JP2022179798A - Memory system and control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory system capable of improving I/O performance.
SOLUTION: A memory system includes a nonvolatile memory including a plurality of blocks each of which is an erasure operation unit and specified by a block number, and a controller which controls the nonvolatile memory. The controller determines a first position in a first block among the plurality of blocks specified by the first block number, writes first data in the first position in the first block, and notifies a host of a set of a first identifier for identifying the first data, the first block number, and a physical address in the first block indicating the first position according to reception of a write command specifying a command identifier, the first identifier, and the first block number from the host.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本発明の実施形態は、不揮発性メモリを制御する技術に関する。 Embodiments of the present invention relate to techniques for controlling non-volatile memory.

近年、不揮発性メモリを備えるメモリシステムが広く普及している。 In recent years, memory systems with nonvolatile memories have become widespread.

このようなメモリシステムの一つとして、NANDフラッシュ技術ベースのソリッドステートドライブ(SSD)が知られている。 As one of such memory systems, a solid state drive (SSD) based on NAND flash technology is known.

最近では、ホストとストレージとの間の新たなインタフェースが提案され始めている。 Recently, new interfaces between hosts and storage have begun to be proposed.

Yiying Zhang, 外, "De-indirection for flash-based SSDs with nameless writes." FAST. 2012, [online], [平成29年9月13日検索], インターネット<URL: https://www.usenix.org/system/files/conference/fast12/zhang.pdf >Yiying Zhang, et al., "De-indirection for flash-based SSDs with nameless writes." FAST. 2012, [online], [searched on September 13, 2017], Internet<URL: https://www.usenix. org/system/files/conference/fast12/zhang.pdf >

しかし、一般に、NAND型フラッシュメモリの制御は複雑であるため、I/O性能を改善するための新たなインタフェースの実現に際しては、ホストとストレージ(メモリシステム)との間の適切な役割分担を考慮することが必要とされる。 However, in general, the control of NAND flash memory is complicated, so when implementing a new interface to improve I/O performance, consider appropriate division of roles between the host and storage (memory system). is required.

本発明が解決しようとする課題は、I/O性能の改善を図ることができるメモリシステムおよび制御方法を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a memory system and control method capable of improving I/O performance.

実施形態によれば、ホストに接続可能なメモリシステムは、各々が消去動作の単位であり、各々がブロック番号により指定される複数のブロックを含む不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに電気的に接続され、前記不揮発性メモリを制御するコントローラとを具備する。前記コントローラは、コマンドの識別子と、第1のデータを識別するための第1の識別子と、第1のブロック番号と、を指定するライトコマンドを前記ホストから受信したことに応じて、前記第1のブロック番号により指定される前記複数のブロックのうちの第1のブロック内の、第1の位置を決定し、前記ホストからの前記第1のデータを前記第1のブロック内の前記第1の位置に書き込み、前記第1の識別子と、前記第1のブロック番号と、前記第1の位置を示す第1のブロック内物理アドレスとの組を前記ホストに通知する。 According to an embodiment, a memory system connectable to a host includes a nonvolatile memory including a plurality of blocks each being a unit of an erase operation and each designated by a block number; and a controller connected to control the nonvolatile memory. The controller, in response to receiving from the host a write command specifying a command identifier, a first identifier for identifying first data, and a first block number, determining a first position within a first block of the plurality of blocks designated by the block numbers of the blocks, and transferring the first data from the host to the first block within the first block; location to notify the host of a set of the first identifier, the first block number, and the first intra-block physical address indicating the first location.

ホストと実施形態のメモリシステム(フラッシュストレージデバイス)との関係を示すブロック図。2 is a block diagram showing the relationship between a host and a memory system (flash storage device) of the embodiment; FIG. 従来型SSDとホストとの間の役割分担と、同実施形態のフラッシュストレージデバイスとホストとの間の役割分担とを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining role sharing between a conventional SSD and a host, and role sharing between a flash storage device and a host according to the same embodiment; 複数のホストと複数のフラッシュストレージデバイスとの間のデータ転送がネットワーク機器を介して実行される計算機システムの構成例を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration example of a computer system in which data transfer between multiple hosts and multiple flash storage devices is executed via network equipment; FIG. 同実施形態のメモリシステムの構成例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the memory system of the same embodiment; 同実施形態のメモリシステムに設けられたNANDインタフェースと複数のNAND型フラッシュメモリダイとの関係を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the relationship between a NAND interface provided in the memory system of the same embodiment and a plurality of NAND flash memory dies; 複数のブロックの集合によって構築されるスーパーブロックの構成例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a super block constructed by a set of multiple blocks; ホストが論理アドレスとブロック番号とを指定し且つ同実施形態のメモリシステムがブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)を決定するデータ書き込み動作と、ホストがブロック番号とブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)とを指定するデータ読み出し動作とを説明するための図。A data write operation in which the host specifies a logical address and a block number and the memory system of the same embodiment determines an intra-block physical address (intra-block offset); A diagram for explaining a data read operation specifying and. 同実施形態のメモリシステムに適用されるライトコマンドを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining write commands applied to the memory system of the embodiment; 図8のライトコマンドに対するレスポンスを説明するための図。FIG. 9 is a diagram for explaining a response to the write command in FIG. 8; 同実施形態のメモリシステムに適用されるTrimコマンドを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a Trim command applied to the memory system of the embodiment; 物理アドレスを表す、ブロック番号およびオフセットを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining block numbers and offsets representing physical addresses; ライトコマンドに応じて実行される書き込み動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a write operation executed in response to a write command; FIG. 不良ページをスキップする書き込み動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a write operation that skips a defective page; 不良ページをスキップする書き込み動作の別の例を説明するための図。FIG. 10 is a diagram for explaining another example of write operation skipping a defective page; 論理アドレスとデータのペアをブロック内のページに書き込む動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of writing a logical address and data pair to a page within a block; データをブロック内のページのユーザデータ領域に書き込み、このデータの論理アドレスをこのページの冗長領域に書き込む動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of writing data to a user data area of a page within a block and writing the logical address of this data to a redundant area of this page; スーパーブロックが使用される場合におけるブロック番号とオフセットとの関係を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between block numbers and offsets when superblocks are used; 同実施形態のメモリシステムに適用される最大ブロック番号ゲットコマンドを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a maximum block number get command applied to the memory system of the embodiment; 最大ブロック番号ゲットコマンドに対するレスポンスを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a response to a maximum block number get command; 同実施形態のメモリシステムに適用されるブロックサイズゲットコマンドを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a block size get command applied to the memory system of the embodiment; ブロックサイズゲットコマンドに対するレスポンスを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a response to a block size get command; FIG. 同実施形態のメモリシステムに適用されるブロックアロケートコマンド(ブロック割り当て要求)を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a block allocate command (block allocation request) applied to the memory system of the embodiment; ブロックアロケートコマンドに対するレスポンスを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a response to a block allocate command; FIG. ホストと同実施形態のメモリシステムとによって実行されるブロック情報取得処理を示すシーケンスチャート。4 is a sequence chart showing block information acquisition processing executed by the host and the memory system of the same embodiment; ホストと同実施形態のメモリシステムとによって実行される書き込み処理のシーケンスを示すシーケンスチャート。4 is a sequence chart showing a sequence of write processing executed by the host and the memory system of the same embodiment; すでに書き込まれているデータに対する更新データを書き込むデータ更新動作を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a data update operation of writing update data to data that has already been written; 同実施形態のメモリシステムによって管理されるブロック管理テーブルを更新する動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of updating a block management table managed by the memory system of the embodiment; ホストによって管理されるルックアップテーブル(論理物理アドレス変換テーブル)を更新する動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of updating a lookup table (logical-physical address conversion table) managed by a host; 無効化すべきデータに対応するブロック番号および物理アドレスを示すホストからの通知に応じてブロック管理テーブルを更新する動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of updating the block management table in response to a notification from the host indicating the block number and physical address corresponding to data to be invalidated; 同実施形態のメモリシステムに適用されるリードコマンドを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a read command applied to the memory system of the same embodiment; 同実施形態のメモリシステムによって実行されるリード動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a read operation performed by the memory system of the same embodiment; ホストからのリードコマンドに応じて、異なる物理記憶位置にそれぞれ格納されているデータ部をリードする動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of reading data portions stored in different physical storage locations in response to a read command from the host; ホストと同実施形態のメモリシステムとによって実行されるリード処理のシーケンスを示すシーケンスチャート。4 is a sequence chart showing a sequence of read processing executed by the host and the memory system of the same embodiment; 同実施形態のメモリシステムに適用されるガベージコレクション(GC)制御コマンドを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining garbage collection (GC) control commands applied to the memory system of the embodiment; 同実施形態のメモリシステムに適用されるGC用コールバックコマンドを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a GC callback command applied to the memory system of the embodiment; ホストと同実施形態のメモリシステムとによって実行されるガベージコレクション(GC)動作の手順を示すシーケンスチャート。4 is a sequence chart showing the procedure of garbage collection (GC) operations performed by the host and the memory system of the same embodiment; ガベージコレクション(GC)のために実行されるデータコピー動作の例を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of data copy operation performed for garbage collection (GC); 図37のデータコピー動作の結果に基づいて更新されるホストのルックアップテーブルの内容を説明するための図。FIG. 38 is a diagram for explaining the contents of a host lookup table updated based on the result of the data copy operation in FIG. 37;

以下、図面を参照して、実施形態を説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、一実施形態に係るメモリシステムを含む計算機システムの構成を説明する。 First, the configuration of a computer system including a memory system according to one embodiment will be described with reference to FIG.

このメモリシステムは、不揮発性メモリにデータを書き込み、不揮発性メモリからデータを読み出すように構成された半導体ストレージデバイスである。このメモリシステムは、NANDフラッシュ技術ベースのフラッシュストレージデバイス3として実現されている。 The memory system is a semiconductor storage device configured to write data to and read data from non-volatile memory. This memory system is implemented as a flash storage device 3 based on NAND flash technology.

この計算機システムは、ホスト(ホストデバイス)2と、複数のフラッシュストレージデバイス3とを含んでいてもよい。ホスト2は、複数のフラッシュストレージデバイス3によって構成されるフラッシュアレイをストレージとして使用するように構成されたサーバであってもよい。ホスト(サーバ)2と複数のフラッシュストレージデバイス3は、インタフェース50を介して相互接続される(内部相互接続)。この内部相互接続のためのインタフェース50としては、これに限定されないが、PCI Express(PCIe)(登録商標)、NVM Express(NVMe)(登録商標)、Ethernet(登録商標)、NVMe over Fabrics(NVMeOF)等を使用し得る。 This computer system may include a host (host device) 2 and multiple flash storage devices 3 . The host 2 may be a server configured to use a flash array composed of multiple flash storage devices 3 as storage. A host (server) 2 and multiple flash storage devices 3 are interconnected via an interface 50 (internal interconnect). Interfaces 50 for this internal interconnection include, but are not limited to, PCI Express (PCIe) (registered trademark), NVM Express (NVMe) (registered trademark), Ethernet (registered trademark), NVMe over Fabrics (NVMeOF) etc. can be used.

ホスト2として機能するサーバの典型例としては、データセンター内のサーバが挙げられる。 A typical example of a server functioning as the host 2 is a server in a data center.

ホスト2がデータセンター内のサーバによって実現されるケースにおいては、このホスト(サーバ)2は、ネットワーク51を介して複数のエンドユーザ端末(クライアント)61に接続されてもよい。ホスト2は、これらエンドユーザ端末61に対して様々なサービスを提供することができる。 In the case where the host 2 is implemented by a server in a data center, this host (server) 2 may be connected to multiple end-user terminals (clients) 61 via a network 51 . The host 2 can provide various services to these end user terminals 61 .

ホスト(サーバ)2によって提供可能なサービスの例には、(1)システム稼働プラットフォームを各クライアント(各エンドユーザ端末61)に提供するプラットホーム・アズ・ア・サービス(PaaS)、(2)仮想サーバのようなインフラストラクチャを各クライアント(各エンドユーザ端末61)に提供するインフラストラクチャ・アズ・ア・サービス(IaaS)、等がある。 Examples of services that can be provided by the host (server) 2 include (1) a platform as a service (PaaS) that provides a system operating platform to each client (each end-user terminal 61), (2) a virtual server and infrastructure as a service (IaaS) that provides each client (each end-user terminal 61) with such an infrastructure.

複数の仮想マシンが、このホスト(サーバ)2として機能する物理サーバ上で実行されてもよい。ホスト(サーバ)2上で走るこれら仮想マシンの各々は、対応する幾つかのクライアント(エンドユーザ端末61)に各種サービスを提供するように構成された仮想サーバとして機能することができる。 A plurality of virtual machines may run on the physical server that functions as this host (server) 2 . Each of these virtual machines running on the host (server) 2 can function as a virtual server configured to provide various services to a corresponding number of clients (end-user terminals 61).

ホスト(サーバ)2は、フラッシュアレイを構成する複数のフラッシュストレージデバイス3を管理するストレージ管理機能と、エンドユーザ端末61それぞれに対してストレージアクセスを含む様々なサービスを提供するフロントエンド機能とを含む。 The host (server) 2 includes a storage management function that manages a plurality of flash storage devices 3 that make up a flash array, and a front-end function that provides various services including storage access to each end user terminal 61. .

従来型SSDにおいては、NAND型フラッシュメモリのブロック/ページの階層構造はSSD内のフラッシュトランスレーション層(FTL)によって隠蔽されている。つまり、従来型SSDのFTLは、(1)論理物理アドレス変換テーブルとして機能するルックアップテーブルを使用して、論理アドレスそれぞれとNAND型フラッシュメモリの物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理する機能、(2)ページ単位のリード/ライトとブロック単位の消去動作とを隠蔽するための機能、(3)NAND型フラッシュメモリのガベージコレクション(GC)を実行する機能、等を有している。論理アドレスそれぞれとNAND型フラッシュメモリの物理アドレスとの間のマッピングは、ホストからは見えない。NAND型フラッシュメモリのブロック/ページ構造もホストからは見えない。 In conventional SSDs, the block/page hierarchy of NAND flash memory is hidden by a Flash Translation Layer (FTL) within the SSD. In other words, the FTL of a conventional SSD has (1) the ability to manage the mapping between each logical address and each physical address of the NAND flash memory using a lookup table that functions as a logical-to-physical address translation table; It has (2) a function to hide read/write operations in units of pages and an erase operation in units of blocks, (3) a function to execute garbage collection (GC) of NAND flash memory, and the like. The mapping between each logical address and the physical address of the NAND flash memory is invisible to the host. The block/page structure of NAND flash memory is also invisible to the host.

一方、ホストにおいても、一種のアドレス変換(アプリケーションレベルアドレス変換)が実行されることがある。このアドレス変換は、アプリケーションレベルアドレス変換テーブルを使用して、アプリケーションレベルの論理アドレスそれぞれとSSD用の論理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理する。また、ホストにおいても、SSD用の論理アドレス空間上に生じるフラグメントの解消のために、この論理アドレス空間上のデータ配置を変更する一種のGC(アプリケーションレベルGC)が実行される。 On the other hand, a kind of address translation (application level address translation) may also be performed in the host. This address translation uses an application level address translation table to manage the mapping between each application level logical address and each logical address for the SSD. Also, in the host, a kind of GC (application level GC) that changes the data arrangement on the logical address space for SSD is executed in order to eliminate fragmentation occurring on the logical address space.

しかし、ホストおよびSSDがそれぞれアドレス変換テーブルを有するという冗長な構成(SSDは論理物理アドレス変換テーブルとして機能するルックアップテーブルを有し、ホストはアプリケーションレベルアドレス変換テーブルを有する)においては、これらアドレス変換テーブルを保持するために膨大なメモリリソースが消費される。さらに、ホスト側のアドレス変換とSSD側のアドレス変換とを含む2重のアドレス変換は、I/O性能を低下させる要因にもなる。 However, in a redundant configuration where the host and SSD each have an address translation table (the SSD has a lookup table that acts as a logical-physical address translation table, and the host has an application-level address translation table), these address translations A huge amount of memory resources are consumed to hold the table. Furthermore, double address translation including address translation on the host side and address translation on the SSD side also causes deterioration in I/O performance.

さらに、ホスト側のアプリケーションレベルGCは、SSDへのデータ書き込み量を実際のユーザデータ量の数倍(例えば2倍)程度に増やす要因となる。このようなデータ書き込み量の増加は、SSDのライトアンプリフィケーションとあいまってシステム全体のストレージ性能を低下させ、またSSDの寿命も短くする。 Furthermore, the application-level GC on the host side causes the amount of data written to the SSD to increase several times (for example, twice) the actual amount of user data. Such an increase in the amount of data written, together with the write amplification of the SSD, degrades the storage performance of the entire system and shortens the life of the SSD.

このような問題点を解消するために、従来型SSDのFTLの機能の全てをホストに移すという対策も考えられる。 In order to solve such problems, it is possible to take a countermeasure to move all the FTL functions of the conventional SSD to the host.

しかし、この対策を実装するためには、NAND型フラッシュメモリのブロックおよびページをホストが直接的にハンドリングすることが必要となる。NAND型フラッシュメモリにおいては、ページ書き込み順序制約があるため、ホストがページを直接ハンドリングすることは困難である。また、NAND型フラッシュメモリにおいては、ブロックが不良ページ(バッドページ)を含む場合がある。バッドページをハンドリングすることはホストにとってはなおさら困難である。 However, implementing this countermeasure requires direct host handling of NAND flash memory blocks and pages. In the NAND flash memory, it is difficult for the host to directly handle the pages due to page write order restrictions. Also, in a NAND flash memory, a block may contain a defective page (bad page). Handling bad pages is even more difficult for the host.

