KR102381343B1

KR102381343B1 - 스토리지 장치 및 상기 스토리지 장치의 동작 방법

Info

Publication number: KR102381343B1
Application number: KR1020150106103A
Authority: KR
Inventors: 이동헌; 김혜성; 백이삭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2022-03-31
Also published as: US10082984B2; KR20170013104A; US20170031631A1

Abstract

본 개시에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은. 스트림 ID에 따라 멀티 스트림 데이터에 대한 입출력 동작을 제어하는 스토리지 장치의 동작 방법으로서, 호스트로부터, 적어도 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID에 대한 제어를 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하고, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 제어 명령들이 포함되는 제3 스트림 ID를 결정하며, 이어서, 제3 스트림 ID를 호스트에 전송한다.

Description

스토리지 장치 및 상기 스토리지 장치의 동작 방법{Storage Device and Method of Operating the Storage Device}

본 발명의 기술적 사상은 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스토리지 장치 및 상기 스토리지 장치의 동작 방법에 관한 것이다.

플래시 메모리 장치는 컴퓨터, 스마트폰, PDA, 디지털 카메라, 캠코더, 보이스 리코더, MP3 플레이어, 휴대용 컴퓨터(Handheld PC)와 같은 정보 기기들의 음성 및 영상 데이터 저장 매체로서 널리 사용되고 있다. 플래시 메모리 기반의 대용량 저장 장치의 대표적인 예로 솔리드 스테이트 드라이브가 있다. SSD의 폭발적인 수요 증가와 함께 그 용도는 다양하게 분화되고 있다. 예를 들면, 서버용 SSD, 클라이인트용 SSD, 데이터 센터용 SSD 등으로 용도가 세분화될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 멀티 스트림 기입 기능을 지원하는 스토리지 장치에서 스트림 ID들을 관리함으로써 스토리지 장치의 입출력 성능 및 수명을 증대시킬 수 있는 스토리지 장치의 동작 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스트림 ID에 따라 멀티 스트림 데이터에 대한 입출력 동작을 제어하는 스토리지 장치의 동작 방법으로서, 호스트로부터, 적어도 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID에 대한 제어를 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드(stream control command)를 수신하는 단계, 상기 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 상기 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 제어 명령들이 포함되는 제3 스트림 ID를 결정하는 단계, 및 상기 제3 스트림 ID를 상기 호스트에 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 기술적 사상에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스트림 ID에 따라 멀티 스트림 데이터에 대한 입출력 동작을 제어하는 스토리지 장치의 동작 방법으로서, 호스트로부터, 복수의 스트림 ID들을 타겟 스트림 ID에 머지하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하는 단계, 상기 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 상기 복수의 스트림 ID들을 상기 타겟 스트림 ID에 머지하는 단계, 이어서, 상기 호스트로부터, 상기 복수의 스트림 ID들 중 적어도 하나에 대응하는 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림(write) 커맨드를 수신하는 단계, 및 상기 라이트 스트림 커맨드에 응답하여, 상기 스트림 데이터를 상기 타겟 스트림 ID에 따라 기입하는 단계를 포함하고, n은 2보다 큰 정수이다.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 오픈된 스트림 ID들 중 적어도 두 개의 스트림 ID들을 머지함으로써, 오픈 스트림 카운트의 최대 값 이상의 스트림들에 대해서도 멀티 스트림 기입 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, 이미 오픈된 스트림 ID를 클로즈하지 않아도 되므로, 스토리지 장치의 WAF(Write Amplification Factor)를 감소시키고, 백그라운드 동작의 효율을 높힐 수 있으며, 이로써, 스토리지 장치에 대한 I/O 성능과 수명을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스트림 기입 동작을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 일반 기입 동작 및 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스트림 기입 동작을 나타낸다.
도 4a는 스트림 ID 머지 동작이 적용되지 않은 일 예를 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 ID 머지 동작이 적용된 일 예를 나타낸다.
도 5a는 스트림 ID 머지 동작이 적용되지 않은 다른 예를 나타낸다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 ID 머지 동작이 적용된 다른 예를 나타낸다.
도 6은 도 1의 시스템에 포함된 호스트를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 호스트의 소프트웨어 계층 구조를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스트림 데이터가 스토리지 장치에 전달되는 방식의 일 예를 나타낸다.
도 9는 도 1의 시스템에 포함된 스토리지 컨트롤러의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 1의 시스템에 포함된 스토리지 컨트롤러의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 도 11의 방법에 따른 호스트와 스토리지 장치 사이의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 도 11에 포함된 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 컨트롤 커맨드의 포맷을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 컨트롤 파라미터 데이터의 포맷을 나타낸다.
도 16은 도 11에 포함된 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 17은 도 16의 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작을 더욱 상세하게 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이트 스트림 커맨드의 포맷을 나타낸다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 겟 스트림 스테이터스 커맨드의 포맷을 나타낸다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터의 포맷을 나타낸다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24는 도 23의 스토리지 장치의 동작 방법을 더욱 상세하게 나타내는 흐름도이다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 27은 도 1의 시스템에 포함된 비휘발성 메모리 장치의 일 예를 상세하게 나타내는 블록도이다.
도 28은 본 발명의 실시예들에 따른 스토리지 장치를 메모리 카드 시스템에 적용한 예를 나타내는 블록도이다.
도 29는 본 발명의 실시예들에 따른 스토리지 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 30은 본 발명의 실시예들에 따른 스토리지 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템의 다른 예를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서의 모듈(module)이라 함은 본 명세서에서 설명되는 각각의 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 또는 특정한 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정한 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예컨대 프로세서를 의미할 수 있다. 다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다. 각 모듈은 장치로 불릴 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 시스템(1)을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 시스템(1)은 스토리지 장치(storage device)(10)와 호스트(host)(20)를 포함할 수 있다. 시스템(1)은 PC(personal computer), 데이터 서버(data server), 네트워크-결합 스토리지(network-attached storage, NAS), 또는 휴대용 전자 장치 등으로 구현될 수 있다. 휴대용 전자 장치는 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), 또는 e-북(e-book) 등으로 구현될 수 있다.

