JP5418808B2 - 適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法、及び適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置 - Google Patents

Description

本発明は、記憶装置、特に、ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法に関する。

不揮発性メモリは、データ保存に用いられ、メモリカード、ＵＳＢメモリ、ＳＳＤなどの記憶装置として使用される。フラッシュメモリは、高記録密度、省電力、有効なアクセス効率、合理的なコストなどの利点を持つため、現在、不揮発性メモリの主流となっている。

一般的な不揮発性メモリは、すべて、マルチレベルセルまたはシングルレベルセルを採用しており、マルチレベルセルで製成されたメモリは、高密度メモリであり、シングルレベルセルで製成されたメモリは、低密度メモリである。高密度メモリは、低密度メモリと比較して、単位面積あたりのデータ記録容量が倍増するため、記録容量が大幅に増加し、コスト面でも優勢であるが、データの読み書き、書き込みと消去実行の所要時間が長く、また、マルチセル技術は、高密度メモリの消去サイクルを縮めるため、高密度メモリを採用する記憶装置のデータアクセス速度と、使用寿命に影響する。

高密度メモリの特徴は、記憶容量が大きいことと、コストが低いことであるが、データアクセス速度が遅く、消去耐性が低い。低密度メモリの特徴は、データアクセス速度が速く、消去耐性が高いことであるが、記憶容量が小さく、コストが高い。それを発展させ、単一の記憶装置内に、上述の２種類の異なる密度のメモリを同時に具備するものが、即ちハイブリッド密度メモリである。

従来のハイブリッド密度メモリ記憶装置は、通常、低密度メモリを頻度の高いデータの記録に使用し、高密度メモリをデータ量の多いデータの記録に使用するため、どのように簡易且つ迅速に、ホスト端末から送られてきた書き込みデータの性質を識別し、適切なメモリに指定のデータアクセスをするかが、大きな研究課題である。さらに、低密度メモリのコストが高く、且つ記憶容量が小さいため、どのように有効なデータ処理の方法を企画し、出現頻度の高いデータを低密度メモリにできる限り保存し、且つ、古く、しかもアクセス頻度の低いデータを淘汰するかが、現在の解決しなければならない問題である。最後に、異なる密度のメモリは、消去耐性が異なり、しかも、メモリに保存されたデータが、更新またはアクセスされる場合、当該データを保存しているブロックを削除するので、２種類の密度のメモリの消去耐性の数が、不均一になるため、一方の密度のメモリの消去耐性の数によって制限され、他方の密度のメモリが、継続使用できるにもかかわらず、記憶装置の寿命を早く迎えてしまう。

ハイブリッド密度メモリ記憶装置において、ホットデータと呼ばれる頻繁にアクセス、更新されるデータは、迅速にアクセスできるように低密度メモリに配置される。また、頻繁に使用されることがない非ホットデータ、つまりクールデータは、高密度メモリに配置される。コンピュータシステムがデータにアクセスする場合、提供されるデータの開始アドレス及びそのデータ長、また、重複出現するデータの開始アドレスと付随するデータ長は通常比較的短いので、本発明は、データ長によってそれぞれの書き込みデータの性質を判断し、それにより書き込みデータを記録する適切なメモリを決定する。またその後、さらに、高密度メモリと低密度メモリの耐性数を分析することによって、書き込みデータを保存する位置を調整することにより、メモリ耐性の平均化を図る目的を達成する。

本発明の目的は、適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法によって、簡易且つ迅速に書き込みデータの性質を判別することである。

本発明のもう一つの目的は、適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法によって、書き込みデータをメモリに配置する場合、消去の平均化の目的を達成でき、ハイブリッド密度メモリ記憶装置の寿命を更に延長させ、記憶資源の浪費を防止させることである。

本発明の更にもう一つの目的は、適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法によって、書き込みデータをメモリに配置する場合、効率的にメモリのデータを処理でき、ハイブリッド密度メモリ記憶装置のデータ保存効果を更に高めることである。