そこで、本実施形態では、FTLの役割はホスト2とフラッシュストレージデバイス3との間で分担される。概していえば、ホスト2は論理物理アドレス変換テーブルとして機能するルックアップテーブルを管理するが、ホスト2はデータが書き込まれるべきブロックのブロック番号とこのデータに対応する論理アドレスだけを指定し、このデータが書き込まれるべきこのブロック内の位置(書き込み先位置)はフラッシュストレージデバイス3によって決定される。決定されたこのブロック内の位置(書き込み先位置)を示すブロック内物理アドレスは、フラッシュストレージデバイス3からホスト2に通知される。 Therefore, in this embodiment, the role of FTL is shared between the host 2 and the flash storage device 3 . Generally speaking, the host 2 manages a lookup table that functions as a logical-to-physical address translation table, but the host 2 only specifies the block number of the block to which data is to be written and the logical address corresponding to this data, The flash storage device 3 determines the position within this block (write destination position) to which is to be written. The flash storage device 3 notifies the host 2 of the intra-block physical address indicating the determined position (write destination position) within the block.

このように、ホスト2はブロックのみをハンドリングし、ブロック内の位置(例えば、ページ、ページ内の位置)はフラッシュストレージデバイス3によってハンドリングされる。 In this way, the host 2 handles only blocks and locations within blocks (eg, pages, locations within pages) are handled by the flash storage device 3 .

フラッシュストレージデバイス3にデータを書き込む必要がある時、ホスト2は、ブロック番号を選択(またはフラッシュストレージデバイス3にフリーブロックを割り当てるように要求)し、論理アドレスと、選択したブロックのブロック番号(またはフラッシュストレージデバイス3によって通知される割り当てられたブロックのブロック番号)とを指定するライト要求(ライトコマンド)をフラッシュストレージデバイス3に送信する。フラッシュストレージデバイス3は、指定されたブロック番号を有するブロックにホスト2からのデータを書き込む。この場合、フラッシュストレージデバイス3は、このブロック内の位置(書き込み先位置)を決定し、ホスト2からのデータをこのブロック内の位置(書き込み先位置)に書き込む。そして、フラッシュストレージデバイス3は、このブロック内の位置(書き込み先位置)を示すブロック内物理アドレスを、ライト要求に対するレスポンス(返り値)としてホスト2に通知する。以下では、ホスト2に移されたFTL機能をグローバルFTLと称する。 When data needs to be written to the flash storage device 3, the host 2 selects a block number (or requests the flash storage device 3 to allocate a free block), the logical address and the block number of the selected block (or The block number of the allocated block notified by the flash storage device 3) is sent to the flash storage device 3. The flash storage device 3 writes the data from the host 2 to the block with the designated block number. In this case, the flash storage device 3 determines the position (write destination position) within this block, and writes the data from the host 2 to this position (write destination position) within this block. Then, the flash storage device 3 notifies the host 2 of the intra-block physical address indicating the position (write destination position) in this block as a response (return value) to the write request. In the following, the FTL functionality moved to host 2 is referred to as global FTL.

ホスト2のグローバルFTLは、ストレージサービスを実行する機能、ウェアー制御機能、高可用性を実現するための機能、同じ内容を有する複数の重複データ部がストレージに格納されることを防止する重複排除(De-duplication)機能、ガベージコレクション(GC)ブロック選択機能、QoS制御機能等を有する。QoS制御機能には、QoSドメイン毎(またはブロック毎)にアクセス単位を決める機能が含まれる。アクセス単位は、ホスト2がライト/リードすることが可能な最小データサイズ(Grain)を示す。フラッシュストレージデバイス3は単一、あるいは複数のアクセス単位(Grain)をサポートしており、ホスト2は、フラッシュストレージデバイス3が複数のアクセス単位をサポートしている場合にはQoSドメイン毎(またはブロック毎)に、使用すべきアクセス単位をフラッシュストレージデバイス3に指示することができる。 The global FTL of the host 2 includes a function for executing storage services, a hardware control function, a function for achieving high availability, and a duplicate elimination (De -duplication) function, garbage collection (GC) block selection function, QoS control function, and the like. The QoS control function includes a function of determining access units for each QoS domain (or each block). The access unit indicates the minimum data size (Grain) that the host 2 can write/read. The flash storage device 3 supports a single or a plurality of access units (grains), and the host 2, if the flash storage device 3 supports a plurality of access units, QoS domain-by-QoS domain (or block-by-block ), the flash storage device 3 can be instructed which access unit to use.

また、QoS制御機能には、QoSドメイン間の性能干渉をできるだけ防ぐための機能が含まれている。この機能は、基本的には、安定したレイテンシを保つための機能である。 Also, the QoS control function includes a function for preventing performance interference between QoS domains as much as possible. This function is basically a function for maintaining stable latency.

一方、フラッシュストレージデバイス3は、ローレベルアブストラクション(LLA)を実行することができる。LLAはNAND型フラッシュメモリのアブストラクションのための機能である。LLAは、不良ページ(バッドページ)を隠蔽する機能、ページ書き込み順序制約を守る機能を含む。LLAは、GC実行機能も含む。GC実行機能は、ホスト2によって指定されたコピー元ブロック(GCソースブロック)内の有効データを、ホスト2によって指定されたコピー先ブロック(GCデスティネーションブロック)にコピーする。フラッシュストレージデバイス3のGC実行機能は、有効データを書き込むべきGCデスティネーションブロック内の位置(コピー先位置)を決定し、GCソースブロック内の有効データを、GCデスティネーションブロック内のコピー先位置にコピーする。 On the other hand, the flash storage device 3 can perform low-level abstraction (LLA). LLA is a function for abstraction of NAND flash memory. LLA includes a function to hide defective pages (bad pages) and a function to observe page write order constraints. LLA also includes a GC execution function. The GC execution function copies valid data in a copy source block (GC source block) specified by the host 2 to a copy destination block (GC destination block) specified by the host 2 . The GC execution function of the flash storage device 3 determines the position (copy destination position) within the GC destination block to which valid data should be written, and writes the valid data within the GC source block to the copy destination position within the GC destination block. make a copy.

図2は、従来型SSDとホストとの間の役割分担と、本実施形態のフラッシュストレージデバイス3とホスト2との間の役割分担とを示す。 FIG. 2 shows the division of roles between the conventional SSD and the host, and the division of roles between the flash storage device 3 and the host 2 of this embodiment.

図2の左部は、従来型SSDと仮想ディスクサービスを実行するホストとを含む計算機システム全体の階層構造を表している。 The left part of FIG. 2 represents the hierarchical structure of the entire computer system including the conventional SSD and the host that executes the virtual disk service.

ホスト(サーバ)においては、複数のエンドユーザに複数の仮想マシンを提供するための仮想マシンサービス101が実行される。仮想マシンサービス101上の各仮想マシンにおいては、対応するエンドユーザによって使用されるオペレーティングシステムおよびユーザアプリケーション102が実行される。 A host (server) runs a virtual machine service 101 for providing a plurality of virtual machines to a plurality of end users. Each virtual machine on virtual machine service 101 runs an operating system and user application 102 used by the corresponding end user.

また、ホスト(サーバ)においては、複数のユーザアプリケーション102に対応する複数の仮想ディスクサービス103が実行される。各仮想ディスクサービス103は、従来型SSD内のストレージリソースの容量の一部を、対応するユーザアプリケーション102用のストレージリソース(仮想ディスク)として割り当てる。各仮想ディスクサービス103においては、アプリケーションレベルアドレス変換テーブルを使用して、アプリケーションレベルの論理アドレスをSSD用の論理アドレスに変換するアプリケーションレベルアドレス変換も実行される。さらに、ホストにおいては、アプリケーションレベルGC104も実行される。 Also, in the host (server), a plurality of virtual disk services 103 corresponding to a plurality of user applications 102 are executed. Each virtual disk service 103 allocates a portion of the storage resource capacity in the conventional SSD as a storage resource (virtual disk) for the corresponding user application 102 . In each virtual disk service 103, an application level address translation table is also used to translate application level logical addresses into logical addresses for SSD. Additionally, an application level GC 104 is also executed in the host.

ホスト(サーバ)から従来型SSDへのコマンドの送信および従来型SSDからホスト(サーバ)へのコマンド完了のレスポンスの返送は、ホスト(サーバ)および従来型SSDの各々に存在するI/Oキュー200を介して実行される。 The transmission of a command from the host (server) to the conventional SSD and the return of the command completion response from the conventional SSD to the host (server) are performed by the I/O queues 200 that exist in each of the host (server) and the conventional SSD. is executed via

従来型SSDは、ライトバッファ(WB)301、ルックアップテーブル(LUT)302、ガベージコレクション機能303、NAND型フラッシュメモリ(NANDフラッシュアレイ)304を含む。従来型SSDは、一つのルックアップテーブル(LUT)302のみを管理しており、NAND型フラッシュメモリ(NANDフラッシュアレイ)304のリソースは複数の仮想ディスクサービス103によって共有される。 A conventional SSD includes a write buffer (WB) 301 , a lookup table (LUT) 302 , a garbage collection function 303 and a NAND flash memory (NAND flash array) 304 . A conventional SSD manages only one lookup table (LUT) 302 , and resources of a NAND flash memory (NAND flash array) 304 are shared by multiple virtual disk services 103 .

この構成においては、仮想ディスクサービス103下のアプリケーションレベルGC104と従来型SSD内のガベージコレクション機能303(LUTレベルGC)とを含む重複したGCにより、ライトアンプリフィケーションが大きくなる。また、従来型SSDにおいては、あるエンドユーザまたはある仮想ディスクサービス103からのデータ書き込み量の増加によってGCの頻度が増加し、これによって他のエンドユーザまたは他の仮想ディスクサービス103に対するI/O性能が劣化するというノイジーネイバー問題が生じうる。 In this configuration, duplicate GCs including the application level GC 104 under the virtual disk service 103 and the garbage collection function 303 (LUT level GC) within the traditional SSD increase the write amplification. Also, in a conventional SSD, an increase in the amount of data written from one end user or one virtual disk service 103 increases the frequency of GC, thereby increasing the I/O performance for other end users or other virtual disk services 103 . can lead to noisy neighbor problems.

また、各仮想ディスクサービス内のアプリケーションレベルアドレス変換テーブルと従来型SSD内のLUT302とを含む重複したリソースの存在により、多くのメモリリソースが消費される。 Also, a lot of memory resources are consumed due to the existence of redundant resources including the application level address translation table in each virtual disk service and the LUT 302 in the traditional SSD.

図2の右部は、本実施形態のフラッシュストレージデバイス3とホスト2とを含む計算機システム全体の階層構造を表している。 The right part of FIG. 2 represents the hierarchical structure of the entire computer system including the flash storage device 3 and the host 2 of this embodiment.

ホスト(サーバ)2においては、複数のエンドユーザに複数の仮想マシンを提供するための仮想マシンサービス401が実行される。仮想マシンサービス401上の各仮想マシンにおいては、対応するエンドユーザによって使用されるオペレーティングシステムおよびユーザアプリケーション402が実行される。 The host (server) 2 runs a virtual machine service 401 for providing a plurality of virtual machines to a plurality of end users. Each virtual machine on the virtual machine service 401 runs an operating system and user applications 402 used by the corresponding end user.

また、ホスト(サーバ)2においては、複数のユーザアプリケーション402に対応する複数のI/Oサービス403が実行される。これらI/Oサービス403には、LBAベースのブロックI/Oサービス、キー・バリュー・ストアサービスなどが含まれてもよい。各I/Oサービス403は、論理アドレスそれぞれとフラッシュストレージデバイス3の物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理するルックアップテーブル(LUT)411を含む。ここで、論理アドレスとは、アクセス対象のデータを識別可能な識別子を意味する。この論理アドレスは、論理アドレス空間上の位置を指定する論理ブロックアドレス(LBA)であってもよいし、あるいは、キー・バリュー・ストアのキー(タグ)であってもよいし、キーのハッシュ値であってもよい。 Also, in the host (server) 2, a plurality of I/O services 403 corresponding to a plurality of user applications 402 are executed. These I/O services 403 may include LBA-based block I/O services, key-value store services, and the like. Each I/O service 403 includes a lookup table (LUT) 411 that manages the mapping between each logical address and each physical address of the flash storage device 3 . Here, the logical address means an identifier that can identify data to be accessed. This logical address may be a logical block address (LBA) specifying a location in the logical address space, a key (tag) of a key-value store, or a hash value of a key. may be

LBAベースのブロックI/Oサービスにおいては、論理アドレス(LBA)それぞれとフラッシュストレージデバイス3の物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理するLUT411が使用されてもよい。 For LBA-based block I/O services, a LUT 411 that manages the mapping between each logical address (LBA) and each physical address of the flash storage device 3 may be used.

キー・バリュー・ストアサービスにおいては、論理アドレス(つまり、キーのようなタグ)それぞれとこれら論理アドレス(つまり、キーのようなタグ)に対応するデータが格納されているフラッシュストレージデバイス3内の物理記憶位置を示す物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理するLUT411が使用されてもよい。このLUT411においては、タグと、このタグによって識別されるデータが格納されている物理アドレスと、このデータのデータ長との対応関係が管理されてもよい。 In the key-value store service, each logical address (that is, a tag such as a key) and the data corresponding to these logical addresses (that is, a tag such as a key) are stored in the physical storage device 3. A LUT 411 may be used that manages the mapping between each physical address that indicates a storage location. The LUT 411 may manage the correspondence between the tag, the physical address where the data identified by this tag is stored, and the data length of this data.

各エンドユーザは、使用すべきアドレッシング方法(LBA、キー・バリュー・ストアのキー、等)を選択することができる。 Each end-user can choose which addressing method to use (LBA, key in key-value store, etc.).

これら各LUT411は、ユーザアプリケーション402からの論理アドレスそれぞれをフラッシュストレージデバイス3用の論理アドレスそれぞれに変換するのではなく、ユーザアプリケーション402からの論理アドレスそれぞれをフラッシュストレージデバイス3の物理アドレスそれぞれに変換する。つまり、これら各LUT411は、フラッシュストレージデバイス3用の論理アドレスを物理アドレスに変換するテーブルとアプリケーションレベルアドレス変換テーブルとが統合(マージ)されたテーブルである。 Each of these LUTs 411 does not translate each logical address from the user application 402 into each logical address for the flash storage device 3, but translates each logical address from the user application 402 into each physical address of the flash storage device 3. . In other words, each of these LUTs 411 is a table in which a table for translating a logical address for the flash storage device 3 into a physical address and an application level address translation table are integrated (merged).

また、各I/Oサービス403は、GCブロック選択機能を含む。GCブロック選択機能は、対応するLUTを使用して各ブロックの有効データ量を管理することができ、これによってGCソースブロックを選択することができる。 Each I/O service 403 also includes a GC block selection function. The GC block selection function can use the corresponding LUT to manage the effective data amount of each block and thereby select the GC source block.

ホスト(サーバ)2においては、上述のQoSドメイン毎にI/Oサービス403が存在してもよい。あるQoSドメインに属するI/Oサービス403は、対応するQoSドメイン内のユーザアプリケーション402によって使用される論理アドレスそれぞれと対応するQoSドメインに割り当てられたリソースグループに属するブロック群のブロック番号それぞれとの間のマッピングを管理してもよい。 In the host (server) 2, an I/O service 403 may exist for each QoS domain described above. For I/O services 403 belonging to a certain QoS domain, each logical address used by the user application 402 in the corresponding QoS domain and each block number of the block group belonging to the resource group assigned to the corresponding QoS domain. may manage the mapping of

ホスト(サーバ)2からフラッシュストレージデバイス3へのコマンドの送信およびフラッシュストレージデバイス3からホスト(サーバ)2へのコマンド完了のレスポンス等の返送は、ホスト(サーバ)2およびフラッシュストレージデバイス3の各々に存在するI/Oキュー500を介して実行される。これらI/Oキュー500も、複数のQoSドメインに対応する複数のキューグループに分類されていてもよい。 Sending a command from the host (server) 2 to the flash storage device 3 and returning a command completion response from the flash storage device 3 to the host (server) 2 are sent to the host (server) 2 and the flash storage device 3 respectively. It is executed through existing I/O queues 500 . These I/O queues 500 may also be classified into multiple queue groups corresponding to multiple QoS domains.

フラッシュストレージデバイス3は、複数のQoSドメインに対応する複数のライトバッファ(WB)601、複数のQoSドメインに対応する複数のガベージコレクション(GC)機能602、NAND型フラッシュメモリ(NANDフラッシュアレイ)603を含む。 The flash storage device 3 includes multiple write buffers (WB) 601 corresponding to multiple QoS domains, multiple garbage collection (GC) functions 602 corresponding to multiple QoS domains, and a NAND flash memory (NAND flash array) 603. include.

この図2の右部に示す構成においては、上位階層(ホスト2)はブロック境界を認識することができるので、ブロック境界/ブロックサイズを考慮してユーザデータを各ブロックに書き込むことができる。つまり、ホスト2はNAND型フラッシュメモリ(NANDフラッシュアレイ)603の個々のブロックを認識することができ、これにより、例えば、一つのブロック全体に一斉にデータを書き込む、一つのブロック内のデータ全体を削除または更新によって無効化する、といった制御を行うことが可能となる。この結果、一つのブロックに有効データと無効データが混在されるという状況を起こりにくくすることが可能となる。したがって、GCを実行することが必要となる頻度を低減することができる。GCの頻度を低減することにより、ライトアンプリフィケーションが低下され、フラッシュストレージデバイス3の性能の向上、フラッシュストレージデバイス3の寿命の最大化を実現できる。このように、上位階層(ホスト2)がブロック番号を認識可能な構成は有用である。 In the configuration shown in the right part of FIG. 2, the upper hierarchy (host 2) can recognize block boundaries, so that user data can be written into each block in consideration of block boundaries/block sizes. In other words, the host 2 can recognize individual blocks of the NAND flash memory (NAND flash array) 603, thereby, for example, writing data to an entire block all at once, or reading the entire data in one block. It is possible to perform control such as invalidation by deletion or update. As a result, it is possible to prevent the situation in which valid data and invalid data are mixed in one block. Therefore, the frequency with which it is necessary to perform GC can be reduced. By reducing the frequency of GC, the write amplification is lowered, the performance of the flash storage device 3 is improved, and the life of the flash storage device 3 is maximized. In this way, the configuration in which the upper layer (host 2) can recognize the block number is useful.