스토리지 장치(10)는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, SSD)일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 스토리지 장치(10)는 플래시 메모리 장치, 임베디드 멀티미디어 카드(embedded multimedia card, eMMC), 유니버셜 플래시 스토리지(universal flash storage, UFS), 또는 레이드(redundant array of independent disk, RAID) 등으로 구현될 수 있다.

호스트(20)는 스토리지 장치(10)에 데이터를 쓰거나, 스토리지 장치(10)에 저장된 데이터를 독출한다. 구체적으로, 호스트(20)는 스토리지 장치(10)에 데이터의 기입을 요청하는 라이트(write) 커맨드 또는 스토리지 장치(10)에 저장된 데이터의 독출을 요청하는 리드(read) 커맨드를 생성할 수 있다. 이러한 라이트 커맨드 또는 리드 커맨드는 I/O 커맨드라고 지칭할 수 있다.

본 실시예에서, 호스트(20)는 멀티 스트림 데이터(multi stream data)에 대해, 스트림 ID를 포함하는 스트림 라이트 커맨드(stream write command) 또는 스트림 리드 커맨드(stream read command)를 생성할 수 있다. 여기서, 멀티 스트림 데이터는 복수의 스트림 ID들에 각각 대응하는 스트림 데이터를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 스토리지 장치(10)는 호스트(20)로부터 스트림 라이트 커맨드 또는 스트림 리드 커맨드를 수신하고, 수신된 스트림 라이트 커맨드 또는 스트림 리드 커맨드에 포함된 스트림 ID에 따라 멀티 스트림 데이터에 대한 입출력 동작을 제어함으로써, 멀티 스트림 기입 동작 또는 멀티 스트림 독출 동작을 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 스토리지 장치(10)는 호스트(20)로부터 적어도 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID에 대한 제어를 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드(stream control command)를 수신하고, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 제어 명령들이 포함되는 제3 스트림 ID를 결정하며, 제3 스트림 ID를 호스트(20)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 스트림 컨트롤 커맨드는 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID를 머지(merge)하도록 지시하며, 제1 및 제2 스트림 ID들을 포함하는 스트림 ID 머지 커맨드일 수 있다. 예를 들어, 제3 스트림 ID는 제1 및 제2 스트림 ID들이 머지될 포스트-머지(post-merge) 스트림 ID일 수 있다.

일 실시예에서, 스토리지 장치(10)는 호스트(20)로부터 복수의 스트림 ID들을 타겟 스트림 ID에 머지하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하고, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 복수의 스트림 ID들을 타겟 스트림 ID에 머지할 수 있다. 이어서, 스토리지 장치(10)는 호스트(20)로부터 복수의 스트림 ID들 중 적어도 하나에 대응하는 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림 커맨드를 수신하고, 라이트 스트림 커맨드에 응답하여 스트림 데이터를 타겟 스트림 ID에 따라 기입할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스트림 기입 동작을 개략적으로 나타낸다.

도 2를 참조하면, 호스트(20)는 멀티 스트림 데이터를 스토리지 장치(10)에 제공할 수 있다. 본 실시예에서, 호스트(20)는 실질적으로 동일 또는 유사한 예상 수명(expected life time)을 갖는 데이터를 동일 스트림에 할당하고, 다른 예상 수명을 갖는 데이터를 다른 스트림에 할당함으로써, 멀티 스트림 데이터를 생성할 수 있다. 본 실시예에서, 스토리지 장치(10)는 동일 스트림에 할당된 데이터를 해당 스트림에 대응하는 블록에 저장할 수 있고, 서로 다른 스트림들에 할당된 데이터는 해당 스트림들에 대응하는 서로 다른 블록들에 구별하여 저장할 수 있다.

예를 들어, 멀티 스트림 데이터는 제1 스트림에 대응하는 스트림 데이터, 제2 스트림에 대응하는 스트림 데이터 및 제3 스트림에 대응하는 스트림 데이터를 포함할 수 있다. 스토리지 장치(10)는 제1 스트림에 대응하는 스트림 데이터를 제1 스트림에 대응하는 블록들(BLKa)에 저장할 수 있고, 제2 스트림에 대응하는 스트림 데이터를 제2 스트림에 대응하는 블록들(BLKb)에 저장할 수 있고, 제3 스트림에 대응하는 스트림 데이터를 제3 스트림에 대응하는 블록들(BLKc)에 저장할 수 있다.

도 3은 일반 기입 동작 및 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스트림 기입 동작을 나타낸다.

도 3a를 참조하면, 일반 기입 동작에 따르면, 스트림 ID를 포함하지 않는 라이트 커맨드에 응답하여 데이터의 기입 동작이 수행될 수 있다. 이에 따라, 데이터가 저장되는 블록은 데이터의 입력 순서에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 순차적으로 입력되는 논리 블록 어드레스들(logical block address, LBA)인 LBA1, LBA20, LBA100, LBA21에 대응하는 데이터는 제1 블록(BLK1')에 저장되고, 순차적으로 입력되는 LBA1, LBA22, LBA1, LBA20에 대응하는 데이터는 제2 블록(BLK2')에 저장될 수 있다.

본 실시예에 따른 멀티 스트림 기입 동작에서, 스트림 ID를 포함하는 라이트 스트림 커맨드에 응답하여 데이터의 기입 동작이 수행될 수 있다. 이에 따라, 스트림 ID에 따라 데이터를 서로 다른 블록들에 구별하여 저장할 수 있다. 그러므로, 멀티 스트림 데이터가 저장되는 블록은 데이터의 입력 순서가 아닌, 스트림 ID에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 제1 스트림(STR_A)에 대응하는 스트림 데이터의 논리 블록 어드레스는 모두 LBA1이고, 제2 스트림(STR_B)에 대응하는 스트림 데이터의 논리 블록 어드레스는 순차적으로 LBA20, LBA21, LBA22, LBA20이며, 제3 스트림(STR_C)에 대응하는 스트림 데이터의 논리 블록 어드레스는 LBA100일 수 있다.