本発明が提案する適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法は、ホストから送られてきた書き込みデータをハイブリッド密度メモリ記憶装置に配置することに適用される。この記憶装置は、高密度メモリユニットと、低密度メモリユニットとを含む。前述の制御方法は以下の過程である。始めに、ホットデータフィルタプロセスを実行し、書き込みデータのデータ長と臨界値を比較することにより前記書き込みデータの性質を判別し、その後、比較結果に基づいて前記書き込みデータの配置位置を決定する。前記書き込みデータのデータ長が前記臨界値より小さい場合は、前記書き込みデータを前記低密度メモリユニットに配置し、そうでない場合は、前記書き込みデータを前記高密度メモリユニットに配置する。

本発明が更に提案するもう一つの適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法は、ホストから送られてきた書き込みデータをハイブリッド密度メモリ記憶装置に配置することに適用される。この記憶装置は、高密度メモリユニットと、低密度メモリユニットとを具備する。前述の制御方法は以下の過程である。始めに、ホットデータフィルタプロセスを実行し、書き込みデータのデータ長と臨界値を比較することにより前記書き込みデータの性質を区分し、その後、比較結果に基づいて前記書き込みデータの配置位置を決定する。前記書き込みデータのデータ長が前記臨界値より大きい又は同じである場合は、前記書き込みデータを前記高密度メモリユニットに配置し、前記書き込みデータのデータ長が臨界値より小さい場合は、前記書き込みデータを調整ユニットに送る。その後、低密度メモリと高密度メモリの摩損レベルと、その処理データ量の状況から、書き込みデータのアクセス位置を決定する調整プロセスを実行する。

本発明の提案する適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法は、ホストから送られてきた書き込みデータをハイブリッド密度メモリ記憶装置に配置することに適用される。この記憶装置は、高密度メモリユニットと、低密度メモリユニットとを具備する。前述の制御方法は以下の過程である。始めに、当該書き込みデータを調整ユニットに送り、低密度メモリと高密度メモリの摩損レベルと、その処理データ量の状況から、書き込みデータのアクセス位置を決定する調整プロセスを実行する。

本発明の提案する適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置は、ホストから送られてきた書き込みデータにアクセスすることに適用される。前述の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置は、特に不揮発性メモリユニットと、ホットデータフィルタユニットと、調整ユニットとを含む。不揮発性メモリユニットは、高密度メモリで構成される高密度メモリユニットと、低密度メモリで構成される低密度メモリユニットとを含む。ホットデータフィルタユニットは、前記書き込みデータを受け取り、前記書き込みデータのデータ長と臨界値を比較することにより前記書き込みデータの性質を判別する。調整ユニットは、前記ホットデータフィルタユニットと前記不揮発性メモリユニットとの間に結合され、前記書き込みデータを受け取り、前記低密度メモリユニットと前記高密度メモリユニットの摩損率及びその処理データ量の状況を比較することによって、前記書き込みデータを低密度メモリユニットに送るか高密度メモリユニットに伝送するかを決定する。これによって、前記書き込みデータの伝送方向に基づいて、第一アドレス変換ユニットによって前記書き込みデータの論理アドレスを前記低密度メモリユニットの第一物理アドレスにマッピングするか、第二アドレス変換ユニットによって前記書き込みデータの論理アドレスを前記高密度メモリユニットの第二物理アドレスにマッピングするかを選択し、前記書き込みデータをマッピングした物理アドレスに配置する。

本発明は、２種類のメモリの特性を十分に利用してデータの処理を行い、ハイブリッド密度メモリ記憶装置の効能を効果的に高めることができるという効果を奏する。また、本発明は、不揮発性メモリユニットのデータ処理方法、及び２種類の密度メモリの摩損レベルの分析によって、メモリの使用寿命を制御し、メモリの消去平均化の目的を達し、効果的にハイブリッド密度メモリ記憶装置の寿命を延ばすことができるという効果を奏する。