一方、データが書き込まれるべきブロック内の位置は、上位階層(ホスト2)ではなく、フラッシュストレージデバイス3によって決定される。したがって、不良ページ(バッドページ)を隠蔽することができ、またページ書き込み順序制約を守ることができる。 On the other hand, the position within the block to which the data should be written is determined by the flash storage device 3, not by the upper hierarchy (host 2). Therefore, defective pages (bad pages) can be hidden, and page write order constraints can be observed.

図3は、図1のシステム構成の変形例を示す。 FIG. 3 shows a modification of the system configuration of FIG.

図3においては、複数のホスト2Aと複数のフラッシュストレージデバイス3との間のデータ転送がネットワーク機器(ここでは、ネットワークスイッチ1)を介して実行される。 In FIG. 3, data transfer between multiple hosts 2A and multiple flash storage devices 3 is performed via a network device (here, network switch 1).

すなわち、図3の計算機システムにおいては、図1のホスト(サーバ)2のストレージ管理機能がマネージャ2Bに移され、且つホスト(サーバ)2のフロントエンド機能が複数のホスト(エンドユーザサービス用ホスト)2Aに移されている。 That is, in the computer system of FIG. 3, the storage management function of host (server) 2 of FIG. Moved to 2A.

マネージャ2Bは、複数のフラッシュストレージデバイス3を管理し、各ホスト(エンドユーザサービス用ホスト)2Aからの要求に応じて、これらフラッシュストレージデバイス3のストレージリソースを各ホスト(エンドユーザサービス用ホスト)2Aに割り当てる。 The manager 2B manages a plurality of flash storage devices 3, and distributes the storage resources of these flash storage devices 3 to each host (end-user service host) 2A in response to a request from each host (end-user service host) 2A. assign to

各ホスト(エンドユーザサービス用ホスト)2Aは、ネットワークを介して一つ以上のエンドユーザ端末61に接続される。各ホスト(エンドユーザサービス用ホスト)2Aは、上述の統合(マージ)された論理物理アドレス変換テーブルであるルックアップテーブル(LUT)を管理する。各ホスト(エンドユーザサービス用ホスト)2Aは、自身のLUTを使用して、対応するエンドユーザによって使用される論理アドレスそれぞれと自身に割り当てられたリソースの物理アドレスそれぞれとの間のマッピングのみを管理する。したがって、この構成は、システムを容易にスケールアウトすることを可能にする。 Each host (end-user service host) 2A is connected to one or more end-user terminals 61 via a network. Each host (end-user service host) 2A manages a lookup table (LUT), which is the integrated (merged) logical-physical address conversion table described above. Each host (end-user service host) 2A uses its own LUT to manage only the mapping between each logical address used by the corresponding end-user and each physical address of the resource assigned to itself. do. This configuration thus allows the system to be easily scaled out.

各ホスト2AのグローバルFTLは、ルックアップテーブル(LUT)を管理する機能、高可用性を実現するための機能、QoS制御機能、GCブロック選択機能等を有する。 The global FTL of each host 2A has a lookup table (LUT) management function, a high availability function, a QoS control function, a GC block selection function, and the like.

マネージャ2Bは、複数のフラッシュストレージデバイス3を管理するための専用のデバイス(計算機)である。マネージャ2Bは、各ホスト2Aから要求された容量分のストレージリソースを予約するグローバルリソース予約機能を有する。さらに、マネージャ2Bは、各フラッシュストレージデバイス3の消耗度を監視するためのウェアー監視機能、予約されたストレージリソース(NANDリソース)を各ホスト2Aに割り当てるNANDリソース割り当て機能、QoS制御機能、グローバルクロック管理機能、等を有する。 The manager 2B is a dedicated device (computer) for managing multiple flash storage devices 3 . The manager 2B has a global resource reservation function that reserves storage resources for the capacity requested by each host 2A. Furthermore, the manager 2B has a wear monitoring function for monitoring the degree of consumption of each flash storage device 3, a NAND resource allocation function for allocating reserved storage resources (NAND resources) to each host 2A, a QoS control function, and a global clock management function. function, etc.

各フラッシュストレージデバイス3のローレベルアブストラクション(LLA)は、不良ページ(バッドページ)を隠蔽する機能、ページ書き込み順序制約を守る機能、ライトバッファを管理する機能、GC実行機能等を有する。 A low-level abstraction (LLA) of each flash storage device 3 has a function to hide defective pages (bad pages), a function to observe page write order restrictions, a function to manage write buffers, a GC execution function, and the like.

図3のシステム構成によれば、各フラッシュストレージデバイス3の管理はマネージャ2Bによって実行されるので、各ホスト2Aは、自身に割り当てられた一つ以上のフラッシュストレージデバイス3にI/O要求を送信する動作と、フラッシュストレージデバイス3からのレスポンスを受信するという動作とのみを実行すればよい。つまり、複数のホスト2Aと複数のフラッシュストレージデバイス3との間のデータ転送はネットワークスイッチ1のみを介して実行され、マネージャ2Bはこのデータ転送には関与しない。また、上述したように、ホスト2Aそれぞれによって管理されるLUTの内容は互いに独立している。よって、容易にホスト2Aの数を増やすことができるので、スケールアウト型のシステム構成を実現することができる。 According to the system configuration of FIG. 3, management of each flash storage device 3 is executed by the manager 2B, so each host 2A sends I/O requests to one or more flash storage devices 3 assigned to itself. and the operation of receiving a response from the flash storage device 3 need only be performed. In other words, data transfer between multiple hosts 2A and multiple flash storage devices 3 is executed only through network switch 1, and manager 2B is not involved in this data transfer. Also, as described above, the contents of the LUTs managed by each host 2A are independent of each other. Therefore, the number of hosts 2A can be easily increased, and a scale-out system configuration can be realized.

図4は、フラッシュストレージデバイス3の構成例を示す。 FIG. 4 shows a configuration example of the flash storage device 3. As shown in FIG.

フラッシュストレージデバイス3は、コントローラ4および不揮発性メモリ(NAND型フラッシュメモリ)5を備える。フラッシュストレージデバイス3は、ランダムアクセスメモリ、例えば、DRAM6も備えていてもよい。 The flash storage device 3 has a controller 4 and a nonvolatile memory (NAND type flash memory) 5 . Flash storage device 3 may also comprise random access memory, eg DRAM 6 .

NAND型フラッシュメモリ5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5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。 The NAND flash memory 5 includes a memory cell array including a plurality of memory cells arranged in a matrix. The NAND flash memory 5 may be a two-dimensional NAND flash memory or a three-dimensional NAND flash memory.

NAND型フラッシュメモリ5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、「消去ブロック」、「物理ブロック」、または「物理消去ブロック」と称されることもある。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およびデータ読み込み動作の単位である。 A memory cell array of the NAND flash memory 5 includes a plurality of blocks BLK0 to BLKm-1. Each of the blocks BLK0 to BLKm-1 is organized by a number of pages (pages P0 to Pn-1 here). Blocks BLK0 to BLKm-1 function as erase units. Blocks may also be referred to as "erase blocks," "physical blocks," or "physical erase blocks." Each of pages P0-Pn-1 includes a plurality of memory cells connected to the same word line. Pages P0 to Pn-1 are units for data write operations and data read operations.

コントローラ4は、Toggle、オープンNANDフラッシュインタフェース(ONFI)のようなNANDインタフェース13を介して、不揮発性メモリであるNAND型フラッシュメモリ5に電気的に接続されている。コントローラ4は、NAND型フラッシュメモリ5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。 The controller 4 is electrically connected to a NAND flash memory 5, which is a non-volatile memory, via a NAND interface 13 such as Toggle, an open NAND flash interface (ONFI). The controller 4 is a memory controller (control circuit) configured to control the NAND flash memory 5 .

NAND型フラッシュメモリ5は、図5に示すように、複数のNAND型フラッシュメモリダイを含む。各NAND型フラッシュメモリダイは、複数のブロックBLKを含むメモリセルアレイとこのメモリセルアレイを制御する周辺回路とを含む不揮発性メモリダイである。個々のNAND型フラッシュメモリダイは独立して動作可能である。このため、NAND型フラッシュメモリダイは、並列動作単位として機能する。NAND型フラッシュメモリダイは、「NAND型フラッシュメモリチップ」または「不揮発性メモリチップ」とも称される。図5においては、NANDインタフェース13に16個のチャンネルCh1、Ch2、…Ch16が接続されており、これらチャンネルCh1、Ch2、…Ch16の各々に、同数(例えばチャンネル当たり2個のダイ)のNAND型フラッシュメモリダイそれぞれが接続されている場合が例示されている。各チャンネルは、対応するNAND型フラッシュメモリダイと通信するための通信線(メモリバス)を含む。 The NAND flash memory 5 includes multiple NAND flash memory dies, as shown in FIG. Each NAND-type flash memory die is a non-volatile memory die that includes a memory cell array including a plurality of blocks BLK and peripheral circuits that control the memory cell array. Individual NAND flash memory dies can operate independently. Thus, a NAND flash memory die functions as a parallel operation unit. NAND flash memory dies are also referred to as "NAND flash memory chips" or "non-volatile memory chips." 5, 16 channels Ch1, Ch2, . . . Ch16 are connected to the NAND interface 13, and each of these channels Ch1, Ch2, . The case where each flash memory die is connected is illustrated. Each channel includes a communication line (memory bus) for communicating with a corresponding NAND flash memory die.

コントローラ4は、チャンネルCh1、Ch2、…Ch16を介してNAND型フラッシュメモリダイ#1~#32を制御する。コントローラ4は、チャンネルCh1、Ch2、…Ch16を同時に駆動することができる。 The controller 4 controls the NAND flash memory dies #1-#32 via channels Ch1, Ch2, . . . Ch16. The controller 4 can drive channels Ch1, Ch2, . . . Ch16 simultaneously.

チャンネルCh1~Ch16に接続された16個のNAND型フラッシュメモリダイ#1~#16は第1のバンクとして編成されてもよく、またチャンネルCh1~Ch16に接続された残りの16個のNAND型フラッシュメモリダイ#17~#32は第2のバンクとして編成されてもよい。バンクは、複数のメモリモジュールをバンクインタリーブによって並列動作させるための単位として機能する。図5の構成例においては、16チャンネルと、2つのバンクを使用したバンクインタリーブとによって、最大32個のNAND型フラッシュメモリダイを並列動作させることができる。 The 16 NAND flash memory dies #1-#16 connected to channels Ch1-Ch16 may be organized as a first bank, and the remaining 16 NAND flash memory dies connected to channels Ch1-Ch16. Memory die #17-#32 may be organized as a second bank. A bank functions as a unit for operating a plurality of memory modules in parallel by bank interleaving. In the configuration example of FIG. 5, a maximum of 32 NAND flash memory dies can be operated in parallel with 16 channels and bank interleaving using two banks.

本実施形態では、コントローラ4は、各々が複数のブロックBLKから構成される複数のブロック(以下、スーパーブロックと称する)を管理してもよく、スーパーブロックの単位で消去動作を実行してもよい。 In the present embodiment, the controller 4 may manage a plurality of blocks (hereinafter referred to as super blocks), each of which is composed of a plurality of blocks BLK, and may perform an erase operation in units of super blocks. .

スーパーブロックは、これに限定されないが、NAND型フラッシュメモリダイ#1~#32から一つずつ選択される計32個のブロックBLKを含んでいてもよい。なお、NAND型フラッシュメモリダイ#1~#32の各々はマルチプレーン構成を有していてもよい。例えば、NAND型フラッシュメモリダイ#1~#32の各々が、2つのプレーンを含むマルチプレーン構成を有する場合には、一つのスーパーブロックは、NAND型フラッシュメモリダイ#1~#32に対応する64個のプレーンから一つずつ選択される計64個のブロックBLKを含んでいてもよい。図6には、一つのスーパーブロックSBが、NAND型フラッシュメモリダイ#1~#32から一つずつ選択される計32個のブロックBLK(図5においては太枠で囲まれているブロックBLK)から構成される場合が例示されている。 A super block may include, but is not limited to, a total of 32 blocks BLK selected one by one from NAND flash memory dies #1 to #32. Note that each of the NAND flash memory dies #1 to #32 may have a multiplane configuration. For example, if each of the NAND flash memory dies #1-#32 has a multi-plane configuration including two planes, then one super block is 64 superblocks corresponding to the NAND flash memory dies #1-#32. A total of 64 blocks BLK selected one by one from the planes may be included. In FIG. 6, one super block SB is a total of 32 blocks BLK (blocks BLK surrounded by thick frames in FIG. 5) selected one by one from NAND flash memory dies #1 to #32. The case where it consists of is illustrated.

図4に示されているように、コントローラ4は、ホストインタフェース11、CPU12、NANDインタフェース13、およびDRAMインタフェース14等を含む。これらCPU12、NANDインタフェース13、DRAMインタフェース14は、バス10を介して相互接続される。 As shown in FIG. 4, the controller 4 includes a host interface 11, a CPU 12, a NAND interface 13, a DRAM interface 14, and the like. These CPU 12 , NAND interface 13 and DRAM interface 14 are interconnected via a bus 10 .

このホストインタフェース11は、ホスト2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11は、例えば、PCIeコントローラ(NVMeコントローラ)であってもよい。ホストインタフェース11は、ホスト2から様々な要求(コマンド)を受信する。これら要求(コマンド)には、ライト要求(ライトコマンド)、リード要求(リードコマンド)、他の様々な要求(コマンド)が含まれる。 The host interface 11 is a host interface circuit configured to communicate with the host 2 . This host interface 11 may be, for example, a PCIe controller (NVMe controller). The host interface 11 receives various requests (commands) from the host 2 . These requests (commands) include write requests (write commands), read requests (read commands), and various other requests (commands).

CPU12は、ホストインタフェース11、NANDインタフェース13、DRAMインタフェース14を制御するように構成されたプロセッサである。CPU12は、フラッシュストレージデバイス3の電源オンに応答してNAND型フラッシュメモリ5または図示しないROMから制御プログラム(ファームウェア)をDRAM6にロードし、そしてこのファームウェアを実行することによって様々な処理を行う。なお、ファームウェアはコントローラ4内の図示しないSRAM上にロードされてもよい。このCPU12は、ホスト2からの様々なコマンドを処理するためのコマンド処理等を実行することができる。CPU12の動作は、CPU12によって実行される上述のファームウェアによって制御される。なお、コマンド処理の一部または全部は、コントローラ4内の専用ハードウェアによって実行してもよい。 The CPU 12 is a processor configured to control the host interface 11 , NAND interface 13 and DRAM interface 14 . The CPU 12 loads a control program (firmware) from the NAND flash memory 5 or a ROM (not shown) into the DRAM 6 in response to power-on of the flash storage device 3, and executes various processes by executing this firmware. Note that the firmware may be loaded onto an SRAM (not shown) within the controller 4 . This CPU 12 can execute command processing and the like for processing various commands from the host 2 . The operation of CPU 12 is controlled by the aforementioned firmware executed by CPU 12 . Part or all of the command processing may be executed by dedicated hardware within the controller 4 .

CPU12は、ライト動作制御部21、リード動作制御部22、およびGC動作制御部23として機能することができる。これらライト動作制御部21、リード動作制御部22、およびGC動作制御部23においては、図2の右部に示すシステム構成を実現するためのアプリケーションプログラムインタフェース(API)が実装されている。 The CPU 12 can function as a write operation control section 21 , a read operation control section 22 and a GC operation control section 23 . The write operation control unit 21, the read operation control unit 22, and the GC operation control unit 23 are equipped with an application program interface (API) for realizing the system configuration shown in the right part of FIG.

ライト動作制御部21は、ブロック番号と論理アドレスを指定するライト要求(ライトコマンド)をホスト2から受信する。論理アドレスは、書き込むべきデータ(ユーザデータ)を識別可能な識別子であり、例えば、LBAであってもよいし、あるいはキー・バリュー・ストアのキーのようなタグであってもよいし、キーのハッシュ値であってもよい。ブロック番号は、このデータが書き込まれるべきブロックを指定する識別子である。ブロック番号としては、複数のブロック内の任意の一つを一意に識別可能な様々な値を使用し得る。ブロック番号によって指定されるブロックは、物理ブロックであってもよいし、上述のスーパーブロックであってもよい。ライトコマンドを受信した場合、ライト動作制御部21は、まず、ホスト2からのデータを書き込むべき、この指定されたブロック番号を有するブロック(書き込み先ブロック)内の位置(書き込み先位置)を決定する。次いで、ライト動作制御部21は、ホスト2からのデータ(ライトデータ)を、この書き込み先ブロックの書き込み先位置に書き込む。この場合、ライト動作制御部21は、ホスト2からのデータのみならず、このデータとこのデータの論理アドレスの双方を書き込み先ブロックに書き込むことができる。 The write operation control unit 21 receives from the host 2 a write request (write command) specifying a block number and a logical address. A logical address is an identifier that can identify data (user data) to be written, and may be, for example, an LBA, a tag such as a key in a key-value store, or a key. It may be a hash value. A block number is an identifier that specifies the block to which this data is to be written. Various values that can uniquely identify any one of a plurality of blocks can be used as the block number. A block designated by a block number may be a physical block or a super block as described above. When a write command is received, the write operation control unit 21 first determines the position (write destination position) within the block (write destination block) having the specified block number where the data from the host 2 should be written. . Next, the write operation control unit 21 writes the data (write data) from the host 2 to the write destination position of this write destination block. In this case, the write operation control unit 21 can write not only the data from the host 2 but also both this data and the logical address of this data to the write destination block.

そして、ライト動作制御部21は、この書き込み先ブロックの上述の書き込み先位置を示すブロック内物理アドレスをホスト2に通知する。このブロック内物理アドレスは、この書き込み先ブロック内の書き込み先位置を示すブロック内オフセットによって表される。 Then, the write operation control unit 21 notifies the host 2 of the intra-block physical address indicating the write destination position of the write destination block. This intra-block physical address is represented by an intra-block offset that indicates the write destination position within this write destination block.

