３６は、本実施形態に係るストレージ装置の構成を概略的に示すブロック図である。なお、図３６においては、前述した図１と同様の部分には同一参照符号を付して、その詳しい説明を省略する。ここでは、図１と異なる部分について主に述べる。

図３６に示すように、本実施形態に係るストレージ装置１０における制御部１１は、記憶部決定部１１ｃを含む。記憶部決定部１１ｃは、領域決定部１１ａにおいて定められている制約の下で、データに設定されている有効期間に基づいて複数の不揮発性記憶部１２のうちのデータ書き込まれる１つの不揮発性記憶部１２を決定する機能を有する。なお、不揮発性記憶部１２が例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２である場合には、記憶部決定部１１ｃは、不揮発性記憶部１２の記憶領域を構成する１つ以上のブロック（物理ブロック）を決定する。なお、ブロックとは、上記したようにＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１０２における基本書き換え単位である。

ここで、図３７を参照して、本実施形態に係るストレージ装置において管理される複数の管理領域（不揮発性記憶部１２の記憶領域が論理的に分割された複数の領域）と複数の不揮発性記憶部１２との関係性について説明する。

以下の説明においては、複数の不揮発性記憶部１２は、不揮発性記憶部Ａ〜Ｄを含むものとして説明する。図３７に示す例では、不揮発性記憶部ＡはＱＬＣ（Quadruple Level Cell）方式のＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、不揮発性記憶部Ｂ及びＣはＴＬＣ（Triple Level Cell）方式のＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、不揮発性記憶部ＤはＳＬＣ（Single Level Cell）方式のＮＡＮＤ型フラッシュメモリである場合を想定している。このような不揮発性記憶部Ａ〜Ｄはそれぞれ特性が異なる。具体的には、不揮発性記憶部Ａ〜Ｄは、例えば不揮発性記憶部Ａ、Ｂ（Ｃ）、Ｄの順に耐久性が高くなる一方で、不揮発性記憶部Ｄ、Ｂ（Ｃ）、Ａの順にデータを書き込むことができる容量（記憶領域のサイズ）が大きくなる。

図３７に示すように、不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの各々の記憶領域は、前述した図４と同様に管理領域２０１〜２０８に分割して管理されているものとする。この場合、例えば管理領域２０１は、不揮発性記憶部Ａ（ＱＬＣ）の記憶領域を構成する少なくとも１つのブロック、不揮発性記憶部Ｂ（ＴＬＣ）の記憶領域を構成する少なくとも１つのブロック、不揮発性記憶部Ｃ（ＴＬＣ）の記憶領域を構成する少なくとも１つのブロック、不揮発性記憶部Ｄ（ＳＬＣ）の記憶領域を構成する少なくとも１つのブロックによって構成されている。ここでは、管理領域２０１について説明したが他の管理領域２０２〜２０８についても同様である。

なお、管理領域２０１〜２０８は、ストレージ装置１０において固定的に定められた領域であってもよいし、例えば領域決定部１１ａの管理領域を管理する機能（領域管理機能）によって適切なタイミングで構成（作成）されてもよい。すなわち、本実施形態においては、複数の管理領域２０１〜２０８の各々が特性の異なる複数の不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの記憶領域にまたがって構成されていればよい。

以下、本実施形態に係るストレージ装置１０の動作の一例について説明する。ここでは、図３７に示す管理領域２０１〜２０８が構成されている状態で、当該管理領域２０１〜２０８の各々には図３８に示すように有効期間が割り当てられているものとする。

例えば有効期間として１時間が設定されているデータ３０１を書き込む場合、領域決定部１１ａは、前述した第１実施形態において説明した書き込み先決定処理によって管理領域２０１を当該データ３０１の書き込み先として決定する。

このように決定された管理領域２０１は不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの各々の記憶領域（少なくとも１つのブロック）から構成されているところ、記憶部決定部１１ｃは、当該不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの中から１つの不揮発性記憶部（以下、書き込み先記憶部と表記）を決定する。