以上の概述と以下にあげる詳細な説明及び添付図面は、すべて本発明の所定目的を達成するための方法、手段、及び効果をさらに説明するものである。本発明に係るその他の目的及び長所は後述の説明及び図で更に詳しく述べる。

本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法は、ホストから送られてきた書き込みデータの性質を判別し、メモリデータの処理方法と、メモリ消去平均化の構造によって、ハイブリッド密度メモリ記憶装置の使用効能及び寿命を高めることができる。

まず、図１は、本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置のシステム機構のブロック図を示している。図１に示すように、適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置（以下、記憶装置という）１０は、デジタルシステム１に使用され、データの書き込みと読み込みを実行する。デジタルシステム１において、記憶装置１０は、ホスト１７に結合され、ホスト１７の下した命令を受けて動作する。具体的に述べると、ホスト１７はコンピュータシステムであり、記憶装置１０はコンピュータシステムのＳＳＤということができる。

記憶装置１０は、不揮発性メモリユニット１１と、制御ユニット１３と、電源管理ユニット１５とを具備する。不揮発性メモリユニット１１は、フラッシュメモリで構成され、低密度メモリユニット１１１と、高密度メモリユニット１１３とを具備する。低密度メモリユニット１１１は低密度メモリで構成され、高密度メモリユニット１１３は高密度メモリで構成される。低密度メモリとは、シングルレベルセル、ＰＣＭ、ＦｅＲＡＭ、またはＭＲＡＭである。高密度メモリとは、マルチレベルセルである。低密度メモリは、単位記憶量が少なく、消去耐性が高く、データアクセス速度が速い等の特徴がある。高密度メモリは、単位記憶量が多く、消去耐性が低く、データアクセス速度が遅い等の特徴がある。

電源管理ユニット１５は、電源１９に結合され、電源１９から出力される電力を受け、その電力を制御ユニット１３と不揮発性メモリユニット１１に必要な電力に変換する。

本発明は、ＦＡＴ１２、ＦＡＴ１６、ＦＡＴ３２またはＮＴＦＳのファイルシステムによって規格されたシステム機構により、記憶装置１０が記憶したファイルデータを管理する。マイクロプロセッサ１３５のファームウェアが、予め規格したアドレス変換テーブルを利用して、ファイルシステムの論理ブロックアドレスにあるファイルデータを不揮発性メモリユニット１１の物理アドレスにマッピングする。

制御ユニット１３は、ホスト１７と不揮発性メモリユニット１１との間に結合され、ホスト１７が下した命令を受ける。ここで述べる命令とは、書き込み命令または読み込み命令である。書き込み命令は、論理ブロックアドレスのデータを不揮発性メモリユニット１１に書き込むことに対応し、読み込み命令は、論理ブロックアドレスのデータを不揮発性メモリユニット１１から読み取ることに対応する。

制御ユニット１３は、システムインタフェイス１３１と、ホットデータ制御管理ユニット１３３と、マイクロプロセッサ１３５と、データ伝送バッファエリア１３７と、メモリインタフェイス１３９とを含む。システムインタフェイス１３１は、ホスト１７に結合され、ホスト１７が下した命令を受けてその命令に対応するデータを伝送する。ホットデータ制御管理ユニット１３３は、システムインタフェイス１３１に結合され、前記命令が指示するデータの性質を識別し、且つ、不揮発性メモリユニット１１の消去レベル及び処理データ量によって前記データを適切なメモリに配置するよう指定する。マイクロプロセッサ１３５は、システムインタフェイス１３１及びホットデータ制御管理ユニット１３３に結合されることにより、記憶装置１０の各ユニットの前記命令処理の作業状態を制御する。即ち、マイクロプロセッサ１３５は、命令を受けた後、命令が指示するデータをホットデータ制御管理ユニット１３３に送ってデータの性質を判別し、さらにその後、判断結果に基づいて当該データの適切な処理を行う。データ伝送バッファエリア１３７は、システムインタフェイス１３１に結合され、ホスト１７が記憶装置１０に伝送したデータ、またはホスト１７が記憶装置１０から読み取ろうとするデータを一時的に記憶する。メモリインタフェイス１３９はデータ伝送バッファエリア１３７と不揮発性メモリユニット１１の間に結合され、制御ユニット１３と不揮発性メモリユニット１１との間のデータ伝送インタフェイスの役割をする。