구체적으로, 제1 스트림(STR_A)의 스트림 ID는 A일 수 있고, 제1 스트림(STR_A)에 대응하는 스트림 데이터는 제1 스트림 ID(A)에 대응하는 제1 블록(BLK1)에 저장될 수 있다. 또한, 제2 스트림(STR_B)의 스트림 ID는 B일 수 있고, 제2 스트림(STR_B)에 대응하는 스트림 데이터는 제2 스트림 ID(B)에 대응하는 제2 블록(BLK2)에 저장될 수 있다. 또한, 제3 스트림(STR_C)의 스트림 ID는 C일 수 있고, 제3 스트림(STR_C)에 대응하는 스트림 데이터는 제3 스트림 ID(C)에 대응하는 제3 블록(BLK3)에 저장될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 스토리지 장치(10)는 스토리지 컨트롤러(100) 및 비휘발성 메모리(200)를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리(200)는 복수의 비휘발성 메모리 장치들(210, 220, 230)을 포함할 수 있다.

스토리지 컨트롤러(100)는 호스트(20)로부터의 독출/기입 명령에 응답하여, 비휘발성 메모리(200)에 저장된 데이터를 독출하도록 또는 비휘발성 메모리(200)에 데이터를 기입하도록 비휘발성 메모리(200)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 비휘발성 메모리(200)에 어드레스, 커맨드 및 제어 신호를 제공함으로써, 비휘발성 메모리(200)에 대한 기입, 독출 및 소거 동작을 제어할 수 있다. 또한, 기입 동작을 위한 데이터와 독출된 데이터가 스토리지 컨트롤러(100)와 비휘발성 메모리(200) 사이에서 송수신될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 스토리지 컨트롤러(100)는 머지 처리부(merge processing unit)(150)를 포함할 수 있다. 호스트(20)로부터, 복수의 오픈된 스트림 ID들 중 적어도 두 개의 스트림 ID들을 머지하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드가 수신되면, 머지 처리부(150)는 수신한 스트림 컨트롤 커맨드를 기초로 상기 적어도 두 개의 스트림 ID들에 대한 머지 동작을 처리할 수 있다. 여기서, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 ID 머지 커맨드일 수 있다.

머지 처리부(150)는 적어도 두 개의 스트림 ID들을 포스트-머지(post-merge) 스트림 ID에 머지할 수 있다. 여기서, 포스트-머지 스트림 ID는 적어도 두 개의 스트림 ID들이 머지된 스트림 ID이다. 머지된 스트림 ID는 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않는 반면, 포스트-머지 스트림 ID는 오픈 스트림 카운트에 포함될 수 있다.

일 실시예에서, 포스트-머지 스트림 ID는 호스트(20)가 결정할 수 있고, 스트림 ID 머지 커맨드는 포스트-머지 스트림 ID를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 포스트-머지 스트림 ID는 스토리지 컨트롤러(100)가 결정할 수 있고, 스트림 ID 머지 커맨드는 포스트-머지 스트림 ID를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 스토리지 컨트롤러(100)는 결정된 포스트-머지 스트림 ID를 호스트(20)에 전송할 수 있다.

예를 들어, 스트림 ID 머지 커맨드는 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID의 머지를 지시할 수 있고, 이에 따라, 머지 처리부(150)는 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID를 머지할 수 있다. 일 예에서, 포스트-머지 스트림 ID는 제1 스트림 ID이고, 머지 처리부(150)는 제2 스트림 ID를 제1 스트림 ID에 머지할 수 있고, 이 경우 제2 스트림 ID는 머지된 스트림 ID로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않는다. 다른 예에서, 포스트-머지 스트림 ID는 제2 스트림 ID이고, 머지 처리부(150)는 제1 스트림 ID를 제2 스트림 ID에 머지할 수 있고, 이 경우 제1 스트림 ID는 머지된 스트림 ID로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않는다. 또 다른 예에서, 포스트-머지 스트림 ID는 제3 스트림 ID이고, 머지 처리부(150)는 제1 및 제2 스트림 ID들을 제3 스트림 ID에 머지할 수 있고, 이 경우, 제1 및 제2 스트림 ID들은 머지된 스트림 ID들로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않는다.

다른 예를 들어, 스트림 ID 머지 커맨드는 제2 스트림 ID 내지 제n 스트림 ID를 제1 스트림 ID에 머지하도록 지시할 수 있고, 머지 처리부(150)는 제2 스트림 ID 내지 제n 스트림 ID를 제1 스트림 ID에 머지할 수 있다. 여기서, n은 2보다 큰 자연수이다. 이때, 제2 스트림 ID 내지 제n 스트림 ID를 머지된 스트림 ID들로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않는다. 이와 같이, 스트림 ID 머지 커맨드가 포스트-머지 스트림 ID를 포함하는 경우, 스토리지 컨트롤러(100)는 포스트-머지 스트림 ID를 호스트(20)에 전송하지 않아도 된다.

도 4a는 스트림 ID 머지 동작이 적용되지 않은 일 예를 나타낸다.

도 4a를 참조하면, 오픈 스트림 카운트의 최대 값이 4이고, 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D)이 오픈된 경우, 하나의 신규 스트림인 제5 스트림(STR_E)의 오픈이 요구되면, 이미 오픈된 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D) 중 1개의 스트림, 예를 들어, 제4 스트림(STR_D)을 클로즈해야 한다. 제5 스트림(STR_E)이 오픈된 이후, 클로즈된 제4 스트림(STR_D)에 대응하는 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림 커맨드가 수신되면, 클로즈된 제4 스트림(STR_D)을 다시 오픈해야 하며, 이를 위해, 오픈된 제5 스트림(STR_E)을 클로즈해야 한다.