この場合、このブロック内オフセットは、書き込み先ブロックの先頭から書き込み先位置までのオフセット、つまり書き込み先ブロックの先頭に対する書き込み先位置のオフセットを示す。書き込み先ブロックの先頭から書き込み先位置までのオフセットのサイズは、ページサイズとは異なるサイズを有する粒度(Grain)の倍数で示される。粒度(Grain)は、上述のアクセス単位である。粒度(Grain)のサイズの最大値は、ブロックサイズまでに制限される。換言すれば、ブロック内オフセットは、書き込み先ブロックの先頭から書き込み先位置までのオフセットをページサイズとは異なるサイズを有する粒度の倍数で示す。 In this case, the intra-block offset indicates the offset from the beginning of the write destination block to the write destination location, that is, the offset of the write destination location relative to the beginning of the write destination block. The size of the offset from the beginning of the write destination block to the write destination position is indicated by a multiple of the granularity (Grain) having a size different from the page size. Granularity (Grain) is the access unit described above. The maximum value of the grain size is limited to the block size. In other words, the intra-block offset indicates the offset from the beginning of the write destination block to the write destination location in multiples of granularity having a size different from the page size.

粒度(Grain)は、ページサイズよりも小さいサイズを有していてもよい。例えば、ページサイズが16Kバイトである場合、粒度(Grain)は、そのサイズが4Kバイトであってもよい。この場合、ある一つのブロックにおいては、各々サイズが4Kバイトである複数のオフセット位置が規定される。ブロック内の最初のオフセット位置に対応するブロック内オフセットは、例えば0であり、ブロック内の次のオフセット位置に対応するブロック内オフセットは、例えば1である、ブロック内のさらに次のオフセット位置に対応するブロック内オフセットは、例えば2である。 The grain may have a size smaller than the page size. For example, if the page size is 16K bytes, the grain may be 4K bytes in size. In this case, one block defines a plurality of offset positions each having a size of 4K bytes. The intra-block offset corresponding to the first offset position in the block is 0, for example, and the intra-block offset corresponding to the next offset position in the block corresponds to the next further offset position in the block, for example 1. The intra-block offset to be used is 2, for example.

あるいは、粒度(Grain)は、ページサイズよりも大きなサイズを有していてもよい。例えば、粒度(Grain)は、ページサイズの数倍のサイズであってもよい。ページサイズが16Kバイトである場合、粒度は、32Kバイトのサイズであってもよい。 Alternatively, the grain may have a size larger than the page size. For example, the grain size may be several times the page size. If the page size is 16K bytes, the granularity may be 32K bytes in size.

このように、ライト動作制御部21は、ホスト2からのブロック番号を有するブロック内の書き込み先位置を自身で決定し、そしてホスト2からのライトデータをこのブロック内のこの書き込み先位置に書き込む。そして、ライト動作制御部21は、この書き込み先位置を示すブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)をライト要求に対応するレスポンス(返り値)としてホスト2に通知する。あるいは、ライト動作制御部21は、ブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)のみをホスト2に通知するのではなく、論理アドレスとブロック番号とブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)との組をホスト2に通知してもよい。 Thus, the write operation control unit 21 determines by itself the write destination position within the block having the block number from the host 2, and writes the write data from the host 2 to this write destination position within this block. Then, the write operation control unit 21 notifies the host 2 of the intra-block physical address (intra-block offset) indicating the write destination position as a response (return value) corresponding to the write request. Alternatively, instead of notifying the host 2 of only the intra-block physical address (intra-block offset), the write operation control unit 21 notifies the host 2 of a set of a logical address, a block number, and an intra-block physical address (intra-block offset). may be notified to

したがって、フラッシュストレージデバイス3は、ブロック番号をホスト2にハンドリングさせつつ、ページ書き込み順序制約、バッドページ、ページサイズ等を隠蔽することができる。 Therefore, the flash storage device 3 can hide page write order restrictions, bad pages, page sizes, etc., while allowing the host 2 to handle block numbers.

この結果、ホスト2は、ブロック境界は認識できるが、ページ書き込み順序制約、バッドページ、ページサイズについては意識することなく、どのユーザデータがどのブロック番号に存在するかを管理することができる。 As a result, the host 2 can recognize block boundaries, but can manage which user data exists in which block number without being aware of page write order restrictions, bad pages, and page sizes.

リード動作制御部22は、物理アドレス(すなわち、ブロック番号およびブロック内オフセット)を指定するリード要求(リードコマンド)をホスト2から受信した場合、これらブロック番号およびブロック内オフセットに基づいて、リード対象のブロック内のリード対象の物理記憶位置からデータをリードする。リード対象のブロックは、ブロック番号によって特定される。このブロック内のリード対象の物理記憶位置は、ブロック内オフセットによって特定される。このブロック内オフセットを使用することにより、ホスト2は、NAND型フラッシュメモリの世代毎の異なるページサイズをハンドリングする必要がない。 When the read operation control unit 22 receives a read request (read command) specifying a physical address (that is, a block number and an offset within the block) from the host 2, based on the block number and the offset within the block, the read operation control unit 22 selects a read target. Read data from the physical storage location to be read within the block. A block to be read is specified by a block number. The physical storage location to be read within this block is specified by the intra-block offset. By using this intra-block offset, the host 2 does not need to handle different page sizes for each generation of NAND flash memory.

リード対象の物理記憶位置を得るために、リード動作制御部22は、まず、このブロック内オフセットを、ページサイズを表す粒度の数(ページサイズが16Kバイトで粒度(Grain)が4Kバイトである場合には、ページサイズを表す粒度の数は4)で除算し、そしてこの除算によって得られる商および余りを、リード対象のページ番号およびリード対象のページ内オフセットとしてそれぞれ決定してもよい。 In order to obtain the physical storage location to be read, the read operation control unit 22 first converts this intra-block offset to the number of grains representing the page size (when the page size is 16 Kbytes and the grain is 4 Kbytes). Alternatively, the number of granularities representing the page size may be divided by 4), and the quotient and remainder resulting from this division may be determined as the page number to be read and the offset within the page to be read, respectively.

GC動作制御部23は、NAND型フラッシュメモリ5のガベージコレクションのためのコピー元ブロック番号(GCソースブロック番号)およびコピー先ブロック番号(GCデスティネーションブロック番号)を指定するGC制御コマンドをホスト2から受信した場合、NAND型フラッシュメモリ5の複数のブロックから、指定されたコピー元ブロック番号を有するブロックと指定されたコピー先ブロック番号を有するブロックとをコピー元ブロック(GCソースブロック)およびコピー先ブロック(GCデスティネーションブロック)として選択する。GC動作制御部23は、選択されたGCソースブロックに格納されている有効データを書き込むべきGCデスティネーションブロック内のコピー先位置を決定し、有効データをGCデスティネーションブロック内のコピー先位置にコピーする。 The GC operation control unit 23 receives a GC control command specifying a copy source block number (GC source block number) and a copy destination block number (GC destination block number) for garbage collection of the NAND flash memory 5 from the host 2. When received, a block having a specified copy source block number and a block having a specified copy destination block number are transferred from a plurality of blocks in the NAND flash memory 5 to a copy source block (GC source block) and a copy destination block. (GC destination block). The GC operation control unit 23 determines a copy destination position within the GC destination block to which the valid data stored in the selected GC source block should be written, and copies the valid data to the copy destination position within the GC destination block. do.

そして、GC動作制御部23は、有効データの論理アドレスと、コピー先ブロック番号と、GCデスティネーションブロック内のコピー先位置を示すブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)とを、ホスト2に通知する。 Then, the GC operation control unit 23 notifies the host 2 of the logical address of the valid data, the copy destination block number, and the intra-block physical address (intra-block offset) indicating the copy destination position in the GC destination block. .

有効データ/無効データの管理は、ブロック管理テーブル32を使用して実行されてもよい。このブロック管理テーブル32は、例えば、ブロック毎に存在してもよい。あるブロックに対応するブロック管理テーブル32においては、このブロック内のデータそれぞれの有効/無効を示すビットマップフラグが格納されている。ここで、有効データとは、論理アドレスから最新のデータとして紐付けられているデータであって、後にホスト2からリードされる可能性があるデータを意味する。無効データとは、もはやホスト2からリードされる可能性が無いデータを意味する。例えば、ある論理アドレスに関連付けられているデータは有効データであり、どの論理アドレスにも関連付けられていないデータは無効データである。 Valid data/invalid data management may be performed using the block management table 32 . This block management table 32 may exist, for example, for each block. The block management table 32 corresponding to a certain block stores bitmap flags indicating validity/invalidity of each data in the block. Here, valid data means data that is linked as the latest data from the logical address and that may be read from the host 2 later. Invalid data means data that can no longer be read from the host 2 . For example, data associated with a logical address is valid data, and data not associated with any logical address is invalid data.

上述したように、GC動作制御部23は、コピー元ブロック(GCソースブロック)内に格納されている有効データを書き込むべきコピー先ブロック(GCデスティネーションブロック)内の位置(コピー先位置)を決定し、有効データをコピー先ブロック(GCデスティネーションブロック)のこの決定された位置(コピー先位置)にコピーする。この場合、GC動作制御部23は、有効データとこの有効データの論理アドレスの双方を、コピー先ブロック(GCデスティネーションブロック)にコピーしてもよい。 As described above, the GC operation control unit 23 determines the position (copy destination position) in the copy destination block (GC destination block) to which valid data stored in the copy source block (GC source block) should be written. and copy the valid data to this determined location (destination location) of the destination block (GC destination block). In this case, the GC operation control unit 23 may copy both valid data and the logical address of this valid data to the copy destination block (GC destination block).

本実施形態では、上述したように、ライト動作制御部21は、ホスト2からのデータ(ライトデータ)とホスト2からの論理アドレスの双方を書き込み先ブロックに書き込むことができる。このため、GC動作制御部23は、コピー元ブロック(GCソースブロック)内の各データの論理アドレスをこのコピー元ブロック(GCソースブロック)から容易に取得することができるので、コピーされた有効データの論理アドレスをホスト2に容易に通知することができる。 In this embodiment, as described above, the write operation control unit 21 can write both the data (write data) from the host 2 and the logical address from the host 2 to the write destination block. Therefore, the GC operation control unit 23 can easily acquire the logical address of each data in the copy source block (GC source block) from this copy source block (GC source block), so that the copied valid data can easily notify the host 2 of the logical address of

NANDインタフェース13は、CPU12の制御の下、NAND型フラッシュメモリ5を制御するように構成されたメモリ制御回路である。DRAMインタフェース14は、CPU12の制御の下、DRAM6を制御するように構成されたDRAM制御回路である。DRAM6の記憶領域の一部は、ライトバッファ(WB)31の格納のために使用される。また、DRAM6の記憶領域の他の一部は、ブロック管理テーブル32の格納のために使用される。なお、これらライトバッファ(WB)31、およびブロック管理テーブル32は、コントローラ4内の図示しないSRAMに格納されてもよい。 The NAND interface 13 is a memory control circuit configured to control the NAND flash memory 5 under control of the CPU 12 . DRAM interface 14 is a DRAM control circuit configured to control DRAM 6 under the control of CPU 12 . A part of the storage area of the DRAM 6 is used for storing the write buffer (WB) 31 . Another part of the storage area of the DRAM 6 is used for storing the block management table 32. FIG. The write buffer (WB) 31 and block management table 32 may be stored in an SRAM (not shown) within the controller 4 .

図7は、ホスト2が論理アドレスとブロック番号とを指定し且つフラッシュストレージデバイス3がブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)を決定するデータ書き込み動作と、ホスト2がブロック番号とブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)とを指定するデータ読み出し動作とを示す。 FIG. 7 shows a data write operation in which the host 2 specifies the logical address and block number and the flash storage device 3 determines the intra-block physical address (in-block offset), and the host 2 specifies the block number and the intra-block physical address (intra-block offset). and a data read operation that specifies an intra-block offset).

データ書き込み動作は以下の手順で実行される。 A data write operation is performed in the following procedure.

(1)ホスト2のライト処理部412がフラッシュストレージデバイス3にデータ(ライトデータ)を書き込むことが必要な時、ライト処理部412は、フリーブロックを割り当てるようにフラッシュストレージデバイス3に要求してもよい。フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、NAND型フラッシュメモリ5のフリーブロック群を管理するブロック割り当て部701を含む。ブロック割り当て部701がライト処理部412からこの要求(ブロック割り当て要求)を受信した時、ブロック割り当て部701は、フリーブロック群の一つのフリーブロックをホスト2に割り当て、割り当てられたブロックのブロック番号(BLK#)をホスト2に通知する。 (1) When the write processing unit 412 of the host 2 needs to write data (write data) to the flash storage device 3, the write processing unit 412 requests the flash storage device 3 to allocate free blocks. good. The controller 4 of the flash storage device 3 includes a block allocator 701 that manages the free block group of the NAND flash memory 5 . When the block allocation unit 701 receives this request (block allocation request) from the write processing unit 412, the block allocation unit 701 allocates one free block of the free block group to the host 2, and the block number of the allocated block ( BLK#) to the host 2.

あるいは、ライト処理部412がフリーブロック群を管理する構成においては、ライト処理部412が自身で書き込み先ブロックを選択してもよい。 Alternatively, in a configuration where the write processing unit 412 manages the free block group, the write processing unit 412 may select the write destination block by itself.

(2)ライト処理部412は、ライトデータに対応する論理アドレス(例えばLBA)と書き込み先ブロックのブロック番号(BLK#)とを指定するライト要求をフラッシュストレージデバイス3に送信する。 (2) The write processing unit 412 transmits to the flash storage device 3 a write request that specifies the logical address (for example, LBA) corresponding to the write data and the block number (BLK#) of the write destination block.

(3)フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、データ書き込み用のページを割り当てるページ割り当て部702を含む。ページ割り当て部702がライト要求を受信した時、ページ割り当て部702は、ライト要求によって指定されたブロック番号を有するブロック(書き込み先ブロック)内の書き込み先位置を示すブロック内物理アドレス(ブロック内PBA)を決定する。ブロック内物理アドレス(ブロック内PBA)は、上述のブロック内オフセット(単にオフセットとしても参照される)によって表すことができる。コントローラ4は、ライト要求によって指定されたブロック番号と、ブロック内物理アドレス(ブロック内PBA)とに基づいて、ホスト2からのライトデータを、書き込み先ブロック内の書き込み先位置に書き込む。 (3) The controller 4 of the flash storage device 3 includes a page allocation unit 702 that allocates pages for writing data. When the page allocation unit 702 receives a write request, the page allocation unit 702 assigns an intra-block physical address (intra-block PBA) indicating a write destination location in a block (write destination block) having a block number specified by the write request. to decide. An intra-block physical address (intra-block PBA) can be represented by the above-mentioned intra-block offset (also simply referred to as offset). The controller 4 writes the write data from the host 2 to the write destination position in the write destination block based on the block number specified by the write request and the intra-block physical address (intra-block PBA).

(4)コントローラ4は、書き込み先位置を示すブロック内物理アドレス(ブロック内PBA)をライト要求に対するレスポンスとしてホスト2に通知する。あるいは、コントローラ4は、ライトデータに対応する論理アドレス(LBA)と、書き込み先ブロックのブロック番号(BLK#)と、書き込み先位置を示すブロック内PBA(オフセット)との組を、ライト要求に対するレスポンスとしてホスト2に通知してもよい。換言すれば、コントローラは、ブロック内物理アドレス、または論理アドレスとブロック番号とブロック内物理アドレスとの組のいずれかを、ホスト2に通知する。ホスト2においては、ライトデータが書き込まれた物理記憶位置を示す物理アドレス(ブロック番号、ブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット))が、このライトデータの論理アドレスにマッピングされるように、LUT411が更新される。 (4) The controller 4 notifies the host 2 of the intra-block physical address (intra-block PBA) indicating the write destination position as a response to the write request. Alternatively, the controller 4 sends a set of the logical address (LBA) corresponding to the write data, the block number (BLK#) of the write destination block, and the intra-block PBA (offset) indicating the write destination position as a response to the write request. may be notified to the host 2 as In other words, the controller notifies the host 2 of either an intra-block physical address or a set of a logical address, a block number, and an intra-block physical address. In the host 2, the LUT 411 is updated so that the physical address (block number, intra-block physical address (in-block offset)) indicating the physical storage location where the write data is written is mapped to the logical address of this write data. be done.

データリード動作は以下の手順で実行される。 A data read operation is executed in the following procedure.

(1)’ホスト2がフラッシュストレージデバイス3からデータをリードすることが必要な時、ホスト2は、LUT411を参照して、リードすべきデータの論理アドレスに対応する物理アドレス(ブロック番号、ブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット))をLUT411から取得する。 (1) 'When the host 2 needs to read data from the flash storage device 3, the host 2 refers to the LUT 411 and refers to the physical address (block number, within the block) corresponding to the logical address of the data to be read. Physical address (offset within block)) is obtained from the LUT 411 .

(2)’ホスト2は、取得されたブロック番号およびブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)を指定するリード要求をフラッシュストレージデバイス3に送出する。フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4がこのリード要求をホスト2から受信した時、コントローラ4は、ブロック番号およびブロック内物理アドレスに基づいて、リード対象のブロックおよびリード対象の物理記憶位置を特定し、このリード対象のブロック内のリード対象の物理記憶位置からデータをリードする。 (2)' The host 2 sends to the flash storage device 3 a read request designating the acquired block number and intra-block physical address (intra-block offset). When the controller 4 of the flash storage device 3 receives this read request from the host 2, the controller 4 identifies the block to be read and the physical storage location to be read based on the block number and physical address in the block. Data is read from the read target physical storage location in the read target block.

図8は、フラッシュストレージデバイス3に適用されるライトコマンドを示す。 FIG. 8 shows write commands applied to the flash storage device 3 .

ライトコマンドは、フラッシュストレージデバイス3にデータの書き込みを要求するコマンドである。このライトコマンドは、コマンドID、ブロック番号BLK#、論理アドレス、長さ、等を含んでもよい。 A write command is a command that requests the flash storage device 3 to write data. This write command may include command ID, block number BLK#, logical address, length, and the like.

コマンドIDはこのコマンドがライトコマンドであることを示すID(コマンドコード)であり、ライトコマンドにはライトコマンド用のコマンドIDが含まれる。 The command ID is an ID (command code) indicating that this command is a write command, and the write command includes a command ID for write commands.

ブロック番号BLK#は、データが書き込まれるべきブロックを一意に識別可能な識別子(ブロックアドレス)である。 The block number BLK# is an identifier (block address) that can uniquely identify a block into which data is to be written.