ここで、本実施形態における記憶部決定部１１ｃの処理の一例について説明する。本実施形態において、記憶部決定部１１ｃは、データの保持時間に影響を与える不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの各々の特性に基づいて書き込み先記憶部（ブロック）を決定する。なお、書き込み先記憶部を決定するための判断材料である不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの特性には、例えば鮮度（書き込み回数または消去回数）、多値度（ＳＬＣ／ＭＬＣ／ＴＬＣ／ＱＬＣ等）、制御方法（データを書き込む際の電気的特性による保持時間の長短）等が含まれる。なお、本実施形態において、「鮮度がよい」とは、不揮発性記憶部における書き込み回数及び消去回数が少ないことをいう。また、本実施形態において、「多値度」とは、不揮発性記憶部に書き込むことが可能なデータの量（メモリセルのレベル）に相当し、不揮発性記憶部Ａ（ＳＬＣ）、Ｂ及びＣ（ＴＬＣ）、Ｄ（ＱＬＣ）の順に多値度が高くなる。また、書き込み先記憶部を決定するための判断材料として制御方法を用いる場合には、制御部１１は決定された書き込み先記憶部（ブロック）に対して適切な方法でデータを書き込むような制御を行うことができるように構成されているものとする。

また、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、ＮＯＲ型フラッシュメモリ、ＳＴＴ−ＲＡＭ、ＲｅＲＡＭまたはＰＣＭ等の異なる種類の不揮発性記憶部が混在している不揮発性記憶部Ａ〜Ｄを用いる場合には、記憶部決定部１１ｃは、当該不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの各々におけるデータの保持方式に基づいて書き込み先記憶部を決定するようにしてもよい。

更に、記憶部決定部１１ｃは、ストレージ装置１０において書き込まれるデータに対して推定される読み込みの頻度に基づいて書き込み先記憶部を決定してもよい。なお、想定される読み込みの頻度は、例えばデータに設定されている有効期間から推定してもよいし、当該データの一部（例えば、データの先頭部分に保持されている当該データを特徴づけるメタ情報等）から推定してもよい。

記憶部決定部１１ｃによる書き込み先記憶部を決定する処理はストレージ装置１０の実装に依存するため、本実施形態においては限定しないが、その一例としては、例えばデータに設定されている有効期間の長短と鮮度とを対応させることが考えられる。具体的には、例えば長い有効期間が設定されているデータの場合は、鮮度がよい不揮発性記憶部（の記憶領域を構成するブロック）を書き込み先記憶部として決定する。これによれば、長期間保存する必要があるデータについては、劣化が進んでいないと推測される不揮発性記憶部に書き込むようにすることができる。

また、データに設定されている有効期間と多値度とを対応させてもよい。具体的には、例えば長い有効期間が設定されているデータの場合は、多値度が低い不揮発性記憶部（にの記憶領域を構成するブロック）を書き込み先記憶部として決定する。これによれば、長期間保存する必要があるデータについては、耐久性の高い不揮発性記憶部（例えば、ＳＬＣ方式の不揮発性記憶部）に書き込むようにすることができる。

上記したようにここで説明した書き込み先記憶部を決定する処理は一例であり、書き込み先記憶部は他の処理が実行されることによって決定されても構わない。

ここで、図３８に示すデータ３０１に設定されている有効期間は上記したように１時間であり比較的短い。このため、データ３０１は、管理領域２０１中の例えば多値度が高い不揮発性記憶部Ａ（ＱＬＣ）の記憶領域に書き込まれている。

詳しい説明については省略するが、有効期間として５０時間が設定されているデータ３０２は、管理領域２０３中の不揮発性記憶部Ｂの記憶領域に書き込まれている。また、有効期間として２００時間が設定されているデータ３０３は、管理領域２０７中の不揮発性記憶部Ｄの記憶領域に書き込まれている。

なお、前述した第１実施形態においては管理領域内で追記書き込みを行うものとして説明したが、本実施形態においては、図３９に示すように管理領域を構成する不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの記憶領域内で追記書き込みを行うものとする。追記書き込みは、不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの記憶領域の各々に対して個別に行われてもよいし、当該不揮発性記憶部Ａ〜Ｄのうちの少なくとも２つを含むグループに対して行われてもよい。なお、不揮発性記憶部のグループは、例えば当該不揮発性記憶部の特性等に基づいて作成される。