이때, 제4 스트림(STR_D)의 클로즈 전에 기입된, 제4 스트림(STR_D)에 대응하는 스트림 데이터와 제4 스트림(STR_D)의 재 오픈 이후에 기입된, 제4 스트림(STR_D)에 대응하는 스트림 데이터는 동일한 스트림 데이터로 취급받지 못하게 된다. 따라서, 멀티 스트림 기입 동작을 수행함으로써 획득할 수 있는 WAF(Write Amplification Factor) 감소 효과가 떨어지고, 불필요한 백그라운드 동작을 수행해야 하는 등의 오버헤드가 발생할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 ID 머지 동작이 적용된 일 예를 나타낸다.

도 4b를 참조하면, 오픈 스트림 카운트의 최대 값이 4이고, 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D)이 오픈된 경우, 하나의 신규 스트림인 제5 스트림(STR_E)의 오픈이 요구되면, 머지 처리부(150)는 이미 오픈된 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D) 중 하나, 예를 들어, 제4 스트림(STR_D)을 이미 오픈된 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D) 중 다른 하나, 예를 들어, 제3 스트림(STR_C)에 머지할 수 있다.

이때, 제4 스트림(STR_D)은 머지된 스트림 ID로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않고, 제3 스트림(STR_C)은 포스트-머지 스트림 ID로서 오픈 스트림 카운트에 포함된다. 이로써, 제5 스트림(STR_E)이 오픈되더라도 오픈 스트림 카운트는 4로서, 오픈 스트림 카운트의 최대 값 이하일 수 있다.

도 5a는 스트림 ID 머지 동작이 적용되지 않은 다른 예를 나타낸다.

도 5a를 참조하면, 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D)이 오픈된 경우, 복수의 신규 스트림들인 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H)의 오픈이 요구되면, 이미 오픈된 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D) 중 일부 스트림들, 예를 들어, 제2 내지 제4 스트림들(STR_B 내지 STR_D)을 클로즈해야 한다. 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H)이 오픈된 이후, 복수의 신규 스트림들인 제9 내지 제12 스트림들(STR_I 내지 STR_L)의 오픈이 요구되면, 이미 오픈된 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H) 중 일부 스트림들, 예를 들어, 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)을 클로즈해야 한다. 이어서, 제10 내지 제12 스트림들(STR_J 내지 STR_L)이 클로즈되면, 클로즈된 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)을 다시 오픈할 수 있다.

이때, 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)의 클로즈 전에 기입된, 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)에 대응하는 각 스트림 데이터와 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)의 재 오픈 이후에 기입된, 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)에 대응하는 각 스트림 데이터는 동일한 스트림 데이터로 취급받지 못하게 된다. 따라서, 멀티 스트림 기입 동작을 수행함으로써 획득할 수 있는 WAF 감소 효과가 떨어지고, 불필요한 백그라운드 동작을 수행해야 하는 등의 오버헤드가 발생할 수 있다.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 ID 머지 동작이 적용된 다른 예를 나타낸다.

도 5b를 참조하면, 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D)이 오픈된 경우, 복수의 신규 스트림들인 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H)의 오픈이 요구되면, 호스트(20)는 스트림 ID 머지 커맨드를 스토리지 장치(10)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 머지 처리부(150)는 이미 오픈된 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D) 중 일부 스트림들, 예를 들어, 제2 내지 제4 스트림들(STR_B 내지 STR_D)을 제1 내지 제4 스트림들(STR_A 내지 STR_D) 중 다른 스트림, 예를 들어, 제1 스트림(STR_A)에 머지할 수 있다. 이때, 제2 내지 제4 스트림들(STR_B 내지 STR_D)은 머지된 스트림 ID들로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않고, 제1 스트림(STR_A)은 포스트-머지 스트림 ID로서 오픈 스트림 카운트에 포함된다.

제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H)이 오픈된 이후, 복수의 신규 스트림들인 제9 내지 제12 스트림들(STR_I 내지 STR_L)의 오픈이 요구되면, 호스트(20)는 스트림 ID 머지 커맨드를 스토리지 장치(10)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 머지 처리부(150)는 이미 오픈된 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H) 중 일부 스트림들, 예를 들어, 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)을 이미 오픈된 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H) 중 다른 스트림, 예를 들어, 제5 스트림(STR_E)에 머지할 수 있다. 이때, 제6 내지 제8 스트림들(STR_F 내지 STR_H)은 머지된 스트림 ID들로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않고, 제5 스트림(STR_E)은 포스트-머지 스트림 ID로서 오픈 스트림 카운트에 포함된다.

제9 내지 제12 스트림들(STR_I 내지 STR_L)이 오픈된 이후, 호스트(20)는 스트림 ID 머지 커맨드를 스토리지 장치(10)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 머지 처리부(150)는 이미 오픈된 제9 내지 제12 스트림들(STR_I 내지 STR_L) 중 일부 스트림들, 예를 들어, 제10 내지 제12 스트림들(STR_J 내지 STR_L)을, 이미 오픈된 제9 내지 제12 스트림들(STR_I 내지 STR_L) 중 다른 스트림, 예를 들어, 제9 스트림(STR_J)에 머지할 수 있다. 이때, 제10 내지 제12 스트림들(STR_J 내지 STR_L)은 머지된 스트림 ID들로서 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않고, 제9 스트림(STR_I)은 포스트-머지 스트림 ID로서 오픈 스트림 카운트에 포함된다.

이어서, 호스트(20)는 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H)에 대한 스트림 오픈 커맨드를 스토리지 장치(10)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 머지 처리부(150)는 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H)에 대한 머지를 완료하기 위해, 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H) 각각에 대응하는 스트림 데이터 기록을 위한 준비를 마치고, 비휘발성 메모리(200)는 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H) 각각에 대응하는 스트림 데이터를 제5 내지 제8 스트림들(STR_E 내지 STR_H) 각각에 대응하는 블록에 저장할 수 있다.

도 6은 도 1의 시스템에 포함된 호스트(20)를 나타내는 블록도이다.