次に、図１と図２を同時に参照する。図２は本発明のホットデータ制御管理ユニットの具体実施例のシステム機構のブロック図を示している。図２に示すように、ホットデータ制御管理ユニット１３３は不揮発性メモリユニット１１に結合され、不揮発性メモリユニット１１は低密度メモリユニット１１１と高密度メモリユニット１１３を含む。ホスト１７は下した命令に対応するデータ（以下、書き込みデータという）をホットデータ制御管理ユニット１３３に送り、ホットデータ制御管理ユニット１３３は書き込みデータの性質とメモリ処理データの状況により、書き込みデータを低密度メモリユニット１１１に配置するか高密度メモリユニット１１３に配置するかを指定する。

ホットデータ制御管理ユニット１３３は、ホットデータフィルタユニット１３３１と、調整ユニット１３３３と、第一アドレス変換ユニット１３３５と、第二アドレス変換ユニット１３３７とを含む。ホットデータフィルタユニット１３３１は、書き込みデータを受け取り、書き込みデータの長さ（データ長）から、そのデータの性質を判別する。調整ユニット１３３３は、ホットデータフィルタユニット１３３１と不揮発性メモリユニット１１との間に結合され、書き込みデータを受け取り、低密度メモリユニット１１１と高密度メモリユニット１１３の摩損率及びその処理データ量の状況を比較し、書き込みデータを低密度メモリユニット１１１に伝送するか高密度メモリユニット１１３に伝送するかを決定する。これによって、書き込みデータの伝送方向に基づき、第一アドレス変換ユニット１３３５によって書き込みデータの論理アドレスを前記低密度メモリユニット１１１の第一物理アドレスにマッピングするか、第二アドレス変換ユニット１３３７によって書き込みデータの論理アドレスを前記高密度メモリユニット１１３の第二物理アドレスにマッピングするかが選択され、書き込みデータがマッピングした物理アドレスに配置される。

図３は、本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法のフローチャートを示している。係るシステム機構については図２に示すものと同様である。図３の制御方法は下記の過程を含む。

まず、ホットデータフィルタユニット１３３１が、書き込みデータを受け取る（過程Ｓ３０１）。

次に、ホットデータフィルタプロセス（過程Ｓ３０３）を実行し、書き込みデータの長さと臨界値を比較することにより、書き込みデータの性質を判別する。書き込みデータをホットデータと判断した場合、書き込みデータを調整ユニット１３３３に伝送する。

その後、不揮発性メモリユニット１１の摩耗率とその処理データ量の状況を分析し、書き込みデータを低密度メモリユニット１１１に伝送するか高密度メモリユニット１１３に伝送するかを決定する調整プロセス（過程Ｓ３０５）を実行する。

最後に、書き込みデータの伝送方向に基づいて、低密度メモリユニット１１１に書き込むか高密度メモリユニット１１３に書き込むかを選択する（過程Ｓ３０７）
図４は、本発明のハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法の具体実施例のフローチャートを示している。書き込み時においてホットデータフィルタユニット１３３１が実行するホットデータフィルタプロセスの動作の過程を示すものである。係るシステム機構については図２に示すものと同様である。