論理アドレスは、書き込まれるべきライトデータを識別するための識別子である。この論理アドレスは、上述したように、LBAであってもよいし、キー・バリュー・ストアのキーであってもよいし、キーのハッシュ値であってもよい。論理アドレスがLBAである場合には、このライトコマンドに含まれる論理アドレス(開始LBA)は、ライトデータが書き込まれるべき論理位置(最初の論理位置)を示す。 A logical address is an identifier for identifying write data to be written. This logical address may be the LBA, the key in the key-value store, or the hash value of the key, as described above. If the logical address is LBA, the logical address (starting LBA) included in this write command indicates the logical position (first logical position) to which the write data should be written.

長さは、書き込まれるべきライトデータの長さを示す。この長さ(データ長)は、粒度(Grain)の数によって指定されてもよいし、LBAの数によって指定されてもよいし、あるいはそのサイズがバイトによって指定されてもよい。 Length indicates the length of write data to be written. This length (data length) may be specified by the number of grains, the number of LBAs, or its size by bytes.

ホスト2からライトコマンドを受信した時、コントローラ4は、ライトコマンドによって指定されたブロック番号を有するブロック内の書き込み先位置を決定する。この書き込み先位置は、ページ書き込み順序の制約およびバッドページ等を考慮して決定される。そして、コントローラ4は、ホスト2からのデータを、ライトコマンドによって指定されたブロック番号を有するこのブロック内のこの書き込み先位置に書き込む。 Upon receiving a write command from the host 2, the controller 4 determines the write destination location within the block having the block number specified by the write command. This write destination position is determined in consideration of page write order constraints, bad pages, and the like. The controller 4 then writes the data from the host 2 to this write destination location within this block having the block number specified by the write command.

図9は、図8のライトコマンドに対するレスポンスを示す。 FIG. 9 shows responses to the write commands of FIG.

このレスポンスは、ブロック内物理アドレス、長さを含む。ブロック内物理アドレスは、データが書き込まれたブロック内の位置(物理記憶位置)を示す。ブロック内物理アドレスは、上述したように、ブロック内オフセットによって指定可能である。長さは、書き込まれたデータの長さを示す。この長さ(データ長)は、粒度(Grain)の数によって指定されてもよいし、LBAの数によって指定されてもよいし、あるいはそのサイズがバイトによって指定されてもよい。 This response includes the physical address within the block and the length. The intra-block physical address indicates the location (physical storage location) within the block where the data is written. An intra-block physical address can be specified by an intra-block offset, as described above. Length indicates the length of the data written. This length (data length) may be specified by the number of grains, the number of LBAs, or its size by bytes.

あるいは、このレスポンスは、ブロック内物理アドレスおよび長さだけでなく、論理アドレスおよびブロック番号をさらに含んでいてもよい。論理アドレスは、図8のライトコマンドに含まれていた論理アドレスである。ブロック番号は、図8のライトコマンドに含まれていた論理アドレスである。 Alternatively, this response may further include not only the intra-block physical address and length, but also the logical address and block number. The logical address is the logical address included in the write command in FIG. The block number is the logical address included in the write command in FIG.

図10は、フラッシュストレージデバイス3に適用されるTrimコマンドを示す。 FIG. 10 shows the Trim command applied to the flash storage device 3. As shown in FIG.

このTrimコマンドは、無効にすべきデータが格納されている物理記憶位置を示すブロック番号およびブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)を含むコマンドである。つまり、このTrimコマンドは、LBAのような論理アドレスではなく、物理アドレスを指定可能である。このTrimコマンドは、コマンドID、物理アドレス、長さを含む。 This Trim command is a command containing a block number and an intra-block physical address (intra-block offset) indicating a physical storage location where data to be invalidated is stored. In other words, this Trim command can specify a physical address instead of a logical address like LBA. This Trim command includes a command ID, physical address and length.

コマンドIDはこのコマンドがTrimコマンドであることを示すID(コマンドコード)であり、TrimコマンドにはTrimコマンド用のコマンドIDが含まれる。 The command ID is an ID (command code) indicating that this command is a Trim command, and the Trim command includes a command ID for the Trim command.

物理アドレスは、無効化すべきデータが格納されている最初の物理記憶位置を示す。本実施形態では、この物理アドレスは、ブロック番号とオフセット(ブロック内オフセット)との組み合わせによって指定される。 The physical address indicates the first physical storage location where the data to be invalidated is stored. In this embodiment, this physical address is specified by a combination of a block number and an offset (intra-block offset).

長さは、無効化すべきデータの長さを示す。この長さ(データ長)は、粒度(Grain)の数によって指定されてもよいし、バイトによって指定されてもよい。 Length indicates the length of data to be invalidated. This length (data length) may be specified by the number of grains or by bytes.

コントローラ4は、複数のブロックの各々に含まれるデータそれぞれの有効/無効を示すフラグ(ビットマップフラグ)をブロック管理テーブル32を使用して管理する。無効にすべきデータが格納されている物理記憶位置を示すブロック番号およびオフセット(ブロック内オフセット)を含むTrimコマンドをホスト2から受信した場合、コントローラ4は、ブロック管理テーブル32を更新して、Trimコマンドに含まれるブロック番号およびブロック内オフセットに対応する物理記憶位置のデータに対応するフラグ(ビットマップフラグ)を無効を示す値に変更する。 The controller 4 uses the block management table 32 to manage flags (bitmap flags) indicating validity/invalidity of each data included in each of the plurality of blocks. When a Trim command including a block number and an offset (intra-block offset) indicating a physical storage location where data to be invalidated is received from the host 2, the controller 4 updates the block management table 32 to perform a Trim command. The flag (bitmap flag) corresponding to the data in the physical storage location corresponding to the block number and intra-block offset included in the command is changed to a value indicating invalid.

図11は、ブロック内物理アドレスを規定するブロック内オフセットを示す。 FIG. 11 shows intra-block offsets that define intra-block physical addresses.

ブロック番号はある一つのブロックBLKを指定する。各ブロックBLKは、図11に示されているように、複数のページ(ここでは、ページ0~ページn)を含む。 The block number designates one block BLK. Each block BLK includes a plurality of pages (here, page 0 to page n), as shown in FIG.

ページサイズ(各ページのユーザデータ格納領域)が16Kバイトであり、粒度(Grain)が4KBのサイズであるケースにおいては、このブロックBLKは、4×(n+1)個の領域に論理的に分割される。 In the case where the page size (user data storage area of each page) is 16 KB and the grain size is 4 KB, this block BLK is logically divided into 4×(n+1) areas. be.

オフセット+0はページ0の最初の4KB領域を示し、オフセット+1はページ0の2番目の4KB領域を示し、オフセット+2はページ0の3番目の4KB領域を示し、オフセット+3はページ0の4番目の4KB領域を示す。 Offset +0 indicates the first 4 KB region of page 0, Offset +1 indicates the second 4 KB region of page 0, Offset +2 indicates the third 4 KB region of page 0, Offset +3 indicates the fourth 4 KB region of page 0 A 4 KB region is shown.

オフセット+4はページ1の最初の4KB領域を示し、オフセット+5はページ1の2番目の4KB領域を示し、オフセット+6はページ1の3番目の4KB領域を示し、オフセット+7はページ1の4番目の4KB領域を示す。 Offset +4 indicates the first 4 KB region of page 1, offset +5 indicates the second 4 KB region of page 1, offset +6 indicates the third 4 KB region of page 1, offset +7 indicates the fourth 4 KB region of page 1. A 4 KB region is shown.

図12は、ライトコマンドに応じて実行される書き込み動作を示す。 FIG. 12 shows a write operation performed in response to a write command.

いま、ブロックBLK#1が書き込み先ブロックとして割り当てられている場合を想定する。コントローラ4は、ページ0、ページ1、ページ2、…ページnという順序で、データをページ単位でブロックBLK#1に書き込む。 Assume now that the block BLK#1 is assigned as the write destination block. The controller 4 writes data to the block BLK#1 page by page in the order of page 0, page 1, page 2, . . . page n.

図11においては、ブロックBLK#1のページ0に16Kバイト分のデータがすでに書き込まれている状態で、ブロック番号(=BLK#1)、論理アドレス(LBAx)および長さ(=4)を指定するライトコマンドがホスト2から受信された場合が想定されている。コントローラ4は、ブロックBLK#1のページ1を書き込み先位置として決定し、ホスト2から受信される16Kバイト分のライトデータをブロックBLK#1のページ1に書き込む。そして、コントローラ4は、このライトコマンドに対するレスポンスとして、オフセット(ブロック内オフセット)、長さをホスト2に返す。このケースにおいては、オフセット(ブロック内オフセット)は+5であり、長さは4である。あるいは、コントローラ4は、このライトコマンドに対するレスポンスとして、論理アドレス、ブロック番号、オフセット(ブロック内オフセット)、長さをホスト2に返してもよい。このケースにおいては、論理アドレスはLBAxであり、ブロック番号はBLK#1であり、オフセット(ブロック内オフセット)は+5であり、長さは4である。 In FIG. 11, block number (=BLK#1), logical address (LBAx) and length (=4) are specified with 16K bytes of data already written to page 0 of block BLK#1. It is assumed that a write command to write is received from the host 2 . The controller 4 determines page 1 of block BLK#1 as the write destination position, and writes 16 Kbytes worth of write data received from the host 2 to page 1 of block BLK#1. Then, the controller 4 returns the offset (intra-block offset) and length to the host 2 as a response to this write command. In this case the offset (intra-block offset) is +5 and the length is 4. Alternatively, the controller 4 may return the logical address, block number, offset (intra-block offset), and length to the host 2 as a response to this write command. In this case, the logical address is LBAx, the block number is BLK#1, the offset (offset within block) is +5, and the length is four.

図13は、不良ページ(バッドページ)をスキップする書き込み動作を示す。 FIG. 13 illustrates a write operation that skips defective pages (bad pages).

図13においては、ブロックBLK#1のページ0、ページ1にデータがすでに書き込まれている状態で、ブロック番号(=BLK#1)、論理アドレス(LBAx+1)および長さ(=4)を指定するライトコマンドがホスト2から受信された場合が想定されている。もしブロックBLK#1のページ2が不良ページであるならば、コントローラ4は、ブロックBLK#1のページ3を書き込み先位置として決定し、ホスト2から受信される16Kバイト分のライトデータをブロックBLK#1のページ3に書き込む。そして、コントローラ4は、このライトコマンドに対するレスポンスとして、オフセット(ブロック内オフセット)、長さをホスト2に返す。このケースにおいては、オフセット(ブロック内オフセット)は+12であり、長さは4である。あるいは、コントローラ4は、このライトコマンドに対するレスポンスとして、論理アドレス、ブロック番号、オフセット(ブロック内オフセット)、長さをホスト2に返してもよい。このケースにおいては、論理アドレスはLBAx+1であり、ブロック番号はBLK#1であり、オフセット(ブロック内オフセット)は+12であり、長さは4である。 In FIG. 13, the block number (=BLK#1), the logical address (LBAx+1) and the length (=4) are specified with data already written to page 0 and page 1 of block BLK#1. It is assumed that a write command is received from host 2 . If page 2 of block BLK#1 is a defective page, controller 4 determines page 3 of block BLK#1 as the write destination position, and writes 16 Kbytes of write data received from host 2 to block BLK. Write to page 3 of #1. Then, the controller 4 returns the offset (intra-block offset) and length to the host 2 as a response to this write command. In this case the offset (intra-block offset) is +12 and the length is 4. Alternatively, the controller 4 may return the logical address, block number, offset (intra-block offset), and length to the host 2 as a response to this write command. In this case, the logical address is LBAx+1, the block number is BLK#1, the offset (offset within block) is +12, and the length is four.

図14は、不良ページをスキップする書き込み動作の別の例を示す。 FIG. 14 shows another example of a write operation that skips bad pages.

図14においては、不良ページを挟む2つのページに跨がってデータが書き込まれる場合が想定されている。いま、ブロックBLK#2のページ0、ページ1にデータがすでに書き込まれており、且つライトバッファ31に未書き込みの8Kバイト分のライトデータが残っている場合を想定する。この状態で、ブロック番号(=BLK#2)、論理アドレス(LBAy)および長さ(=6)を指定するライトコマンドが受信されたならば、コントローラ4は、未書き込みの8Kバイトライトデータと、ホスト2から新たに受信される24Kバイトライトデータ内の最初の8Kバイトライトデータとを使用して、ページサイズに対応する16Kバイトライトデータを準備する。そして、コントローラ4は、この準備した16KバイトライトデータをブロックBLK#2のページ2に書き込む。 In FIG. 14, it is assumed that data is written across two pages sandwiching a defective page. Assume that data has already been written to page 0 and page 1 of block BLK#2, and 8 Kbytes of unwritten write data remains in the write buffer 31. FIG. In this state, if a write command specifying a block number (=BLK#2), a logical address (LBAy) and a length (=6) is received, the controller 4 outputs unwritten 8 Kbyte write data, Using the first 8 Kbyte write data in the 24 Kbyte write data newly received from the host 2, prepare 16 Kbyte write data corresponding to the page size. The controller 4 then writes the prepared 16-Kbyte write data to page 2 of block BLK#2.

もしブロックBLK#2の次のページ3が不良ページであるならば、コントローラ4は、ブロックBLK#2のページ4を次の書き込み先位置として決定し、ホスト2から受信された24Kバイトライトデータ内の残りの16Kバイトライトデータを、ブロックBLK#2のページ4に書き込む。 If next page 3 of block BLK#2 is a bad page, controller 4 determines page 4 of block BLK#2 as the next write destination location and write the remaining 16 Kbytes of write data to page 4 of block BLK#2.

そして、コントローラ4は、このライトコマンドに対するレスポンスとして、2つのオフセット(ブロック内オフセット)と、2つの長さをホスト2に返す。このケースにおいては、このレスポンスは、オフセット(=+10)、長さ(=2)、オフセット(=+16)、長さ(=4)を含んでもよい。あるいは、コントローラ4は、このライトコマンドに対するレスポンスとして、LBAy、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+10)、長さ(=2)、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+16)、長さ(=4)をホスト2に返してもよい。 The controller 4 then returns two offsets (intra-block offsets) and two lengths to the host 2 as a response to this write command. In this case, the response may include offset (=+10), length (=2), offset (=+16), length (=4). Alternatively, the controller 4 responds to this write command with LBAy, block number (=BLK#2), offset (=+10), length (=2), block number (=BLK#2), offset (=+16). ) and the length (=4) may be returned to the host 2 .

図15、図16は、論理アドレスとデータのペアをブロック内のページに書き込む動作を示す。 15 and 16 show the operation of writing a logical address and data pair to a page within a block.

各ブロックにおいて、各ページは、ユーザデータを格納するためのユーザデータ領域と管理データを格納するための冗長領域とを含んでもよい。ページサイズは16KB+アルファである。 In each block, each page may include a user data area for storing user data and a redundant area for storing management data. The page size is 16KB+alpha.

コントローラ4は、4KBユーザデータとこの4KBユーザデータに対応する論理アドレス(例えばLBA)との双方を書き込み先ブロックBLKに書き込む。この場合、図15に示すように、各々がLBAと4KBユーザデータとを含む4つのデータセットが同じページに書き込まれてもよい。ブロック内オフセットは、セット境界を示してもよい。 The controller 4 writes both the 4 KB user data and the logical address (for example, LBA) corresponding to this 4 KB user data to the write destination block BLK. In this case, as shown in FIG. 15, four data sets, each containing LBA and 4KB user data, may be written to the same page. Intra-block offsets may indicate set boundaries.

あるいは、図16に示されているように、4つの4KBユーザデータがページ内のユーザデータ領域に書き込まれ、これら4つの4KBユーザデータに対応する4つのLBAがこのページ内の冗長領域に書き込まれてもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 16, four 4 KB user data are written to the user data area within the page, and four LBAs corresponding to these four 4 KB user data are written to the redundant area within this page. may

図17は、スーパーブロックが使用されるケースにおけるブロック番号とオフセット(ブロック内オフセット)との関係を示す。以下では、ブロック内オフセットは単にオフセットとしても参照される。 FIG. 17 shows the relationship between block numbers and offsets (intra-block offsets) when superblocks are used. In the following, intra-block offsets are also referred to simply as offsets.

ここでは、図示を簡単化するために、ある一つのスーパーブロックSB#1が4つのブロックBLK#11、BLK#21、BLK#31、BLK#41から構成されている場合が想定されている。コントローラ4は、ブロックBLK#11のページ0、ブロックBLK#21のページ0、ブロックBLK#31のページ0、ブロックBLK#41のページ0、ブロックBLK#11のページ1、ブロックBLK#21のページ1、ブロックBLK#31のページ1、ブロックBLK#41のページ1、…という順序でデータを書き込む。 Here, in order to simplify the illustration, it is assumed that one super block SB#1 is composed of four blocks BLK#11, BLK#21, BLK#31, and BLK#41. The controller 4 controls page 0 of block BLK#11, page 0 of block BLK#21, page 0 of block BLK#31, page 0 of block BLK#41, page 1 of block BLK#11, page 1 of block BLK#21. 1, page 1 of block BLK#31, page 1 of block BLK#41, and so on.

オフセット+0はブロックBLK#11のページ0の最初の4KB領域を示し、オフセット+1はブロックBLK#11のページ0の2番目の4KB領域を示し、オフセット+2はブロックBLK#11のページ0の3番目の4KB領域を示し、オフセット+3はブロックBLK#11のページ0の4番目の4KB領域を示す。 Offset +0 indicates the first 4 KB area of page 0 of block BLK#11, offset +1 indicates the second 4 KB area of page 0 of block BLK#11, and offset +2 indicates the third of page 0 of block BLK#11. offset +3 indicates the fourth 4 KB area of page 0 of block BLK#11.

オフセット+4はブロックBLK#21のページ0の最初の4KB領域を示し、オフセット+5はブロックBLK#21のページ0の2番目の4KB領域を示し、オフセット+6はブロックBLK#21のページ0の3番目の4KB領域を示し、オフセット+7はブロックBLK#21のページ0の4番目の4KB領域を示す。 Offset +4 indicates the first 4 KB area of page 0 of block BLK#21, offset +5 indicates the second 4 KB area of page 0 of block BLK#21, and offset +6 indicates the third of page 0 of block BLK#21. offset +7 indicates the fourth 4 KB area of page 0 of block BLK#21.