도 6을 참조하면, 호스트(20)는 워킹 메모리(210), 인터페이스 회로(220) 및 프로세서(230)를 포함할 수 있다. 워킹 메모리(210)에는 응용 프로그램(211), 파일 시스템(213), 장치 드라이버(215) 등이 로드될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 워킹 메모리(210)에는 호스트(20)가 구동되기 위한 다양한 소프트웨어 프로그램들이 로드될 수 있다.

인터페이스 회로(220)는 호스트(20)와 스토리지 장치(10) 사이에서 물리적인 연결을 제공한다. 즉, 인터페이스 회로(220)는 호스트(20)에서 발행하는 다양한 접근 요청에 대응하는 커맨드, 어드레스, 데이터 등을 스토리지 장치(20)와의 인터페이싱 방식으로 변환할 수 있다. 인터페이스 회로(220)의 인터페이싱 방식으로는 USB(Universal Serial Bus), SCSI(Small Computer System Interface), PCI express, ATA, PATA(Parallel ATA), SATA(Serial ATA), SAS(Serial Attached SCSI), NVMe 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

프로세서(230)는 호스트(20)에서 수행될 소프트웨어(응용 프로그램, 운영 체제, 장치 드라이버)를 실행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(230)는 워킹 메모리(210)에 로드되는 운영 체제(OS)를 실행할 수 있고, 운영 체제 기반에서 구동될 다양한 응용 프로그램들을 실행할 수 있다. 프로세서(230)는 동종 멀티-코어 프로세서(Homogeneous Multi-Core Processor) 또는 이종 멀티-코어 프로세서(Heterogeneous Multi-Core Processor)로 제공될 수 있다.

프로세서(230)에서 실행되는 복수의 응용 프로그램들 각각은 적어도 하나의 쓰레드(Thread)를 실행할 수 있고, 쓰레드는 예를 들어, 미디어 파일과 같은 스트림 데이터를 생성할 수 있다. 호스트(20)는 복수의 쓰레드들의 실행에 따라 멀티 스트림 데이터에 대한 기입 요청을 스토리지 장치(10)에 전송할 수 있다. 스토리지 장치(10) 내에서 스트림 데이터들 각각은 하나의 연속적인 데이터로 관리되는 것이 바람직하다. 따라서, 기입 요청되는 스트림 데이터들은 쓰레드 단위로 스트림 ID를 할당받을 수 있다. 할당받은 스트림 ID는 인터페이스 회로(220)에서 생성되는 커맨드에 부가될 수 있다.

도 7은 도 6의 호스트의 소프트웨어 계층 구조를 나타내는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 워킹 메모리(210)에 로드되고 프로세서(230)에 의해서 구동되는 호스트(20)의 소프트웨어는 응용 프로그램(211), 파일 시스템(213), 및 장치 드라이버(215)로 구분될 수 있다. 여기서, 파일 시스템(213) 및 장치 드라이버(215)는 운영 체제의 커널(Kernel)에 포함될 수 있을 것이다.

응용 프로그램(211)은 기본적인 서비스로서 구동되거나, 사용자의 요청에 의해서 구동되는 상위 계층의 소프트웨어이다. 다양한 서비스를 제공하기 위하여 동시에 복수의 응용 프로그램들(APP1, APP2, APP3, APP4)이 실행될 수 있다. 실행되는 응용 프로그램들(APP1, APP2, APP3, APP4)은 워킹 메모리(210)에 로드된 후에 프로세서(230)에 의해서 실행될 것이다. 예를 들면, 사용자에 의해서 동영상 파일의 재생이 요청되면, 동영상을 재생하기 위한 응용 프로그램(비디오 플레이어)이 실행된다. 그러면, 실행된 응용 프로그램은 사용자가 요청한 동영상 파일을 재생하기 위한, 스토리지 장치(10)로의 독출 요청 또는 기입 요청을 생성할 것이다. 이 경우, 해당 응용 프로그램에 의해서 수행되는 기입 동작에 대응하는 쓰레드가 발생하게 될 것이다. 하나의 쓰레드는 하나의 파일에 대응하는 스트림 데이터를 스토리지 장치(10)로 기입하기 위한 요청을 발생할 수 있다. 그리고 하나의 파일에 대응하는 스트림 데이터는 복수의 세그먼트로 분할되어 스토리지 장치(10)에 쓰기 요청될 것이다.

복수의 미디어 파일에 대한 쓰기 요청이 발생하면, 복수의 쓰레드들(THR1, THR2, THR3, THR4) 각각에 의한 스트림 데이터를 스토리지 장치(10)에 기입하기 위한 기입 요청을 발행하게 된다. 이 경우, 본 발명의 응용 프로그램들(211) 각각은 대응하는 기입 요청에 대해서 스트림 ID를 지정할 것이다. 즉, 제1 쓰레드(THR1)에 의해서 발생하는 파일에 대해서는 제1 스트림 ID를 할당할 수 있다. 그리고 쓰레드(THR1)에 의해서 발생하는 파일은 복수의 세그먼트 단위로 스토리지 장치(10)에 전달될 것이다. 이러한 쓰레드들(THR1, THR2, THR3, THR4) 각각에 의해서 생성되는 복수의 스트림 데이터를 멀티 스트림 데이터라 지칭할 수 있다.

파일 시스템(213)은 운영 체제에 대응하는 파일 포맷으로 데이터를 관리한다. 예를 들면, 파일 시스템(213)은 응용 프로그램들(211)의 요청에 따라 쓰기 요청된 미디어 파일들에 대한 파일명이나 확장자, 파일 속성, 파일 크기, 클러스터 정보 등을 할당하게 될 것이다. 그리고 파일 시스템(213)은 스토리지 장치(10)로의 읽기나 쓰기 요청에 대해 파일 단위로 데이터를 처리하도록 호스트(20)의 제반 접근 동작을 지원한다. 파일 시스템(213)은 자료를 계층적으로 저장, 탐색, 접근, 조작하기 위한 추상적 자료구조의 집합을 말한다. 예를 들면, 개인용 컴퓨터(PC)를 구동하는 마이크로소프트 윈도즈(Microsoft Windows)는 FAT(File allocation table) 또는 NTFS(NT file system)를 파일 시스템(213)으로 사용한다. 파일 시스템(213)에 의해서 파일 단위의 데이터가 생성되거나 삭제 및 관리될 수 있다.