図３９に示す例では、不揮発性記憶部Ａ（ＱＬＣ）、不揮発性記憶部Ｂ及びＣ（ＴＬＣ）のグループ、不揮発性記憶部Ｄ（ＳＬＣ）でそれぞれ追記書き込みを管理している様子を示している。図３９において、矢印ＳＡ３は、管理領域２０１中の不揮発性記憶部Ａの記憶領域内における次の書き込み位置（書き込み先）を指し示している。また、矢印ＳＢＣ３は、管理領域２０１中の不揮発性記憶部Ｂ及びＣのグループの記憶領域内における次の書き込み位置（書き込み先）を指し示している。なお、不揮発性記憶部Ｂ及びＣのグループにおいては、管理領域２０１中の不揮発性記憶部Ｂの記憶領域には既にデータが書き込まれている場合を想定しており、矢印ＳＢＣ３は不揮発性記憶部Ｃの記憶領域内を指し示している。同様に、矢印ＳＤ３は、管理領域２０１中の不揮発性記憶部Ｄの記憶領域内における次の書き込み位置（書き込み先）を指し示している。

本実施形態においては、図３９に示すような管理を行うため、記憶部決定部１１ｃは、図４０に示すように各管理領域２０１〜２０８を構成する記憶領域を提供する不揮発性記憶部Ａ、不揮発性記憶部Ｂ及びＣのグループ、不揮発性記憶部Ｄ毎に書き込み開始アドレス（情報）を管理する。

具体的には、図４０においては、管理領域２０１〜２０８を示す管理領域情報「Ｎ１」〜「Ｎ８」の各々と不揮発性記憶部Ａを示す「記憶部Ａ」とに対応づけて、管理領域２０１〜２０８の各々における当該不揮発性記憶部Ａの記憶領域に対する書き込み先アドレス「ＳＡ１」〜「ＳＡ８」が管理されている。

また、管理領域情報「Ｎ１」〜「Ｎ８」の各々と不揮発性記憶部Ｂ及びＣのグループを示す「記憶部Ｂ，Ｃ」とに対応づけて、管理領域２０１〜２０８の各々における当該不揮発性記憶部Ｂ及びＣの記憶領域に対する書き込み先アドレス「ＳＢＣ１」〜「ＳＢＣ８」が管理されている。

更に、管理領域情報「Ｎ１」〜「Ｎ８」の各々と不揮発性記憶部Ｄを示す「記憶部Ｄ」とに対応づけて、管理領域２０１〜２０８の各々における当該不揮発性記憶部Ｄの記憶領域に対する書き込み先アドレス「ＳＤ１」〜「ＳＤ８」が管理されている。

ここでは、本実施形態に係るストレージ装置１０（記憶部決定部１１ｃ）の基本的な動作について説明したが、上記した動作例においては、特定の不揮発性記憶部に対するデータの書き込みが集中する可能性がある。

このため、記憶部決定部１１ｃは、データに設定されている有効期間以外の情報を用いて書き込み先記憶部（データが書き込まれる不揮発性記憶部）を決定してもよい。具体的には、記憶部決定部１１ｃは、例えばデータのサイズを考慮して書き込み先記憶部を決定してもよい。この場合、例えば有効期間をデータのサイズで除算することによって算出される値（有効期間／サイズ）が大きければ多値度が低い不揮発性記憶部（例えば、不揮発性記憶部Ｄ）を書き込み先記憶部として決定し、当該値が小さければ多値度が高い不揮発性記憶部（例えば、不揮発性記憶部Ａ）を書き込み先記憶部として決定することができる。

なお、記憶部決定部１１ｃによって決定された不揮発性記憶部１２（の記憶領域を構成するブロック）は、適切なアドレスでアクセスすることができる必要がある。例えば前述した第１実施形態を拡張して本実施形態に適用する場合には、記憶部決定部１１ｃによって決定された不揮発性記憶部１２の記憶領域を構成するブロックに対応する内部アドレスを、前述した図１８〜図２０に示す第２管理情報中の物理アドレスのフィールドに格納すればよい。

一方、前述した第２実施形態を拡張して本実施形態に適用する場合には、記憶部決定部１１ｃによって決定された不揮発性記憶部１２の記憶領域を構成するブロックに対応するアドレスを、前述した図２６及び図２７に示す第３管理情報中の内部アドレスのフィールドに格納することによって、当該内部アドレスと外部アドレスとの間で適切な変換を行うことができる。