本発明は、書き込みデータのデータ長と臨界値を比較することによって書き込みデータの性質を決定する。臨界値は、システム設定値やユーザ設定値であってもよく、また書き込みデータの性質によってその値を調整したものであってもよい。例えば、ホットデータフィルタユニット１３３１が、過去Ｎ個の書き込みデータのアドレス及びデータ長を統計し、続いて、このＮ個の書き込みデータのアドレス重複性が高いデータが、どのデータ長の範囲に入るかを分析する。例えば、重複性の高い書き込みデータのデータ長が、２ＫＢ以下の場合、臨界値を２ＫＢに設定する。そして、続く書き込みデータのデータ長が２ＫＢ以下である場合はホットデータと判断し、そうでなければ非ホットデータ（クールデータ）と判断する。また、臨界値の設定の方法は、Ｎ個の書き込みデータを受け取る度に臨界値を更新するものとすることができる。また、Ｎ個の書き込みデータを受け取って臨界値を分析した後、Ｍ個の書き込みデータを受け取る度に臨界値を更新（Ｎ≠Ｍ，Ｎ、Ｍ≧１）するものとすることもできる。このように書き込みデータの統計分析によってホットデータの定義を動的に調整することが可能である。記憶装置１０が動作したばかりで臨界値がまだない場合、ホットデータフィルタユニット１３３１に初期臨界値を予め設定するか、前回使用時に記録した臨界値を取り入れることにより、初期のいくつかのデータの性質を判断することができる。

図４に示すように、書き込み時におけるこの制御方法は以下の過程を含む。

まず、ホットデータフィルタユニット１３３１が臨界値を取り込む（過程Ｓ４０３）。その後、書き込みデータを受け取り（過程Ｓ４０５）、書き込みデータのアドレス及びデータ長を記録する（過程Ｓ４０７）。過程Ｓ４０７の判断が「Ｎｏ」である場合、書き込みデータのデータ長が臨界値よりも小さいかどうかを判断する（過程Ｓ４１３）。過程Ｓ４０７の判断が「Ｙｅｓ」である場合、現在累積しているＮ個の書き込みデータを分析し、アドレス重複性の高い書き込みデータのデータ長を統計する（過程Ｓ４０９）。このようにして統計したデータ長を臨界値に設定する（過程Ｓ４１１）。過程Ｓ４１３の判断が「Ｙｅｓ」である場合、書き込みデータはホットデータであり、それを調整ユニット１３３３に伝送する（過程Ｓ４１５）。過程Ｓ４１３の判断が「Ｎｏ」である場合、書き込みデータは非ホットデータであり、それを第二アドレス変換ユニット１３３７によって高密度メモリユニット１１３に記録する（過程Ｓ４１７）。

図５は、本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法のもう一つの具体実施例のメモリデータ処理のブロック図を示している。係るシステム機構については図２に示すものと同様である。

低密度メモリユニット１１１は、連続する複数のブロックで定義され、これらから有効ブロックの範囲が決定され、有効ブロックの範囲内に有効ホットデータをおき、且つデータは順に有効ブロックに書き込まれ、先端指示レジスタ５０１内に配置された内容は、最新の書き込みホットデータが配置されたブロックアドレスを指示し、末端指示レジスタ４０２内に配置された内容は、最も古い書き込みホットデータが配置されたブロックアドレスを指示する。低密度メモリユニット１１１は、循環記録の空間とみなすことができ、新しいホットデータは順に先端指示レジスタ５０１が指示するブロックに書き込まれ、同時に順に末端指示レジスタ５０２が指示するブロックを削除する。ブロックに書かれたヘッドは、レジスタの内容を設定し、ブロックの他端のヘッドを指示させる。これにより、消去の平均化の目的が十分に達成される。