同様に、オフセット+12はブロックBLK#41のページ0の最初の4KB領域を示し、オフセット+13はブロックBLK#41のページ0の2番目の4KB領域を示し、オフセット+14はブロックBLK#41のページ0の3番目の4KB領域を示し、オフセット+15はブロックBLK#41のページ0の4番目の4KB領域を示す。 Similarly, offset +12 indicates the first 4 KB area of page 0 of block BLK#41, offset +13 indicates the second 4 KB area of page 0 of block BLK#41, offset +14 indicates page 0 of block BLK#41. offset +15 indicates the fourth 4 KB area of page 0 of block BLK#41.

オフセット+16はブロックBLK#11のページ1の最初の4KB領域を示し、オフセット+17はブロックBLK#11のページ1の2番目の4KB領域を示し、オフセット+18はブロックBLK#11のページ1の3番目の4KB領域を示し、オフセット+19はブロックBLK#11のページ1の4番目の4KB領域を示す。 Offset +16 indicates the first 4 KB region of page 1 of block BLK#11, offset +17 indicates the second 4 KB region of page 1 of block BLK#11, and offset +18 indicates the third 4 KB region of page 1 of block BLK#11. offset +19 indicates the fourth 4KB area of page 1 of block BLK#11.

オフセット+20はブロックBLK#21のページ1の最初の4KB領域を示し、オフセット+21はブロックBLK#21のページ1の2番目の4KB領域を示し、オフセット+22はブロックBLK#21のページ1の3番目の4KB領域を示し、オフセット+23はブロックBLK#21のページ1の4番目の4KB領域を示す。 Offset +20 indicates the first 4 KB region of page 1 of block BLK#21, offset +21 indicates the second 4 KB region of page 1 of block BLK#21, offset +22 indicates the third 4 KB region of page 1 of block BLK#21. offset +23 indicates the fourth 4KB area of page 1 of block BLK#21.

同様に、オフセット+28はブロックBLK#41のページ1の最初の4KB領域を示し、オフセット+29はブロックBLK#41のページ1の2番目の4KB領域を示し、オフセット+30はブロックBLK#41のページ1の3番目の4KB領域を示し、オフセット+31はブロックBLK#41のページ1の4番目の4KB領域を示す。 Similarly, offset +28 indicates the first 4 KB region of page 1 of block BLK#41, offset +29 indicates the second 4 KB region of page 1 of block BLK#41, and offset +30 indicates page 1 of block BLK#41. offset +31 indicates the fourth 4KB area of page 1 of block BLK#41.

図18は、フラッシュストレージデバイス3に適用される最大ブロック番号ゲットコマンドを示す。 FIG. 18 shows the maximum block number get command applied to the flash storage device 3 .

最大ブロック番号ゲットコマンドは、フラッシュストレージデバイス3から最大ブロック番号を取得するためのコマンドである。ホスト2は、フラッシュストレージデバイス3に最大ブロック番号ゲットコマンドに送信することにより、フラッシュストレージデバイス3に含まれるブロックの数を示す最大ブロック番号を認識することができる。最大ブロック番号ゲットコマンドは、最大ブロック番号ゲットコマンド用のコマンドIDを含み、パラメータは含まない。 The maximum block number get command is a command for obtaining the maximum block number from the flash storage device 3 . The host 2 can recognize the maximum block number indicating the number of blocks included in the flash storage device 3 by sending a maximum block number get command to the flash storage device 3 . The get maximum block number command contains the command ID for the get maximum block number command and does not contain any parameters.

図19は、最大ブロック番号ゲットコマンドに対するレスポンスを示す。 FIG. 19 shows the response to the maximum block number get command.

最大ブロック番号ゲットコマンドをホスト2から受信した時、フラッシュストレージデバイス3は、図19に示すレスポンスをホスト2に返す。このレスポンスは、最大ブロック番号(つまり、フラッシュストレージデバイス3に含まれる利用可能なブロックの総数)を示すパラメータを含む。 When receiving the maximum block number get command from the host 2, the flash storage device 3 returns the response shown in FIG. This response includes a parameter indicating the maximum block number (ie total number of available blocks contained in flash storage device 3).

図20は、フラッシュストレージデバイス3に適用されるブロックサイズゲットコマンドを示す。 FIG. 20 shows the get block size command applied to the flash storage device 3 .

ブロックサイズゲットコマンドは、フラッシュストレージデバイス3からブロックサイズを取得するためのコマンドである。ホスト2は、フラッシュストレージデバイス3にブロックサイズゲットコマンドに送信することにより、フラッシュストレージデバイス3に含まれるNAND型フラッシュメモリ5のブロックサイズを認識することができる。 A block size get command is a command for acquiring a block size from the flash storage device 3 . The host 2 can recognize the block size of the NAND flash memory 5 included in the flash storage device 3 by sending a block size get command to the flash storage device 3 .

なお、別の実施形態では、ブロックサイズゲットコマンドは、ブロック番号を指定するパラメータを含んでいてもよい。あるブロック番号を指定するブロックサイズゲットコマンドをホスト2から受信した場合、フラッシュストレージデバイス3は、このブロック番号を有するブロックのブロックサイズをホスト2に返す。これにより、たとえNAND型フラッシュメモリ5に含まれるブロックそれぞれのブロックサイズが不均一である場合であっても、ホスト2は、個々のブロックそれぞれのブロックサイズを認識することができる。 Note that in another embodiment, the get block size command may include a parameter specifying the block number. When receiving a block size get command specifying a certain block number from the host 2, the flash storage device 3 returns to the host 2 the block size of the block having this block number. As a result, even if the block sizes of the blocks included in the NAND flash memory 5 are uneven, the host 2 can recognize the block size of each individual block.

図21は、ブロックサイズゲットコマンドに対するレスポンスを示す。 FIG. 21 shows the response to the get block size command.

ブロックサイズゲットコマンドをホスト2から受信した時、フラッシュストレージデバイス3は、ブロックサイズ(NAND型フラッシュメモリ5に含まれるブロックそれぞれの共通のブロックサイズ)をホスト2に返す。この場合、もしブロック番号がブロックサイズゲットコマンドによって指定されていたならば、フラッシュストレージデバイス3は、上述したように、このブロック番号を有するブロックのブロックサイズをホスト2に返す。 When receiving a block size get command from the host 2 , the flash storage device 3 returns the block size (common block size of each block included in the NAND flash memory 5 ) to the host 2 . In this case, if a block number was specified by the get block size command, flash storage device 3 returns to host 2 the block size of the block with this block number, as described above.

図22は、フラッシュストレージデバイス3に適用されるブロックアロケートコマンドを示す。 FIG. 22 shows the block allocation commands applied to the flash storage device 3. FIG.

ブロックアロケートコマンドは、フラッシュストレージデバイス3にブロック(フリーブロック)の割り当てを要求するコマンド(ブロック割り当て要求)である。ホスト2は、ブロックアロケートコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信することによって、フリーブロックを割り当てるようにフラッシュストレージデバイス3に要求し、これによってブロック番号(割り当てられたフリーブロックのブロック番号)を取得することができる。 A block allocation command is a command (block allocation request) that requests the flash storage device 3 to allocate a block (free block). The host 2 requests the flash storage device 3 to allocate a free block by sending a block allocate command to the flash storage device 3, thereby obtaining a block number (the block number of the allocated free block). can be done.

フラッシュストレージデバイス3がフリーブロック群をフリーブロックリストによって管理し、ホスト2はフリーブロック群を管理しないケースにおいては、ホスト2は、フリーブロックを割り当てるようにフラッシュストレージデバイス3に要求し、これによってブロック番号を取得する。一方、ホスト2がフリーブロック群を管理するケースにおいては、ホスト2は、フリーブロック群の一つを自身で選択することができるので、ブロックアロケートコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信する必要は無い。 In the case where the flash storage device 3 manages the free block group by the free block list and the host 2 does not manage the free block group, the host 2 requests the flash storage device 3 to allocate the free block, thereby get the number. On the other hand, in the case where the host 2 manages the free block group, the host 2 can select one of the free block groups by itself, so there is no need to send a block allocate command to the flash storage device 3 .

図23は、ブロックアロケートコマンドに対するレスポンスを示す。 FIG. 23 shows the response to the block allocate command.

ブロックアロケートコマンドをホスト2から受信した時、フラッシュストレージデバイス3は、フリーブロックリストから、ホスト2に割り当てるべきフリーブロックを選択し、選択したフリーブロックのブロック番号を含むレスポンスをホスト2に返す。 When receiving a block allocate command from the host 2, the flash storage device 3 selects a free block to be allocated to the host 2 from the free block list and returns a response including the block number of the selected free block to the host 2.

図24は、ホスト2とフラッシュストレージデバイス3とによって実行されるブロック情報取得処理を示す。 FIG. 24 shows block information acquisition processing executed by the host 2 and flash storage device 3 .

ホスト2がフラッシュストレージデバイス3の使用を開始する時、ホスト2は、まず、最大ブロック番号ゲットコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信する。フラッシュストレージデバイス3のコントローラは、最大ブロック番号をホスト2に返す。最大ブロック番号は、利用可能なブロックの総数を示す。なお、上述のスーパーブロックが使用されるケースにおいては、最大ブロック番号は、利用可能なスーパーブロックの総数を示してもよい。 When the host 2 starts using the flash storage device 3 , the host 2 first sends a maximum block number get command to the flash storage device 3 . The flash storage device 3 controller returns the maximum block number to the host 2 . Maximum block number indicates the total number of blocks available. Note that in the case where superblocks are used as described above, the maximum block number may indicate the total number of superblocks available.

次いで、ホスト2は、ブロックサイズゲットコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信して、ブロックサイズを取得する。この場合、ホスト2は、ブロック番号1を指定するブロックサイズゲットコマンド、ブロック番号2を指定するブロックサイズゲットコマンド、ブロック番号3を指定するブロックサイズゲットコマンド、…をフラッシュストレージデバイス3にそれぞれ送信して、全てのブロックそれぞれのブロックサイズを個別に取得してもよい。 The host 2 then sends a get block size command to the flash storage device 3 to get the block size. In this case, the host 2 sends a block size get command designating block number 1, a block size get command designating block number 2, a block size get command designating block number 3, . to obtain the block size of each block individually.

このブロック情報取得処理により、ホスト2は、利用可能ブロック数、個々のブロックのブロックサイズを認識することができる。 By this block information acquisition processing, the host 2 can recognize the number of usable blocks and the block size of each block.

図25は、ホスト2とフラッシュストレージデバイス3とによって実行される書き込み処理のシーケンスを示す。 FIG. 25 shows the sequence of write operations performed by the host 2 and the flash storage device 3 .

ホスト2は、まず、書き込みのために使用すべきブロック(フリーブロック)を自身で選択するか、またはブロックアロケートコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信することによってフリーブロックを割り当てるようにフラッシュストレージデバイス3に要求する。そして、ホスト2は、自身で選択したブロックのブロック番号BLK#(またはフラッシュストレージデバイス3によって割り当てられたフリーブロックのブロック番号BLK#)と、論理アドレス(LBA)と、長さとを含むライトコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信する(ステップS20)。 The host 2 first selects a block (free block) to be used for writing by itself or instructs the flash storage device 3 to allocate a free block by sending a block allocate command to the flash storage device 3. demand. Then, the host 2 sends a write command including the block number BLK# of the block selected by itself (or the block number BLK# of the free block assigned by the flash storage device 3), the logical address (LBA), and the length. It is transmitted to the flash storage device 3 (step S20).

フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4がこのライトコマンドを受信した時、コントローラ4は、ホスト2からのライトデータを書き込むべき、このブロック番号BLK#を有するブロック(書き込み先ブロックBLK#)内の書き込み先位置を決定し、この書き込み先ブロックBLK#の書き込み先位置にライトデータを書き込む(ステップS11)。ステップS11では、コントローラ4は、論理アドレス(ここではLBA)とライトデータの双方を書き込み先ブロックに書き込んでもよい。 When the controller 4 of the flash storage device 3 receives this write command, the controller 4 selects the write destination location within the block (write destination block BLK#) having this block number BLK# where the write data from the host 2 should be written. is determined, and the write data is written to the write destination position of this write destination block BLK# (step S11). In step S11, the controller 4 may write both the logical address (LBA here) and the write data to the write destination block.

コントローラ4は、書き込み先ブロックBLK#に対応するブロック管理テーブル32を更新して、書き込まれたデータに対応するビットマップフラグ(つまり、このデータが書き込まれたオフセット(ブロック内オフセット)に対応するビットマップフラグ)を0から1に変更する(ステップS12)。 The controller 4 updates the block management table 32 corresponding to the write destination block BLK#, and sets a bitmap flag corresponding to the written data (that is, a bit corresponding to the offset (in-block offset) to which this data is written). map flag) is changed from 0 to 1 (step S12).

例えば、図26に示されているように、開始LBAがLBAxである16Kバイト更新データがブロックBLK#1のオフセット+4~+7に対応する物理記憶位置に書き込まれた場合を想定する。この場合、図27に示されているように、ブロックBLK#1用のブロック管理テーブルにおいては、オフセット+4~+7に対応するビットマップフラグそれぞれが0から1に変更される。 For example, as shown in FIG. 26, assume that 16K bytes of update data with a starting LBA of LBAx were written to physical storage locations corresponding to offsets +4 to +7 of block BLK#1. In this case, as shown in FIG. 27, the bitmap flags corresponding to offsets +4 to +7 are changed from 0 to 1 in the block management table for block BLK#1.

そして、図25に示すように、コントローラ4は、このライトコマンドに対するレスポンスをホスト2に返す(ステップS13)。このレスポンスは、このデータが書き込まれたオフセット(ブロック内オフセット)を少なくとも含む。 Then, as shown in FIG. 25, the controller 4 returns a response to this write command to the host 2 (step S13). This response includes at least the offset (intra-block offset) at which this data was written.

ホスト2がこのレスポンスを受信した時、ホスト2は、ホスト2によって管理されているLUT411を更新して、書き込まれたライトデータに対応する論理アドレスそれぞれに物理アドレスをマッピングする。図28に示されているように、LUT411は、複数の論理アドレス(例えばLBA)それぞれに対応する複数のエントリを含む。ある論理アドレス(例えばあるLBA)に対応するエントリには、このLBAに対応するデータが格納されているNAND型フラッシュメモリ5内の位置(物理記憶位置)を示す物理アドレスPBA、つまりブロック番号、オフセット(ブロック内オフセット)が格納される。図26に示されているように、開始LBAがLBAxである16Kバイト更新データがブロックBLK#1のオフセット+4~+7に対応する物理記憶位置に書き込まれたならば、図28に示されているように、LUT411が更新されて、LBAxに対応するエントリにBLK#1、オフセット+4が格納され、LBAx+1に対応するエントリにBLK#1、オフセット+5が格納され、LBAx+2に対応するエントリにBLK#1、オフセット+6が格納され、LBAx+3に対応するエントリにBLK#1、オフセット+7が格納される。 When the host 2 receives this response, the host 2 updates the LUT 411 managed by the host 2 to map the physical address to each logical address corresponding to the written write data. As shown in FIG. 28, LUT 411 includes multiple entries corresponding to multiple logical addresses (eg, LBAs). An entry corresponding to a certain logical address (for example, a certain LBA) contains a physical address PBA indicating the location (physical storage location) in the NAND flash memory 5 where the data corresponding to this LBA is stored, that is, block number, offset (offset in block) is stored. As shown in FIG. 26, if 16K bytes of update data with a starting LBA of LBAx were written to physical storage locations corresponding to offsets +4 to +7 of block BLK#1, then FIG. , the LUT 411 is updated so that the entry corresponding to LBAx stores BLK#1 and offset +4, the entry corresponding to LBAx+1 stores BLK#1 and offset +5, and the entry corresponding to LBAx+2 stores BLK#1. , offset +6 are stored, and BLK#1 and offset +7 are stored in the entry corresponding to LBAx+3.

図25に示すように、この後、ホスト2は、上述の更新データの書き込みによって不要になった以前のデータを無効化するためのTrimコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信する。図26に示されているように、以前のデータがブロックBLK#0のオフセット+0、オフセット+1、オフセット+2、オフセット+3に対応する位置に格納されている場合には、図29に示すように、ブロック番号(=BLK#0)、オフセット(=+0)、長さ(=4)を指定するTrimコマンドがホスト2からフラッシュストレージデバイス3に送信される。フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、このTrimコマンドに応じて、ブロック管理テーブル32を更新する(図25、ステップS14)。ステップS15においては、図29に示すように、ブロックBLK#0用のブロック管理テーブルにおいて、オフセット+0~+3に対応するビットマップフラグそれぞれが1から0に変更される。 As shown in FIG. 25, the host 2 thereafter sends a Trim command to the flash storage device 3 to invalidate the previous data that has become unnecessary due to the above-described writing of the update data. As shown in FIG. 26, if the previous data is stored at positions corresponding to offset +0, offset +1, offset +2, and offset +3 of block BLK#0, as shown in FIG. A Trim command specifying a block number (=BLK#0), offset (=+0), and length (=4) is sent from the host 2 to the flash storage device 3 . The controller 4 of the flash storage device 3 updates the block management table 32 according to this Trim command (FIG. 25, step S14). In step S15, as shown in FIG. 29, bitmap flags corresponding to offsets +0 to +3 are changed from 1 to 0 in the block management table for block BLK#0.

図30は、フラッシュストレージデバイス3に適用されるリードコマンドを示す。 FIG. 30 shows read commands applied to the flash storage device 3 .

リードコマンドは、フラッシュストレージデバイス3にデータの読み出しを要求するコマンドである。このリードコマンドは、コマンドID、物理アドレスPBA、長さ、転送先ポインタを含む。 A read command is a command that requests the flash storage device 3 to read data. This read command includes a command ID, physical address PBA, length, and transfer destination pointer.