更に、前述した第３実施形態を拡張して本実施形態に適用する場合には、ホスト側の制御部２２はストレージ装置１０が通知するアドレスをそのまま用いるため、前述した図３２に示す第４管理情報を変更する必要はない。しかしながら、ストレージ装置１０を構成する各不揮発性記憶部１２に対する書き込み開始アドレスを管理する必要があるため、図３３に示す第５管理情報（書き込み開始アドレスの管理情報）は上記した図４０に示すように更新される。

なお、詳細な説明については省略するが、本実施形態に係るストレージ装置１０の書き込み処理（動作シーケンス）においては、各実施形態において説明した書き込み処理における書き込み先決定処理（データが書き込まれる管理領域を決定する処理）の後に書き込み先記憶部を決定する処理が実行されればよい。

更に、本実施形態においては、複数の不揮発性記憶部１２（不揮発性記憶部Ａ〜Ｄ）の各々の記憶領域の全てにまたがるように管理領域が構成（確保）されているものとして説明したが、例えば図４１に示すように管理領域２０１〜２０８の各々は不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの一部の記憶領域から構成されていてもよい。具体的には、例えば管理領域２０１は、不揮発性記憶部Ｂ〜Ｄの記憶領域から構成されている。また、例えば管理領域２０２は、不揮発性記憶部Ｂ及びＣの記憶領域から構成されている。なお、管理領域２０３のように、管理領域は１つの不揮発性記憶部の記憶領域のみから構成されていてもよい。

なお、図４１に示すように管理領域が不揮発性記憶部Ａ〜Ｄの一部の記憶領域から構成される場合、当該管理領域を構成しない不揮発性記憶部の記憶領域（当該管理領域において未使用の不揮発性記憶部の記憶領域）については書き込み開始アドレスを管理する必要はない。

上記したように本実施形態においては、特性が異なる複数の不揮発性記憶部１２（不揮発性記憶部Ａ〜Ｄ）の各々の記憶領域から管理領域が構成されており、書き込み要求に含まれるデータに設定されている有効期間及び複数の不揮発性記憶部１２の各々の特性に基づいて、データを書き込む不揮発性記憶部（書き込み先記憶部）を決定する。これによれば、ストレージ装置の劣化を抑制することができるとともに、不揮発性記憶部１２の特性を考慮したより効率的な動作を実現することが可能となる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。前述した第４実施形態においては、ストレージ装置１０が特性の異なる複数の不揮発性記憶部を備える構成であるものとして説明したが、本実施形態においては、前述した第３実施形態を拡張し、特性が異なる複数のストレージ装置を備えるストレージシステムが構築される。

図４２は、本実施形態に係るストレージシステムの構成を概略的に示すブロック図である。図４２においては、前述した図２８と同一の部分については同一参照符号を付してその詳しい説明を省略する。ここでは、図２８と異なる部分について主に述べる。

図４２に示すように、本実施形態に係るストレージシステム２０は、ストレージ装置２１ａ及び２１ｂを備える。ストレージ装置２１ａは、複数の不揮発性記憶部２１１ａを備える。ストレージ装置２１ｂは、複数の不揮発性記憶部２１１ｂを備える。ストレージ装置２１ａ及び２１ｂは、それぞれ特性が異なるストレージ装置である。なお、図４２においては、ストレージシステム２０が２つのストレージ装置２１ａ及び２１ｂを備えている例が示されているが、当該ストレージシステム２０が備えるストレージ装置の数は、３以上であっても構わない。

また、ストレージシステム２０に備えられる制御部２２は、ストレージ決定部２２ｄを含む。

本実施形態においては、ストレージ装置２１ａ（複数の不揮発性記憶部２１１ａ）及びストレージ装置２１ｂ（複数の不揮発性記憶部２１１ｂ）の記憶領域が論理的に分割された複数の管理領域が管理され、当該管理領域にデータが書き込まれるが、当該複数の管理領域の各々は、ストレージ装置２１ａの記憶領域及びストレージ装置２１ｂの記憶領域から構成されるものとする。