장치 드라이버(215)는 스토리지 장치(10)를 운영 체제(OS) 레벨에서 제어하기 위한 제어 모듈이다. 사용자에 의해서 또는 응용 프로그램(211)으로부터 메모리 접근 요청이 발생하면, 장치 드라이버(215)가 호출된다. 장치 드라이버(215)는 스토리지 장치(10)를 제어하기 위한 커널의 소프트웨어 모듈로 제공될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스트림 데이터가 스토리지 장치에 전달되는 방식의 일 예를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 호스트(20)와 스토리지 장치(10) 사이에는 하나의 채널(240)만이 존재하므로, 멀티 스트림 데이터가 동시에 스토리지 장치(10)에 전달되기는 어렵다. 이에 따라, 멀티 스트림 데이터는 스트림 ID와 함께 스토리지 장치(10)에 전달될 수 있다. 호스트(20)는 응용 프로그램들(211)에 의해서 실행되는 쓰레드들(THR1 내지 THR4)에 대응하는 4개의 스트림 데이터에 대한 기입 동작을 스토리지 장치(10)에 요청할 수 있다.

제1 내지 제4 스트림 데이터들(STR_A 내지 STR_D)에 대한 라이트 커맨드에는 제1 내지 제4 스트림 ID들(A 내지 D)이 각각 할당되어 스토리지 장치(10)에 전달된다. 여기서, 설명을 위해서 멀티-스트림 데이터들이 스트림 ID의 증가순으로 순차적으로 전달되는 것으로 설명하였다. 하지만, 실제로는 다양한 우선 순위에 따라 특정 순서로 전달될 수 있다. 스토리지 장치(10)는 스트림 ID를 참조하여, 멀티 스트림 데이터를 스트림 ID 단위로 관리할 수 있다. 따라서, 연속 기입 또는 연속 독출 성능의 향상을 기대할 수 있다.

도 9는 도 1의 시스템에 포함된 스토리지 컨트롤러의 일 예(100A)를 나타내는 블록도이다.

도 9를 참조하면, 스토리지 컨트롤러(100A)는 프로세서(110), 버퍼(120), 호스트 인터페이스(130), 메모리 인터페이스(140), 머지 동작 처리 모듈(150a) 및 백그라운드 동작 스케쥴링 모듈(160)을 포함할 수 있다. 머지 동작 처리 모듈(150a)은 커맨드 핸들링 모듈(151), 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153) 및 스트링 기입 핸들링 모듈(155)을 포함할 수 있다.

프로세서(110)는 스토리지 컨트롤러(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(110)는 비휘발성 메모리(200)에 대한 기입/독출 동작에 필요한 다양한 제어 정보를 호스트 인터페이스(130) 및 메모리 인터페이스(140)에 전달할 수 있다.

버퍼(120)는 스토리지 장치(10)를 동작시키기 위한 소프트웨어 및 데이터를 포함하는 적어도 하나의 범용 메모리 장치일 수 있다. 버퍼(120)는 캐시, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, PRAM, 플래시 메모리, SRAM, 또는 DRAM을 포함할 수 있다. 또한, 버퍼(120)는 비휘발성 메모리(200)에 저장될 또는 비휘발성 메모리(200)로부터 독출된 데이터를 임시 저장하는 데 사용될 수 있다.

호스트 인터페이스(130)는 호스트(20)와 스토리지 장치(10)의 물리적 연결을 제공한다. 예를 들어, 호스트 인터페이스(130)는 USB, MMC, PCI-E, ATA(Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI, ESDI, 그리고 IDE(Integrated Drive Electronics) 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 호스트와 통신하도록 구성될 수 있다.

메모리 인터페이스(140)는 비휘발성 메모리 장치들(210, 220, 230)과 데이터를 교환한다. 메모리 인터페이스(140)는 버퍼(120)로부터 전달되는 데이터를 각각의 채널들(CH1, CH2, …, CHn)을 경유하여 비휘발성 메모리 장치들(210, 220, 230)에 기입한다. 그리고 채널을 통하여 제공되는 비휘발성 메모리 장치들(210, 220, 230)로부터의 독출 데이터는 메모리 인터페이스(140)에 의해서 취합된다. 취합된 데이터는 이후 버퍼(120)에 저장될 것이다.

커맨드 핸들링 모듈(151)은 호스트(20)로부터 수신한 커맨드를 파싱(parsing)할 수 있다. 구체적으로, 커맨드 핸들링 모듈(151)은 스트림 컨트롤 커맨드를 파싱하여, 스트림 컨트롤 커맨드가 오픈 스트림 커맨드, 클로즈 스트림 커맨드 또는 스트림 ID 머지 커맨드인지 판단할 수 있다.

스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 파싱한 스트림 컨트롤 커맨드에서 스트림 ID를 판별할 수 있다. 이때, 판별된 스트림 ID는 외부 스트림 ID이며, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 외부 스트림 ID를 내부 스트림 ID로 맵핑할 수 있다. 여기서, 외부 스트림 ID는 호스트(20)와 스토리지 장치(10) 사이의 채널을 통해 송수신되는 외부 ID이고, 내부 스트림 ID는 스토리지 장치(10) 내에서 송수신되는 내부 ID이다. 이로써, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 외부 스트림 ID와 내부 스트림 ID 사이의 맵핑 테이블을 생성할 수 있고, 생성된 맵핑 테이블을 버퍼(120)에 저장할 수 있다.