ここでは、低密度メモリユニット１１１が採用する循環記録データ型のデータ処理方法を例示して説明する。図５に示すように、仮に、低密度メモリユニット１１１が１０個のブロックＢ０〜Ｂ９を含み、そのうち９個のブロックがホットデータＡ〜Ｉのブロックに定義される場合、ブロックＢ０〜Ｂ９は、上述の有効ブロックの範囲であり、Ａ〜Ｉは順にブロックＢ０〜Ｂ８に書き込まれ、ブロックＢ０のデータＡは最も古いデータとなり、ブロックＢ８のデータが最新のデータとなる。この時、末端指示レジスタ５０２はブロックＢ０を指示し、先端指示レジスタ５０１はブロックＢ８を指示する。データＪが書き込まれる場合、先端指示レジスタはＢ９を指示し、その後、データＪを記録すると同時に、末端指示レジスタ５０２が指示するブロックＢ０を消去し、末端指示レジスタにブロックＢ１を指示させる。ブロックＢ０の消去過程中、もともと配置されていたデータＡが他の有効ブロックの範囲に配置されているかどうかを判断し、配置されている場合は直接データＡを消去し、配置されていない場合はまずデータＡを高密度メモリユニット１１３に移動させなければならない。上述の新データＪが書き込まれる前は、有効ブロックの範囲はブロックＢ０〜Ｂ８であり、新データＪの書き込み後は、有効ブロックの範囲はブロックＢ１〜Ｂ９である。有効ブロックの範囲は前に移動したが、定められた範囲の大きさは固定値である。

図６は、本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法のもう一つの具体実施例を示している。書き込み時において調整ユニット１３３３が実行する調整プロセスの動作チャートである。係るシステム機構については図２、図４、図５に示すものと同様である。図６に示すように、書き込み時におけるこの制御方法は以下の過程を含む。

図４のチャート実行後、調整ユニット１３３３は、ホットデータと判断された書き込みデータを受け取り（過程Ｓ６０１）、直ちに低密度メモリユニット１１１の摩損率（使用率）が高密度メモリユニットの摩損率（使用率）より高いかどうかを判断する（過程Ｓ６０３）。過程Ｓ６０３の判断が「Ｙｅｓ」であれば、当該書き込みデータが有効ブロックに記録されているか否かを判断し（過程Ｓ６０５）、記録されていない場合（過程Ｓ６０５における「Ｎｏ」）、このことは少なくとも一定の時間、当該書き込みデータのアクセスまたは更新が全くないことを示しているので、当該データが非ホットデータである可能性が高いと判定し、調整ユニット１３３３は、書き込みデータを第二アドレス変換ユニット１３３７によって高密度メモリユニット１１３に記録する（過程Ｓ６０７）。過程Ｓ６０５で当該データが既に有効ブロックに記録されていると判断した場合（過程Ｓ６０５における「Ｙｅｓ」）、このことは最近当該書き込みデータのアクセスまたは更新があったことを示しているので、当該書き込みデータがホットデータである可能性が高いと判定し、調整ユニット１３３３は、書き込みデータを第一アドレス変換ユニット１３３５によって低密度メモリユニット１１１に記録する（過程Ｓ６１７）。

過程Ｓ６０７の後、低密度メモリユニット１１１の摩損率が高密度メモリユニット１１３の摩損率より高くなる現象が一定の持続時間続いたか否かを判断する（過程Ｓ６０９）。過程Ｓ６０９の判断が「Ｙｅｓ」であれば、有効ブロックの範囲を縮小する（過程Ｓ６１１）。これにより、低密度メモリユニット１１１へのデータの書き込みを減らし、高密度メモリユニット１１３にデータを伝送する確率が高くなるので、２種類の密度メモリの使用率のバランスを取ることができる。上述の持続時間は、システム設定値、またはユーザ設定値とすることができる。過程Ｓ６０３の判断が「Ｎｏ」である場合、これは、書き込みデータを低密度メモリユニット１１１に記録するべきであることを示しており、記録をする前に、まず、以前に有効ブロックの範囲を縮小したかどうかを判断し（過程Ｓ６１３）、縮小していない場合は、そのまま調整ユニット１３３３は、書き込みデータを第一アドレス変換ユニット１３３７により低密度メモリユニット１１１に記録し（過程Ｓ６１７）、縮小していた場合、有効ブロックの範囲を徐々に拡大させ（過程Ｓ６１５）、更に多くの書き込みデータの記録があった場合に、調整ユニット１３３３は、書き込みデータを第一アドレス変換ユニット１３３７により低密度メモリユニット１１１に記録する（過程Ｓ６１７）。