この場合、ストレージ決定部２２ｄは、データに設定されている有効期間等に基づいて複数のストレージ装置２１ａ及び２１ｂのうちのデータが書き込まれるストレージ装置を決定する機能を有する
以下、本実施形態に係るストレージシステム２０の動作の概要について説明するが、当該ストレージシステム２０の動作は原則として前述した第４実施形態において説明した内容に準じる。すなわち、前述した第４実施形態においては１つの管理領域を構成する複数の不揮発性記憶部の中からデータが書き込まれる適切な不揮発性記憶部を決定するのに対し、本実施形態においては、１つの管理領域を構成する複数のストレージ装置２１ａ及び２１ｂのうちデータが書き込まれる適切なストレージ装置を決定するように動作する。

なお、管理領域に書き込まれたデータの管理や書き込み開始アドレスの管理に関しては、当該管理のための情報（図１８〜図２０に示す第２管理情報及び図３３に示す第５管理情報等）に各ストレージ装置２１ａ及び２１ｂを識別するための情報（識別子）を格納するフィールドを追加することによって実現可能である。

また、前述した第４実施形態においてはデータに設定されている有効期間及び複数の不揮発性記憶部の特性等に基づいて１つの不揮発性記憶部が決定されるものとして説明したが、本実施形態においては、当該第４実施形態と同様に、データに設定されている有効期間及びストレージ装置２１ａ及び２１ｂの特性等に基づいて１つのストレージ装置（以下、書き込み先ストレージ装置と表記）が決定されればよい。更に、本実施形態においては、例えば各ストレージ装置２１ａ及び２１ｂとホスト側の制御部２２とを接続するネットワーク（実装によってはバス）の状態を考慮して書き込み先ストレージ装置を決定してもよい。具体的には、同一の管理領域をストレージ装置２１ａの記憶領域及びストレージ装置２１ｂの記憶領域が構成している場合において、領域決定部２２ｂによって当該管理領域が書き込み先として決定された場合、ストレージ決定部２２ｄは、当該ストレージ装置２１ａ及び２１ｂのうちネットワークが混雑していない（つまり、ネットワーク環境が良好な）ストレージ装置を優先的に書き込み先ストレージとして決定するようなアルゴリズムを適用してもよい。

上記したように本実施形態においては、複数のストレージ装置２１ａ及び２１ｂを備えるストレージシステムであっても、前述した各実施形態と同様に各ストレージ装置２１ａ及び２１ｂの劣化を抑制することができるとともに、ストレージ装置２１ａ及び２１ｂの特性を考慮したより効率的な動作を実現することが可能となる。

なお、本実施形態においては、複数のストレージ装置２１ａ及び２１ｂのうちの１つのストレージ装置を書き込み先ストレージ装置として決定してデータを書き込むものとして説明したが、当該決定された書き込み先ストレージ装置に対して前述した第４実施形態を更に適用しても構わない。具体的には、書き込み先として決定された管理領域が書き込み先ストレージ装置に備えられる複数の不揮発性記憶部の各々の記憶領域から構成されている場合、当該複数の不揮発性記憶部の中からデータが書き込まれる不揮発性記憶部を更に決定する構成としても構わない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…ストレージ装置、１１…制御部、１１ａ…領域決定部、１１ｂ…アドレス変換部、１１ｃ…記憶部決定部、１２…不揮発性記憶部、１３…揮発性記憶部、１４…インタフェース部、２０…ストレージシステム、２１，２１ａ，２１ｂ…ストレージ装置、２２…制御部、２２ａ…アプリケーション実行部、２２ｂ…領域決定部、２２ｃ…データ管理部、２２ｄ…ストレージ決定部、２３…揮発性記憶部、２４…Ｉ／Ｏインタフェース部、１０１…コントローラ、１０２…ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、１０３…ＤＲＡＭ、２１１，２１１ａ，２１１ｂ…不揮発性記憶部。

Claims (12)