コマンドIDはこのコマンドがリードコマンドであることを示すID(コマンドコード)であり、リードコマンドにはリードコマンド用のコマンドIDが含まれる。 The command ID is an ID (command code) indicating that this command is a read command, and the read command includes a command ID for read commands.

物理アドレスPBAは、データが読み出されるべき最初の物理記憶位置を示す。物理アドレスPBAは、ブロック番号、オフセット(ブロック内オフセット)によって指定される。 Physical address PBA indicates the first physical storage location from which data is to be read. A physical address PBA is specified by a block number and an offset (intra-block offset).

長さは、リードすべきデータの長さを示す。このデータ長は、Grainの数によって指定可能である。 Length indicates the length of data to be read. This data length can be specified by the number of grains.

転送先ポインタは、読み出されたデータが転送されるべきホスト2内のメモリ上の位置を示す。 The transfer destination pointer indicates the memory location within the host 2 to which the read data should be transferred.

一つのリードコマンドは、物理アドレスPBA(ブロック番号、オフセット)と長さの組を複数指定することができる。 One read command can specify multiple sets of physical address PBA (block number, offset) and length.

図31は、リード動作を示す。 FIG. 31 shows a read operation.

ここでは、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+5)、長さ(=3)を指定するリードコマンドがホスト2から受信された場合が想定されている。フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+5)、長さ(=3)に基づいて、BLK#2からデータd1~d3をリードする。この場合、コントローラ4は、BLK#2のページ1から1ページサイズ分のデータをリードし、このリードデータからデータd1~データd3を抽出する。次いで、コントローラ4は、データd1~データd3を、転送先ポインタによって指定されるホストメモリ上に転送する。 Here, it is assumed that a read command specifying a block number (=BLK#2), offset (=+5), and length (=3) is received from the host 2 . The controller 4 of the flash storage device 3 reads data d1 to d3 from BLK#2 based on the block number (=BLK#2), offset (=+5), and length (=3). In this case, the controller 4 reads data for one page size from page 1 of BLK#2, and extracts data d1 to data d3 from this read data. Controller 4 then transfers data d1 to data d3 to the host memory specified by the transfer destination pointer.

図32は、ホスト2からのリードコマンドに応じて、異なる物理記憶位置にそれぞれ格納されているデータ部をリードする動作を示す。 FIG. 32 shows the operation of reading data portions stored in different physical storage locations in response to a read command from the host 2 .

ここでは、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+10)、長さ(=2)、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+16)、長さ(=4)を指定するリードコマンドがホスト2から受信された場合が想定されている。フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+10)、長さ(=2)に基づいて、BLK#2のページ2から1ページサイズ分のデータをリードし、このリードデータからデータd1~データd2を抽出する。次いで、コントローラ4は、ブロック番号(=BLK#2)、オフセット(=+16)、長さ(=4)に基づいて、BLK#2のページ4から1ページサイズ分のデータ(データd3~データd6)をリードする。そして、コントローラ4は、データd1~データd2とデータd3~データd6とを結合することによって得られる長さ(=6)のリードデータを、リードコマンド内の転送先ポインタによって指定されるホストメモリ上に転送する。 Here, the block number (=BLK#2), offset (=+10), length (=2), block number (=BLK#2), offset (=+16), and length (=4) are specified. It is assumed that a command is received from host 2 . The controller 4 of the flash storage device 3 reads data of one page size from page 2 of BLK#2 based on the block number (=BLK#2), offset (=+10), and length (=2). , data d1 to data d2 are extracted from this read data. Next, based on the block number (=BLK#2), the offset (=+16), and the length (=4), the controller 4 generates data for one page size from page 4 of BLK#2 (data d3 to data d6 ). Then, the controller 4 transfers read data of length (=6) obtained by combining data d1 to data d2 and data d3 to data d6 in the host memory specified by the transfer destination pointer in the read command. transfer to

これにより、たとえブロック内に不良ページが存在する場合であっても、リードエラーを引き起こすことなく、別個の物理記憶位置からデータ部をリードすることができる。また、たとえデータが2つのブロックに跨がって書き込まれている場合であっても、このデータを一つのリードコマンドの発行によってリードすることができる。 This allows the data portion to be read from a separate physical storage location without causing a read error even if there are bad pages in the block. Also, even if data is written across two blocks, this data can be read by issuing one read command.

図33は、ホスト2とフラッシュストレージデバイス3とによって実行されるリード処理のシーケンスを示す。 FIG. 33 shows a read processing sequence executed by the host 2 and the flash storage device 3 .

ホスト2は、ホスト2によって管理されているLUT411を参照して、ユーザアプリケーションからのリード要求に含まれる論理アドレスをブロック番号、オフセットに変換する。そして、ホスト2は、このブロック番号、オフセット、長さを指定するリードコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信する。 The host 2 refers to the LUT 411 managed by the host 2 and converts the logical address included in the read request from the user application into a block number and offset. The host 2 then sends a read command designating this block number, offset and length to the flash storage device 3 .

フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4がリードコマンドをホスト2から受信した時、コントローラ4は、このリードコマンドによって指定されたブロック番号に対応するブロックをリード対象のブロックとして決定するとともに、このリードコマンドによって指定されたオフセットに基づいてリード対象のページを決定する(ステップS31)。ステップS31では、コントローラ4は、まず、リードコマンドによって指定されたオフセットを、ページサイズを表す粒度の数(ここでは、4)で除算してもよい。そして、コントローラ4は、この除算によって得られる商および余りを、リード対象のページ番号およびリード対象のページ内オフセット位置としてそれぞれ決定してもよい。 When the controller 4 of the flash storage device 3 receives a read command from the host 2, the controller 4 determines the block corresponding to the block number specified by this read command as the block to be read, and specifies the block by this read command. A page to be read is determined based on the obtained offset (step S31). In step S31, the controller 4 may first divide the offset specified by the read command by the number of granularities representing the page size (here, 4). Then, the controller 4 may determine the quotient and remainder obtained by this division as the page number to be read and the offset position within the page to be read, respectively.

コントローラ4は、ブロック番号、オフセット、長さによって規定されるデータをNAND型フラッシュメモリ5からリードし(ステップS32)、このリードデータをホスト2に送信する。 The controller 4 reads data defined by the block number, offset, and length from the NAND flash memory 5 (step S32) and transmits this read data to the host 2. FIG.

図34は、フラッシュストレージデバイス3に適用されるGC制御コマンドを示す。 34 shows GC control commands applied to the flash storage device 3. FIG.

GC制御コマンドは、GCソースブロック番号およびGCデスティネーションブロック番号をフラッシュストレージデバイス3に通知するために使用される。ホスト2は、各ブロックの有効データ量/無効データ量を管理しており、有効データ量がより少ない幾つかのブロックをGCソースブロックとして選択することができる。また、ホスト2は、フリーブロックリストを管理しており、幾つかのフリーブロックをGCデスティネーションブロックとして選択することができる。このGC制御コマンドは、コマンドID、GCソースブロック番号、GCデスティネーションブロック番号、等を含んでもよい。 The GC control command is used to notify the flash storage device 3 of the GC source block number and GC destination block number. The host 2 manages the valid data amount/invalid data amount of each block, and can select some blocks with smaller valid data amounts as GC source blocks. Also, the host 2 manages a free block list and can select some free blocks as GC destination blocks. This GC control command may include a command ID, a GC source block number, a GC destination block number, and so on.

コマンドIDはこのコマンドがGC制御コマンドであることを示すID(コマンドコード)であり、GC制御コマンドにはGC制御コマンド用のコマンドIDが含まれる。 The command ID is an ID (command code) indicating that this command is a GC control command, and the GC control command includes a command ID for GC control commands.

GCソースブロック番号は、GCソースブロックを示すブロック番号である。ホスト2は、どのブロックをGCソースブロックとすべきかを指定することができる。ホスト2は、複数のGCソースブロック番号を一つのGC制御コマンドに設定してもよい。 A GC source block number is a block number indicating a GC source block. The host 2 can specify which blocks should be GC source blocks. The host 2 may set multiple GC source block numbers in one GC control command.

GCデスティネーションブロック番号は、GCデスティネーションブロックを示すブロック番号である。ホスト2は、どのブロックをGCデスティネーションブロックとすべきかを指定することができる。ホスト2は、複数のGCデスティネーションブロック番号を一つのGC制御コマンドに設定してもよい。 A GC destination block number is a block number indicating a GC destination block. The host 2 can specify which block should be the GC destination block. The host 2 may set multiple GC destination block numbers in one GC control command.

図35は、GC用コールバックコマンドを示す。 FIG. 35 shows callback commands for GC.

GC用コールバックコマンドは、GCによってコピーされた有効データの論理アドレスとこの有効データのコピー先位置を示すブロック番号およびオフセットとをホスト2に通知するために使用される。 The GC callback command is used to notify the host 2 of the logical address of valid data copied by GC and the block number and offset indicating the copy destination position of this valid data.

GC用コールバックコマンドは、コマンドID、論理アドレス、長さ、デスティネーション物理アドレスを含んでよい。 A GC callback command may include a command ID, a logical address, a length, and a destination physical address.

コマンドIDはこのコマンドがGC用コールバックコマンドであることを示すID(コマンドコード)であり、GC用コールバックコマンドにはGC用コールバックコマンド用のコマンドIDが含まれる。 The command ID is an ID (command code) indicating that this command is a GC callback command, and the GC callback command includes the command ID for the GC callback command.

論理アドレスは、GCによってGCソースブロックからGCデスティネーションブロックにコピーされた有効データの論理アドレスを示す。 The logical address indicates the logical address of valid data copied by the GC from the GC source block to the GC destination block.

長さは、このコピーされたデータの長さを示す。このデータ長は、粒度(Grain)の数によって指定されてもよい。 Length indicates the length of this copied data. This data length may be specified by the number of grains.

デスティネーション物理アドレスは、有効データがコピーされたGCデスティネーションブロック内の位置を示す。デスティネーション物理アドレスは、ブロック番号、オフセット(ブロック内オフセット)によって指定される。 The destination physical address indicates the location within the GC destination block to which valid data was copied. The destination physical address is specified by block number and offset (intra-block offset).

図36は、ガベージコレクション(GC)動作の手順を示す。 FIG. 36 shows the procedure of garbage collection (GC) operation.

例えば、ホスト2は、ホスト2によって管理されているフリーブロックリストに含まれている残りフリーブロックの数が閾値以下に低下した場合、GCソースブロックおよびGCデスティネーションブロックを選択し、選択されたGCソースブロックおよび選択されたGCデスティネーションブロックを指定するGC制御コマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信する(ステップS41)。あるいは、ライト処理部412がフリーブロック群を管理する構成においては、残りフリーブロックの数が閾値以下に低下した際にライト処理部412がホスト2にその旨通知を行ない、通知を受信したホスト2がブロック選択およびGC制御コマンドの送信を行なってもよい。 For example, host 2 selects a GC source block and a GC destination block when the number of remaining free blocks contained in the free block list managed by host 2 drops below a threshold, and the selected GC A GC control command specifying the source block and the selected GC destination block is sent to the flash storage device 3 (step S41). Alternatively, in a configuration in which the write processing unit 412 manages the free block group, when the number of remaining free blocks falls below the threshold, the write processing unit 412 notifies the host 2 to that effect, and the host 2 that receives the notification may perform block selection and transmission of GC control commands.

このGC制御コマンドを受信すると、フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、GCソースブロック内の有効データを書き込むべきGCデスティネーションブロック内の位置(コピー先位置)を決定する動作と、GCソースブロック内の有効データをGCデスティネーションブロック内のコピー先位置にコピーする動作とを含むデータコピー動作を実行する(ステップS51)。ステップS51では、コントローラ4は、GCソースブロック(コピー元ブロック)内の有効データのみならず、この有効データとこの有効データに対応する論理アドレスの双方を、GCソースブロック(コピー元ブロック)からGCデスティネーションブロック(コピー先ブロック)にコピーする。これにより、GCデスティネーションブロック(コピー先ブロック)内にデータと論理アドレスとのペアを保持することができる。 Upon receiving this GC control command, the controller 4 of the flash storage device 3 determines the position (copy destination position) in the GC destination block where valid data in the GC source block should be written, and and copying the valid data to the copy destination location in the GC destination block (step S51). In step S51, the controller 4 transfers not only the valid data in the GC source block (copy source block) but also both this valid data and the logical address corresponding to this valid data from the GC source block (copy source block) to the GC. Copy to the destination block (destination block). As a result, pairs of data and logical addresses can be held in the GC destination block (copy destination block).

また、ステップS51では、GCソースブロック内の全ての有効データのコピーが完了するまでデータコピー動作が繰り返し実行される。複数のGCソースブロックがGC制御コマンドによって指定された場合には、全てのGCソースブロック内の全ての有効データのコピーが完了するまでデータコピー動作が繰り返し実行される。 Also, in step S51, the data copy operation is repeatedly executed until copying of all valid data in the GC source block is completed. If multiple GC source blocks are specified by the GC control command, the data copy operation is repeatedly performed until all valid data in all GC source blocks have been copied.

そして、コントローラ4は、コピーされた有効データ毎に、その有効データの論理アドレス(LBA)と、その有効データのコピー先位置を示すデスティネーション物理アドレス等を、GC用コールバックコマンドを使用してホスト2に通知する(ステップS52)。ある有効データに対応するデスティネーション物理アドレスは、この有効データがコピーされたコピー先ブロック(GCデスティネーションブロック)のブロック番号と、この有効データがコピーされたコピー先ブロック内の物理記憶位置を示すブロック内物理アドレス(ブロック内オフセット)とによって表される。 Then, for each valid data copied, the controller 4 uses the GC callback command to transfer the logical address (LBA) of the valid data and the destination physical address indicating the copy destination position of the valid data. The host 2 is notified (step S52). The destination physical address corresponding to some valid data indicates the block number of the copy destination block (GC destination block) to which this valid data was copied and the physical storage location within the copy destination block to which this valid data was copied. It is represented by an intra-block physical address (intra-block offset).

ホスト2がこのGC用コールバックコマンドを受信した時、ホスト2は、ホスト2によって管理されているLUT411を更新して、コピーされた各有効データに対応する論理アドレスにデスティネーション物理アドレス(ブロック番号、ブロック内オフセット)をマッピングする(ステップS42)。 When the host 2 receives this callback command for GC, the host 2 updates the LUT 411 managed by the host 2 to convert the logical address corresponding to each valid data copied to the destination physical address (block number , intra-block offset) are mapped (step S42).

図37は、GCのために実行されるデータコピー動作の例を示す。 FIG. 37 shows an example of a data copy operation performed for GC.

図37では、GCソースブロック(ここではブロックBLK#50)のオフセット+4に対応する位置に格納されている有効データ(LBA=10)が、GCデスティネーションブロック(ここではブロックBLK#100)のオフセット+0に対応する位置にコピーされ、GCソースブロック(ここではブロックBLK#50)のオフセット+10に対応する位置に格納されている有効データ(LBA=20)が、GCデスティネーションブロック(ここではブロックBLK#100)のオフセット+1に対応する位置にコピーされた場合が想定されている。この場合、コントローラ4は、{LBA10、BLK#100、オフセット(=+0)、LBA20、BLK#100、オフセット(=+1)}をホストに通知する(GC用コールバック処理)。 In FIG. 37, the valid data (LBA=10) stored at the position corresponding to the offset +4 of the GC source block (block BLK#50 here) is the offset of the GC destination block (block BLK#100 here). The valid data (LBA=20) copied to the position corresponding to +0 and stored in the position corresponding to offset +10 of the GC source block (here, block BLK#50) is copied to the GC destination block (here, block BLK#50). #100) is copied to a position corresponding to offset +1. In this case, the controller 4 notifies {LBA10, BLK#100, offset (=+0), LBA20, BLK#100, offset (=+1)} to the host (GC callback processing).

図38は、図37のデータコピー動作の結果に基づいて更新されるホスト2のLUT411の内容を示す。 FIG. 38 shows the contents of the LUT 411 of host 2 updated based on the results of the data copy operation of FIG.

このLUT411においては、LBA10に対応するブロック番号およびオフセットは、BLK#50、オフセット(=+4)から、BLK#100、オフセット(=+0)に更新される。同様に、LBA20に対応するブロック番号およびオフセットは、BLK#50、オフセット(=+10)から、BLK#100、オフセット(=+1)に更新される。 In this LUT 411, the block number and offset corresponding to LBA10 are updated from BLK#50, offset (=+4) to BLK#100, offset (=+0). Similarly, the block number and offset corresponding to LBA20 are updated from BLK#50, offset (=+10) to BLK#100, offset (=+1).

LUT411が更新された後、ホスト2は、BLK#50およびオフセット(=+4)を指定するTrimコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信して、BLK#50のオフセット(=+4)に対応する位置に格納されているデータを無効化してもよい。さらに、ホスト2は、BLK#50およびオフセット(=+10)を指定するTrimコマンドをフラッシュストレージデバイス3に送信して、BLK#50のオフセット(=+10)に対応する位置に格納されているデータを無効化してもよい。あるいは、ホスト2からTrimコマンドを送信せず、GC処理の一環としてコントローラ4がブロック管理テーブル32を更新してこれらのデータを無効化してもよい。 After the LUT 411 is updated, the host 2 sends a Trim command specifying BLK#50 and the offset (=+4) to the flash storage device 3, and stores it at the position corresponding to the offset (=+4) of BLK#50. You may invalidate the data that is Further, the host 2 transmits a Trim command specifying BLK#50 and offset (=+10) to the flash storage device 3, and trims the data stored at the position corresponding to the offset (=+10) of BLK#50. You can disable it. Alternatively, without sending the Trim command from the host 2, the controller 4 may update the block management table 32 as part of the GC processing to invalidate these data.

以上説明したように、本実施形態によれば、第1の論理アドレスと第1のブロック番号とを指定するライト要求をホスト2から受信した場合、フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、ホスト2からのデータを書き込むべき、第1のブロック番号を有するブロック(書き込み先ブロック)内の位置(書き込み先位置)を決定し、ホスト2からのデータを書き込み先ブロックの書き込み先位置に書き込み、第1の位置を示す第1のブロック内物理アドレス、または第1の論理アドレスと第1のブロック番号と第1のブロック内物理アドレスとの組のいずれかを、ホスト2に通知する。 As described above, according to this embodiment, when a write request designating the first logical address and the first block number is received from the host 2, the controller 4 of the flash storage device 3 receives from the host 2 The position (write destination position) in the block having the first block number (write destination block) to which the data of is to be written is determined, the data from the host 2 is written to the write destination position of the write destination block, The host 2 is notified of either the first intra-block physical address indicating the position or the set of the first logical address, first block number and first intra-block physical address.