또한, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 머지 동작에 의해 머지되어 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않는 스트림 ID를 나머지 스트림 ID들과 구별되도록 표시하여 스트림 ID 정보를 업데이트할 수 있다. 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 업데이트된 스트림 ID 정보를 버퍼(120)에 저장할 수 있다. 업데이트된 스트림 ID 정보는 맵핑 테이블의 일부로 구현될 수 있다.

예를 들어, 제1 및 제2 스트림 ID들이 제3 스트림 ID에 머지된 경우, 제1 및 제2 스트림 ID들은 머지되어 오픈 스트림 카운트에 포함되지 않는 스트림 ID들이고, 제3 스트림 ID는 오픈 스트림 카운트에 포함되는 포스트-머지 스트림 ID이다. 일 실시예에서, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 제1 및 제2 스트림 ID들에 대해 플래그(flag)를 셋팅할 수 있다. 예를 들어, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 제1 및 제2 스트림 ID들에 대응되는 플래그 "1"을 맵핑 테이블에 추가할 수 있다. 이로써, 호스트(20)로부터 겟 스트림 스테이터스 커맨드가 수신되면, 플래그를 참조하여 오픈된 스트림 ID들의 상태 정보를 호스트(20)에 전송할 수 있다.

다른 실시예에서, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 제1 및 제2 스트림 ID들은 소문자로 표시하고, 제3 스트림 ID는 대문자로 표시할 수 있다. 예를 들어, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 제1 및 제2 스트림 ID들을 각각 STR_a, STR_b로 표시하고, 제3 스트림 ID를 STR_C로 표시할 수 있다. 또한, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 상기 표시 사항을 반영하여, 맵핑 테이블에서 외부 스트림 ID 또는 내부 스트림 ID의 표시를 변경할 수 있다.

또한, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 WAF, QoS(Quality of Service), 쓰루풋(throughput) 등을 기초로 하여, 스토리지 장치(10)의 내부 작업 코스트(internal operation cost)가 최소화되도록 포스트-머지 내부 스트림 ID를 결정할 수 있다. 예를 들어, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 비휘발성 메모리(200)에서 복수의 스트림 ID들에 각각 대응하는 블록들의 여유 공간을 검출하고, 여유 공간이 상대적으로 많은 블록에 대응하는 스트림 ID를 포스트 내부 스트림 ID로 결정할 수 있다. 다시 말해, 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153)은 비휘발성 메모리(200)에서 복수의 스트림 ID들에 각각 대응하는 블록들의 로그 영역 및 프리 영역을 검출하고, 검출된 프리 영역이 상대적으로 큰 블록에 대응하는 스트림 ID를 포스트-머지 내부 스트림 ID로 결정할 수 있다.

스트림 기입 핸들링 모듈(155)은 비휘발성 메모리(200)에 대한 기입 동작을 수행하기 위해, 호스트(20)로부터 제공되는 논리적 주소를 비휘발성 메모리(200)에 적합한 물리적 주소로 변환할 수 있다. 이로써, 스트림 기입 핸들링 모듈(155)는 논리적 주소와 물리적 주소 사이의 맵핑 테이블을 생성할 수 있고, 생성된 맵핑 테이블을 버퍼(120)에 저장할 수 있다.

또한, 스트림 기입 핸들링 모듈(155)은 비휘발성 메모리(200)에 기입될 데이터를 관리할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 스트림 ID들이 제3 스트림 ID에 머지된 경우, 스트림 기입 핸들링 모듈(155)은 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 스트림 데이터가 제3 스트림 ID에 대응하는 블록에 저장되도록, 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 논리적 주소와 물리적 주소 사이의 맵핑 테이블을 수정할 수 있다.

백그라운드 동작 스케쥴링 모듈(160)은 비휘발성 메모리(200)에 대한 가비지 컬렉션(garbage collection) 등과 같은 백그라운드 동작에 대한 스케쥴링을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 스트림 ID들이 제3 스트림 ID에 머지된 경우, 제1 및 제2 스트림 ID들에 대응하는 블록들에 대해 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다.

도 10은 도 1의 시스템에 포함된 스토리지 컨트롤러의 다른 예(100B)를 나타내는 블록도이다.

도 10을 참조하면, 스토리지 컨트롤러(100B)는 호스트 인터페이스 레이어(host interface layer, HIL)(101) 및 플래시 변환 레이어(flash translation layer, FTL)(102)를 포함할 수 있다. 본 실시예는 도 9의 스토리지 컨트롤러(100A)에 포함된 커맨드 핸들링 모듈(151), 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153), 스트링 기입 핸들링 모듈(155) 및 백그라운드 동작 스케쥴링 모듈(160)이 구현되는 소프트웨어 구조를 보여준다.

구체적으로, 스트림 컨트롤 커맨드 핸들러(101a), 스트림 ID 매니저(101b), 스트림 기입 핸들러(102a) 및 백그라운드 스케쥴러(101c, 102b)는 도 9의 커맨드 핸들링 모듈(151), 스트림 ID 매니지먼트 모듈(153), 스트링 기입 핸들링 모듈(155) 및 백그라운드 동작 스케쥴링 모듈(160)에 각각 대응할 수 있다. 따라서, 도 9를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에 적용될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 스트림 컨트롤 커맨드 핸들러(101a), 스트림 ID 매니저(101b) 및 백그라운드 스케쥴러(101c)는 HIL(101)에 구현될 수 있다. 스트림 기입 핸들러(102a), 백그라운드 스케쥴러(102b) 및 플래시 서브시스템(102c)은 FTL(102)에 구현될 수 있다. 여기서, 플래시 서브시스템(102c)은 메모리 인터페이스(140)에 대응할 수 있다. 다른 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(100B)는 하나의 백그라운드 스케쥴러만 포함할 수 있고, 이때, 백그라운드 스케쥴러는 HIL(101) 또는 FTL(102)에 구현될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스토리지 장치에서 적어도 두 개의 스트림 ID들에 대한 머지 동작을 수행하는 방법으로서, 도 1 내지 도 10을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법에도 적용된다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은, 호스트로부터 적어도 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID에 대한 제어를 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하는 단계, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 제어 명령들이 포함되는 제3 스트림 ID를 결정하는 단계, 및 제3 스트림 ID를 호스트에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스트림 컨트롤 커맨드는, 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID를 머지하도록 지시하며, 제1 및 제2 스트림 ID들을 포함하는 스트림 ID 머지 커맨드일 수 있다. 예를 들어, 제3 스트림 ID는, 제1 및 제2 스트림 ID들이 머지될 포스트-머지 스트림 ID일 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 상술하기로 한다.