過程Ｓ６１１において、縮小された有効ブロック範囲のデータは消去しなければならず、消去されるべきデータが、その他のまだ縮小されていない範囲のブロックに記録されていない場合、これらのデータを高密度メモリユニット１１３に移動して記録し、且つ、有効ブロック範囲が変動する場合、先端指示レジスタ５０１と、末端指示レジスタ５０２が記憶したアドレスも調整することにより、正確に現在有効ブロックの範囲を定める。

図６の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法は、ホットデータフィルタユニット１３３１によって当該書き込みデータの性質を判定しなくても、直接、調整ユニット１３３３によって書き込みデータを受け取ることができ（過程Ｓ６０１）、直ちに不揮発性メモリユニット１１の摩損率を判断し（過程Ｓ６０３）、その後の過程は、図６で述べたのと同じであるので、説明を略する。

以上、実施例で詳細に述べたように、本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置及びその制御方法は、データ長の分析及び継続的に書き込みデータの性質を測ることにより臨界値を調整し、ホットデータを判別し、さらにホットデータを低密度メモリユニットに記録し、非ホットデータを高密度メモリユニットに記録することにより、２種類のメモリの特性を十分に利用してデータの処理を行い、ハイブリッド密度メモリ記憶装置の効能を効果的に高めることができる。同時に、本発明は、不揮発性メモリユニットのデータ処理方法、及び２種類の密度メモリの摩損レベルの分析によって、メモリの使用寿命を制御し、メモリの消去平均化の目的を達し、効果的にハイブリッド密度メモリ記憶装置の寿命を延ばすことができる。

上記内容は本発明の具体実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではないため、本発明で開示した趣旨を逸脱しないで完成された等価変更若しくは補正は、全て本案における特許請求の範囲内に含まれるものとする。

本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の具体実施例のシステム機構のブロック図である。 本発明におけるホットデータ制御管理ユニットの具体実施例のシステム機構のブロック図である。 本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法のフローチャートである。 本発明におけるホットデータフィルタプロセスの具体実施例のフローチャートである。 本発明の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法の他の具体実施例のメモリデータ処理のブロック図である。 本発明における調整プロセスの具体実施例のフローチャートである。

符号の説明

１ デジタルシステム
１０ 適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置
１１ 不揮発性メモリユニット
１１１ 低密度メモリユニット
１１３ 高密度メモリユニット
１３ 制御ユニット
１３１ システムインタフェイス
１３３ ホットデータ制御管理ユニット
１３３１ ホットデータフィルタユニット
１３３３ 調整ユニット
１３３５ 第一アドレス変換ユニット
１３３７ 第二アドレス変換ユニット
１３５ マイクロプロセッサ
１３７ データ伝送バッファエリア
１３９ メモリインタフェイス
１５ 電源管理ユニット
１７ ホスト
１９ 電源
２０１ 入出力ユニット
５０１ 先端指示レジスタ
５０２ 末端指示レジスタ

Claims (12)