したがって、ホスト2がブロック番号をハンドリングし、フラッシュストレージデバイス3がページ書き込み順序制約/バッドページ等を考慮して、ホスト2によって指定されるブロック番号を有するブロック内の書き込み先位置(ブロック内オフセット)を決定するという構成を実現できる。ホスト2がブロック番号をハンドリングすることにより、上位階層(ホスト2)のアプリケーションレベルアドレス変換テーブルと従来型SSDのLUTレベルアドレス変換テーブルとのマージを実現できる。また、フラッシュストレージデバイス3は、NAND型フラッシュメモリ5の特徴/制約を考慮してNAND型フラッシュメモリ5を制御することができる。さらに、ホスト2はブロック境界を認識することができるので、ブロック境界/ブロックサイズを考慮してユーザデータを各ブロックに書き込むことができる。これにより、ホスト2が同一ブロック内のデータをデータ更新等によって一斉に無効化する等の制御を行うことが可能となるので、GCが実行される頻度を下げることが可能となる。この結果、ライトアンプリフィケーションが低下され、フラッシュストレージデバイス3の性能の向上、フラッシュストレージデバイス3の寿命の最大化を実現できる。 Therefore, the host 2 handles the block number, and the flash storage device 3 considers page write order constraints/bad pages, etc., and writes the destination location (intra-block offset) within the block with the block number specified by the host 2. can be realized. By handling the block number by the host 2, it is possible to merge the application level address translation table of the upper hierarchy (host 2) and the LUT level address translation table of the conventional SSD. Also, the flash storage device 3 can control the NAND flash memory 5 considering the features/constraints of the NAND flash memory 5 . Furthermore, since the host 2 can recognize block boundaries, user data can be written into each block taking into account block boundaries/block sizes. As a result, the host 2 can perform control such as invalidating data in the same block all at once by data update or the like, so it is possible to reduce the frequency with which GC is executed. As a result, the write amplification is lowered, the performance of the flash storage device 3 is improved, and the life of the flash storage device 3 is maximized.

したがって、ホスト2とフラッシュストレージデバイス3との間の適切な役割分担を実現でき、これによってホスト2とフラッシュストレージデバイス3とを含むシステム全体のI/O性能の向上を図ることができる。 Therefore, appropriate division of roles between the host 2 and the flash storage device 3 can be achieved, thereby improving the I/O performance of the entire system including the host 2 and the flash storage device 3 .

また、ガベージコレクションのためのコピー元ブロック番号およびコピー先ブロック番号を指定する制御コマンドをホスト2から受信した場合、フラッシュストレージデバイス3のコントローラ4は、複数のブロックから、コピー元ブロック番号を有する第2のブロックとコピー先ブロック番号を有する第3のブロックとを選択し、第2のブロックに格納されている有効データを書き込むべき第3のブロック内のコピー先位置を決定し、有効データを第3のブロックのコピー先位置にコピーする。そして、コントローラは、有効データの論理アドレスと、コピー先ブロック番号と、第3のブロック内のコピー先位置を示す第2のブロック内物理アドレスとを、ホスト2に通知する。これにより、GCにおいても、ホスト2がブロック番号(コピー元ブロック番号、コピー先ブロック番号)のみをハンドリングし、フラッシュストレージデバイス3がコピー先ブロック内のコピー先位置を決定する、という構成を実現できる。 Further, when a control command specifying a copy source block number and a copy destination block number for garbage collection is received from the host 2, the controller 4 of the flash storage device 3 selects the first block number having the copy source block number from a plurality of blocks. 2 and a third block having the destination block number, determine the destination location within the third block where the valid data stored in the second block is to be written, and copy the valid data to the third block. Copy to the copy destination position of the block of 3. The controller notifies the host 2 of the logical address of the valid data, the copy destination block number, and the second intra-block physical address indicating the copy destination position within the third block. As a result, even in GC, a configuration can be realized in which the host 2 handles only block numbers (copy source block number, copy destination block number), and the flash storage device 3 determines the copy destination position within the copy destination block. .

なお、フラッシュストレージデバイス3は、ストレージアレイ内に設けられる複数のフラッシュストレージデバイス3の一つとして利用されてもよい。ストレージアレイは、サーバ計算機のような情報処理装置にケーブルまたはネットワークを介して接続されてもよい。ストレージアレイは、このストレージアレイ内の複数のフラッシュストレージデバイス3を制御するコントローラを含む。フラッシュストレージデバイス3がストレージアレイに適用された場合には、このストレージアレイのコントローラが、フラッシュストレージデバイス3のホスト2として機能してもよい。 Note that the flash storage device 3 may be used as one of a plurality of flash storage devices 3 provided within the storage array. A storage array may be connected to an information processing device such as a server computer via a cable or network. The storage array includes a controller that controls multiple flash storage devices 3 within the storage array. When the flash storage device 3 is applied to a storage array, the controller of this storage array may function as the host 2 of the flash storage device 3.

また、本実施形態では、不揮発性メモリとしてNAND型フラッシュメモリを例示した。しかし、本実施形態の機能は、例えば、MRAM(Magnetoresistive
Random Access Memory)、PRAM(Phase change
Random Access Memory)、ReRAM(Resistive Random Access Memory)、又は、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)のような他の様々な不揮発性メモリにも適用できる。
Moreover, in this embodiment, the NAND flash memory is exemplified as the nonvolatile memory. However, the function of this embodiment is, for example, MRAM (Magnetoresistive
Random Access Memory), PRAM (Phase change
Random Access Memory), ReRAM (Resistive Random Access Memory), or FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory).

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。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

2…ホスト、3…フラッシュストレージデバイス、4…コントローラ、5…NAND型フラッシュメモリ、21…ライト動作制御部、22…リード動作制御部、23…GC動作制御部。 2 Host, 3 Flash Storage Device, 4 Controller, 5 NAND Flash Memory, 21 Write Operation Control Unit, 22 Read Operation Control Unit, 23 GC Operation Control Unit.

Claims (20)

ホストに接続可能なメモリシステムであって、
各々が消去動作の単位であり、各々がブロック番号により指定される複数のブロックを含む不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに電気的に接続され、前記不揮発性メモリを制御するコントローラとを具備し、
前記コントローラは、
コマンドの識別子と、第1のデータを識別するための第1の識別子と、第1のブロック番号と、を指定するライトコマンドを前記ホストから受信したことに応じて、
前記第1のブロック番号により指定される前記複数のブロックのうちの第1のブロック内の、第1の位置を決定し、
前記ホストからの前記第1のデータを前記第1のブロック内の前記第1の位置に書き込み、
前記第1の識別子と、前記第1のブロック番号と、前記第1の位置を示す第1のブロック内物理アドレスとの組を前記ホストに通知する
ように構成されている、メモリシステム。
A memory system connectable to a host,
a nonvolatile memory including a plurality of blocks each being a unit of an erase operation and each designated by a block number;
a controller electrically connected to the nonvolatile memory and controlling the nonvolatile memory;
The controller is
In response to receiving from the host a write command specifying a command identifier, a first identifier for identifying first data, and a first block number,
determining a first location within a first block of the plurality of blocks designated by the first block number;
writing the first data from the host to the first location in the first block;
A memory system configured to notify the host of a set of the first identifier, the first block number, and a first intra-block physical address indicating the first location.
前記コントローラは、前記ライトコマンドに応じ、前記第1の識別子を前記第1のブロック内の前記第1の位置にさらに書き込み、
前記コントローラは、コピー元ブロック番号およびコピー先ブロック番号を指定する制御コマンドを前記ホストから受信した場合、前記複数のブロックから、前記コピー元ブロック番号を有する第2のブロックと前記コピー先ブロック番号を有する第3のブロックとを選択し、前記第2のブロックに格納されている有効データを書き込むべき前記第3のブロック内のコピー先位置を決定し、前記第2のブロックに格納されている前記有効データおよび前記有効データの識別子を読み出して、前記読み出した前記有効データおよび前記有効データの識別子を前記第3のブロックの前記コピー先位置にコピーし、前記有効データの識別子と、前記コピー先ブロック番号と、前記コピー先位置を示す第2のブロック内物理アドレスとの組を前記ホストに通知するようにさらに構成されている請求項1記載のメモリシステム。
The controller further writes the first identifier to the first location in the first block in response to the write command;
When the controller receives a control command designating a copy source block number and a copy destination block number from the host, the controller selects a second block having the copy source block number and the copy destination block number from the plurality of blocks. determining a copy destination location within the third block to which valid data stored in the second block is to be written; reading valid data and an identifier of the valid data, copying the read valid data and the identifier of the valid data to the copy destination location of the third block, and copying the identifier of the valid data and the copy destination block; 2. The memory system according to claim 1, further configured to notify said host of a set of a number and a second intra-block physical address indicating said copy destination location.
前記第2のブロックの先頭から前記有効データが格納されていた位置までのオフセットと、前記第3のブロックの先頭から前記コピー先位置までのオフセットとは、互いに異なる請求項2記載のメモリシステム。 3. The memory system according to claim 2, wherein the offset from the beginning of said second block to the location where said valid data was stored and the offset from the beginning of said third block to said copy destination location are different from each other. 前記コントローラは、前記第1のブロック番号と前記第1のブロック内物理アドレスを指定するリードコマンドを前記ホストから受信した場合、前記第1のブロック番号と前記第1のブロック内物理アドレスとに基づいて、前記第1のブロック内の前記第1の位置からデータをリードするようにさらに構成されている請求項1記載のメモリシステム。 When the controller receives a read command designating the first block number and the first intra-block physical address from the host, the controller reads the read command based on the first block number and the first intra-block physical address. 2. The memory system of claim 1, further configured to read data from said first location within said first block. 前記複数のブロックのそれぞれは複数のページを含み、
前記第1のブロック内物理アドレスは、前記第1のブロックの先頭から前記第1の位置までのオフセットをページサイズとは異なるサイズを有する粒度の倍数で示す第1のブロック内オフセットによって表される請求項1記載のメモリシステム。
each of the plurality of blocks includes a plurality of pages;
The first intra-block physical address is represented by a first intra-block offset that indicates an offset from the beginning of the first block to the first location in multiples of granularity having a size different from a page size. 2. The memory system of claim 1.
前記コントローラは、
前記複数のブロックのうちのフリーブロック群を管理し、
前記ホストからブロック割り当てコマンドを受信した場合、前記フリーブロック群の一つのフリーブロックを前記ホストに割り当て、前記割り当てられたブロックのブロック番号を前記ホストに通知するようにさらに構成されている請求項1記載のメモリシステム。
The controller is
managing a free block group among the plurality of blocks;
2. The apparatus is further configured to allocate one free block of the free block group to the host and notify the host of the block number of the allocated block when a block allocation command is received from the host. The described memory system.
前記コントローラは、
最大ブロック番号を要求する第1のコマンドを前記ホストから受信した場合、前記複数のブロックの数を示す最大ブロック番号を前記ホストに通知し、
ブロックサイズを要求する第2のコマンドを前記ホストから受信した場合、前記複数のブロックの各々のブロックサイズを前記ホストに通知するようにさらに構成されている請求項1記載のメモリシステム。
The controller is
if a first command requesting a maximum block number is received from the host, notifying the host of the maximum block number indicating the number of the plurality of blocks;
2. The memory system of claim 1, further configured to notify the host of the block size of each of the plurality of blocks when a second command requesting a block size is received from the host.
前記コントローラは、前記第2のコマンドにブロック番号が含まれている場合、前記第2のコマンドに含まれている前記ブロック番号を有するブロックのブロックサイズを前記ホストに通知するように構成されている請求項7記載のメモリシステム。 The controller is configured to, if a block number is included in the second command, notify the host of a block size of a block having the block number included in the second command. 8. The memory system of claim 7. 前記ブロック番号は物理アドレスとして指定される請求項1記載のメモリシステム。 2. The memory system of claim 1, wherein said block number is specified as a physical address. 前記第1の識別子は論理アドレスとして指定される請求項1記載のメモリシステム。 2. The memory system of claim 1, wherein said first identifier is specified as a logical address. 各々が消去動作の単位であり、各々がブロック番号により指定される複数のブロックを含む不揮発性メモリを、コントローラにより制御する制御方法であって、
コマンドの識別子と、第1のデータを識別するための第1の識別子と、第1のブロック番号と、を指定するライトコマンドをホストから受信したことに応じて、
前記第1のブロック番号により指定される前記複数のブロックのうちの第1のブロック内の、第1の位置を決定することと、
前記ホストからの前記第1のデータを前記第1のブロック内の前記第1の位置に書き込むことと、
前記第1の識別子と、前記第1のブロック番号と、前記第1の位置を示す第1のブロック内物理アドレスとの組を前記ホストに通知することと、を具備する制御方法。
A control method for controlling, by a controller, a nonvolatile memory including a plurality of blocks, each of which is a unit of erase operation and each of which is designated by a block number, comprising:
In response to receiving from the host a write command specifying a command identifier, a first identifier for identifying first data, and a first block number,
determining a first location within a first block of the plurality of blocks designated by the first block number;
writing the first data from the host to the first location within the first block;
and notifying the host of a set of the first identifier, the first block number, and the first intra-block physical address indicating the first location.
前記ライトコマンドに応じ、前記第1の識別子を前記第1のブロック内の前記第1の位置にさらに書き込ことと、
コピー元ブロック番号およびコピー先ブロック番号を指定する制御コマンドを前記ホストから受信した場合、
前記複数のブロックから、前記コピー元ブロック番号を有する第2のブロックと前記コピー先ブロック番号を有する第3のブロックとを選択することと、
前記第2のブロックに格納されている有効データを書き込むべき前記第3のブロック内のコピー先位置を決定することと、
前記第2のブロックに格納されている前記有効データおよび前記有効データの識別子を読み出して、前記読み出した前記有効データおよび前記有効データの識別子を前記第3のブロックの前記コピー先位置にコピーすることと、
前記有効データの識別子と、前記コピー先ブロック番号と、前記コピー先位置を示す第2のブロック内物理アドレスとの組を前記ホストに通知することと、をさらに具備する請求項11記載の制御方法。
further writing the first identifier to the first location within the first block in response to the write command;
When a control command specifying a copy source block number and a copy destination block number is received from the host,
selecting a second block having the copy source block number and a third block having the copy destination block number from the plurality of blocks;
determining a destination location within the third block to which valid data stored in the second block is to be written;
reading the valid data and the identifier of the valid data stored in the second block, and copying the read valid data and the identifier of the valid data to the copy destination location of the third block; When,
12. The control method according to claim 11, further comprising notifying said host of a set of said valid data identifier, said copy destination block number, and a second intra-block physical address indicating said copy destination position. .
前記第2のブロックの先頭から前記有効データが格納されていた位置までのオフセットと、前記第3のブロックの先頭から前記コピー先位置までのオフセットとは、互いに異なる請求項12記載の制御方法。 13. The control method according to claim 12, wherein the offset from the beginning of said second block to the location where said valid data was stored and the offset from the beginning of said third block to said copy destination location are different from each other. 前記第1のブロック番号と前記第1のブロック内物理アドレスを指定するリードコマンドを前記ホストから受信した場合、前記第1のブロック番号と前記第1のブロック内物理アドレスとに基づいて、前記第1のブロック内の前記第1の位置からデータをリードすること、をさらに具備する請求項11記載の制御方法。 When a read command designating the first block number and the first intra-block physical address is received from the host, the first block number and the first intra-block physical address are read based on the first block number and the first intra-block physical address. 12. The control method of claim 11, further comprising reading data from said first location within a block. 前記複数のブロックのそれぞれは複数のページを含み、
前記第1のブロック内物理アドレスは、前記第1のブロックの先頭から前記第1の位置までのオフセットをページサイズとは異なるサイズを有する粒度の倍数で示す第1のブロック内オフセットによって表される請求項11記載の制御方法。
each of the plurality of blocks includes a plurality of pages;
The first intra-block physical address is represented by a first intra-block offset that indicates an offset from the beginning of the first block to the first location in multiples of granularity having a size different from a page size. 12. The control method according to claim 11.
前記複数のブロックのうちのフリーブロック群を管理することと、
前記ホストからブロック割り当てコマンドを受信した場合、前記フリーブロック群の一つのフリーブロックを前記ホストに割り当て、前記割り当てられたブロックのブロック番号を前記ホストに通知することと、をさらに具備する請求項11記載の制御方法。
managing a free block group among the plurality of blocks;
12. Allocating one free block of the free block group to the host and notifying the host of the block number of the allocated block when a block allocation command is received from the host. Described control method.
最大ブロック番号を要求する第1のコマンドを前記ホストから受信した場合、前記複数のブロックの数を示す最大ブロック番号を前記ホストに通知することと、
ブロックサイズを要求する第2のコマンドを前記ホストから受信した場合、前記複数のブロックの各々のブロックサイズを前記ホストに通知することと、をさらに具備する請求項11記載の制御方法。
notifying the host of a maximum block number indicating the number of the plurality of blocks when a first command requesting a maximum block number is received from the host;
12. The control method according to claim 11, further comprising notifying said host of the block size of each of said plurality of blocks when a second command requesting a block size is received from said host.
前記第2のコマンドにブロック番号が含まれている場合、前記第2のコマンドに含まれている前記ブロック番号を有するブロックのブロックサイズを前記ホストに通知する、請求項17記載の制御方法。 18. The control method according to claim 17, wherein when the second command includes a block number, the host is notified of the block size of the block having the block number included in the second command. 前記ブロック番号は物理アドレスとして指定される請求項11記載の制御方法。 12. The control method according to claim 11, wherein said block number is specified as a physical address. 前記第1の識別子は論理アドレスとして指定される請求項11記載の制御方法。 12. A control method according to claim 11, wherein said first identifier is specified as a logical address.
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