1. 不揮発性記憶部と、
   前記不揮発性記憶部と電気的に接続され、当該不揮発性記憶部を制御する制御部と
   を具備し、
   前記制御部は、
   前記不揮発性記憶部の記憶領域を論理的に分割することによって得られる複数の管理領域を管理し、
   有効期間が設定されたデータを含む書き込み要求が受信された場合に、前記複数の管理領域の中から当該有効期間に基づいて１つの第１管理領域を決定し、
   前記書き込み要求に含まれるデータを前記決定された第１管理領域に書き込み、
   前記第１管理領域に書き込まれたデータを消去する場合、当該データを含む当該第１管理領域に書き込まれている全てのデータを一括消去する
   ストレージ装置。
2. 前記複数の管理領域には、それぞれ重複しない有効期間が割り当てられており、
   前記制御部は、前記書き込み要求に含まれるデータに設定されている有効期間の終了時刻を包含する有効期間が割り当てられている第１管理領域を決定する
   請求項１記載のストレージ装置。
3. 前記複数の領域は、第１有効期間が割り当てられている第１管理領域及び第１有効期間よりも長い第２有効期間が割り当てられている第２管理領域を含み、
   前記第１管理領域に割り当てられている第１有効期間が経過した場合、前記第２管理領域に割り当てられている第２有効期間は、前記第１有効期間に基づいて短縮される
   請求項２記載のストレージ装置。
4. 前記制御部は、前記データが書き込まれた第１管理領域に割り当てられている有効期間が経過した場合、当該第１管理領域に書き込まれている全てのデータを一括消去する請求項２または３記載のストレージ装置。
5. 前記制御部は、前記書き込み要求に含まれるデータを、前記決定された第１管理領域に既に書き込まれているデータの終端から追記するように当該第１管理領域に書き込む請求項１記載のストレージ装置。
6. 前記制御部は、
   前記決定された第１管理領域の空き容量が不足している場合、前記データの一部を当該第１管理領域の空き容量に書き込み、
   前記データの他部を書き込むことが可能なサイズの容量を確保するために前記第１管理領域の先頭に書き込まれている他のデータを消去し、
   前記データの他部を、前記第１管理領域の先頭から書き込む
   請求項５記載のストレージ装置。
7. 前記制御部は、前記決定された第１管理領域の空き容量が不足している場合、前記データを、当該データに設定されている有効期間よりも長い有効期間が割り当てられている第２管理領域に書き込む請求項２記載のストレージ装置。
8. 前記制御部は、前記データに設定されている有効期間よりも長い有効期間が割り当てられている第２管理領域のうち、当該第２管理領域に割り当てられている有効期間、当該第２管理領域の空き容量、当該第２管理領域に対する書き込み頻度及び読み込み頻度の少なくとも１つに基づいて前記データが書き込まれる第２管理領域を決定する請求項７記載のストレージ装置。
9. 前記制御部は、前記決定された第１管理領域の空き容量が不足している場合、前記有効期間が割り当てられていない第２管理領域に前記データを書き込む請求項２記載のストレージ装置。
10. 前記決定された第１管理領域は、特性が異なる複数の不揮発性記憶部の各々の記憶領域から構成されており、
    前記制御部は、前記書き込み要求に含まれるデータに設定されている有効期間及び前記複数の不揮発性記憶部の各々の特性に基づいて、当該データを書き込む不揮発性記憶部を決定する
    請求項１記載のストレージ装置。
11. 不揮発性記憶部を備えるストレージ装置と、
    前記ストレージ装置と電気的に接続され、前記不揮発性記憶部を制御する制御部と
    を具備し、
    前記制御部は、
    前記ストレージ装置に備えられる不揮発性記憶部の記憶領域を論理的に分割することによって得られる複数の管理領域を管理し、
    有効期間が設定されたデータを含む書き込み要求が受信された場合、前記複数の管理領域の中から当該有効期間に基づいて１つの第１管理領域を決定し、
    前記書き込み要求に含まれるデータを前記決定された第１管理領域に書き込み、
    前記第１管理領域に書き込まれたデータを消去する場合、当該データを含む当該第１管理領域に書き込まれている全てのデータを一括消去する
    ストレージシステム。
12. 不揮発性記憶部の記憶領域を論理的に分割することによって得られる複数の管理領域を管理することと、
    有効期間が設定されたデータを含む書き込み要求が受信された場合に、前記複数の管理領域の中から当該有効期間に基づいて１つの第１管理領域を決定することと、
    前記書き込み要求に含まれるデータを前記決定された第１管理領域に書き込むことと、
    前記第１管理領域に書き込まれたデータを消去する場合、当該データを含む当該第１管理領域に書き込まれている全てのデータを一括消去することと
    を具備する方法。

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