1. 高密度メモリユニットと低密度メモリユニットを含むハイブリッド密度メモリ記憶装置内に書き込みデータを配置する適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法において、
   ホットデータフィルタプログラムを実行し、前記書き込みデータのデータ長と臨界値とを比較することにより前記書き込みデータの性質を判別する過程と、
   前記高密度メモリユニットと前記低密度メモリユニットの摩耗率及びその処理データ量の状況を分析し、前記書き込みデータを前記高密度メモリユニットに伝送するか前記低密度メモリユニットに伝送するかを決定する調整プロセスを実行する過程と、
   前記書き込みデータの伝送方向に基づいて、前記書き込みデータを前記ハイブリッド密度メモリ記憶装置の前記高密度メモリユニット又は低密度メモリユニットに配置する過程とを含むことを特徴とする適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
2. 前記書き込みデータのデータ長が前記臨界値よりも小さい場合、前記書き込みデータをホットデータと判断し、前記書き込みデータを前記低密度メモリユニットに配置し、そうでない場合は、前記書き込みデータをクールデータと判断し、前記書き込みデータを前記高密度メモリユニットに配置することを特徴とする請求項１記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
3. 前記書き込みデータを前記ハイブリッド密度メモリ記憶装置に配置する過程において、データ処理プロセスを含むことを特徴とする請求項２記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
4. 前記低密度メモリユニットを連続する複数のブロックで定義し、先端指示レジスタと末端指示レジスタによって、前記複数のブロックのうちの有効ブロックの範囲を決定し、
   前記有効ブロックには、少なくとも一つの有効データが記録され、
   前記先端指示レジスタ内に記録されるアドレスは、最新の前記有効データが記録された前記ブロックを指示し、
   前記末端指示レジスタ内に記録されるアドレスは、最も古い前記有効データが記録された前記ブロックを指示することを特徴とする請求項３記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
5. 前記調整プロセスは、前記ハイブリッド密度メモリ記憶装置の摩損程度を平均化し、前記低密度メモリユニットの摩損率が前記高密度メモリユニットの摩損率より高くなった場合、前記書き込みデータを前記高密度メモリユニットに配置し、逆の場合は、前記書き込みデータを前記低密度メモリユニットに配置することを特徴とする請求項４記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
   
6. 前記調整プロセスは、前記低密度メモリユニットの摩損率が前記高密度メモリユニットの摩損率より高くなる現象が一定時間持続した場合、前記有効ブロックの範囲を縮小する過程と、前記有効ブロックの縮小された範囲の有効データを削除する過程とを含むことを特徴とする請求項５記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
7. 削除された有効データが前記有効ブロックの中に配置されていない場合、当該有効データを前記高密度メモリユニットに記録することを特徴とする請求項６記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
8. 前記調整プロセスの過程において、前記書き込みデータを前記低密度メモリユニットに配置する前に、前記有効ブロックの範囲が縮小されたかどうかを判断し、縮小された場合、当該有効ブロックの範囲を拡大する過程を含むことを特徴とする請求項６記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
9. 前記データ処理プロセスは、前記先端指示レジスタが現在指示している有効ブロックの次の有効ブロックを前記先端指示レジスタに指示させる過程と、前記書き込みデータを前記先端指示レジスタが指示している有効ブロックに配置する過程と、前記末端指示レジスタが指示する有効ブロックの有効データを消去する過程と、前記末端指示レジスタが現在指示している有効ブロックの次の有効ブロックを前記末端指示レジスタに指示させる過程とを含み、
   前記先端指示レジスタと前記末端指示レジスタが決定した有効ブロックの範囲が、固定値となることを特徴とする請求項４記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置の制御方法。
10. ホストによる書き込みデータのアクセスに適用される適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置において、
    不揮発性メモリユニットと、制御ユニットとを具備し、
    前記不揮発性メモリユニットは、低密度メモリユニットと、高密度メモリユニットとを具備し、
    前記制御ユニットは、前記書き込みデータのデータ長と臨界値を比較して前記書き込みデータの性質を判別するホットデータフィルタユニットと、前記ホットデータフィルタユニットと前記不揮発性メモリユニットとの間に結合され、前記書き込みデータを受け取ることにより、また前記低密度メモリユニットと前記高密度メモリユニットとの摩耗率の比較及びその処理データ量の状況により、前記書き込みデータを前記低密度メモリユニットに伝送するか前記高密度メモリユニットに伝送するかを決定する調整ユニットとを具備することを特徴とする適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置。
11. 前記臨界値は、データの書き込み前に、複数のアクセスデータを連続して受け取ることによって決定、即ち、前記複数のアクセスデータのアドレス重複性を統計し、且つよく重複するアドレスの前記アクセスデータの長さを平均することによって決定されることを特徴とする請求項１０記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置。
12. 前記書き込みデータのデータ長が前記臨界値より小さい場合、前記書き込みデータはホットデータであると判断し、そうでない場合は、前記書き込みデータはクールデータであると判断することを特徴とする請求項１０記載の適応ハイブリッド密度メモリ記憶装置。

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