단계 S110에서, 적어도 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID를 머지하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신한다. 본 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(100)는 호스트(20)로부터 스트림 ID 머지 동작을 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신할 수 있다. 이때, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 ID 머지 커맨드라고 지칭할 수 있다. 예를 들어, 스트림 ID 머지 커맨드는 Merge(A,B)로 표시될 수 있고, 여기서, A는 제1 스트림 ID이고, B는 제2 스트림 ID이다. 다른 실시예에서, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 매니지먼트 커맨드로 지칭될 수 있다.

본 실시예에서, 스트림 ID 머지 커맨드는 적어도 두 개의 스트림 ID들, 예를 들어, 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID를 하나의 포스트-머지 스트림 ID로 머지하도록 지시할 수 있다. 다른 실시예에서, 머지되는 스트림 ID들의 개수는 스트림 ID 머지 커맨드에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 본 실시예에서, 스트림 ID 머지 커맨드는 적어도 두 개의 스트림 ID들, 즉, 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID가 머지되는, 포스트-머지 스트림 ID에 대한 정보를 포함하지 않을 수 있다.

본 실시예에서, 머지 대상이 되는 제1 및 제2 스트림 ID들은 스트림 컨트롤 커맨드의 수신 전에, 미리 오픈되어 있는 스트림 ID들이다. 이에 따라, 스트림 컨트롤 커맨드는 제1 및 제2 스트림 ID들을 오픈하도록 지시하는 내용은 포함하지 않을 수 있고, 스토리지 컨트롤러(100)는 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 오픈 동작을 수행하지 않아도 된다.

상술한 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID는 예시적으로 기재된 것이며, 본 개시의 기술적 사상에 따르면, 3개 이상의 스트림 ID들을 머지하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신할 수 있다. 이에 따라, 3개 이상의 ID들이 입력되었을 때, 입력된 ID들을 모두 머지할 수 있다.

단계 S130에서, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 포스트-머지 스트림 ID를 결정한다. 일 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(100)는 제1 스트림 ID를 포스트-머지 스트림 ID로 결정할 수 있고, 이에 따라, 제2 스트림 ID를 제1 스트림 ID에 머지할 수 있다. 다른 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(100)는 제2 스트림 ID를 포스트-머지 스트림 ID로 결정할 수 있고, 이에 따라, 제1 스트림 ID를 제2 스트림 ID에 머지할 수 있다. 다른 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(100)는 이미 오픈되어 있는 복수의 스트림 ID들 중 하나이거나, 기존에 오픈되어 있지 않은 제3 스트림 ID를 포스트-머지 스트림 ID로 결정할 수 있고, 이에 따라, 제1 및 제2 스트림 ID들을 제3 스트림 ID에 머지할 수 있다.

단계 S150에서, 포스트-머지 스트림 ID를 호스트에 전송한다. 일 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(100)는 포스트-머지 스트림 ID를 포함하는 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 생성하고, 생성된 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 호스트(20)에 전송할 수 있다. 호스트(20)는 수신한 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 기초로 하여, 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 머지 동작이 완료되었음을 판별할 수 있다.

도 12는 도 11의 방법에 따른 호스트와 스토리지 장치 사이의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 본 실시예는 스트림 ID의 오픈 동작 및 스트림 ID들의 머지 동작을 수행하기 위하여, 호스트(20)와 스토리지 장치(10) 사이에서 순차적으로 수행되는 일련의 동작들에 관한 것이다. 도 1 내지 도 11을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.

단계 S1010에서, 호스트(20)는 제1 스트림 컨트롤 커맨드를 생성한다. 여기서, 제1 스트림 컨트롤 커맨드는 신규 스트림 ID의 오픈을 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드일 수 있다. 이때, 제1 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 ID 오픈 커맨드라고 지칭할 수 있다.

일 실시예에서, 스트림 ID 오픈 커맨드는 하나의 스트림 ID를 오픈하도록 지시할 수 있다. 다른 실시예에서, 스트림 ID 오픈 커맨드는 복수의 스트림 ID들을 오픈하도록 지시할 수 있다. 다른 실시예에서, 스트림 ID 오픈 커맨드는 하나의 스트림 ID를 오픈하도록 지시할 수 있고, 호스트(20)는 복수의 스트림 ID 오픈 커맨드들을 순차적으로 생성할 수 있다.

단계 S1020에서, 호스트(20)는 스토리지 장치(10)에 제1 스트림 컨트롤 커맨드를 전송한다. 단계 S1030에서, 스토리지 장치(10)는 제1 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 스트림 ID를 오픈한다. 본 실시예에서, 제1 스트림 컨트롤 커맨드는 오픈 대상 스트림 ID에 대한 정보를 포함하지 않을 수 있고, 스토리지 장치(10)는 오픈 대상 스트림 ID를 결정하고, 결정된 스트림 ID에 대해 오픈 동작을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 스트림 컨트롤 커맨드는 오픈 대상 스트림 ID에 대한 정보를 포함할 수 있고, 스토리지 장치(10)는 오픈 대상 스트림 ID에 대해 오픈 동작을 수행할 수 있다.

단계 S1040에서, 스토리지 장치(10)는 호스트(20)에 오픈된 스트림 ID를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 스토리지 장치(10)는 오픈된 스트림 ID를 포함하는 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 생성하고, 생성된 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 호스트(20)에 전송할 수 있다. 호스트(20)는 수신한 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 기초로 하여, 스트림 ID의 오픈 동작이 완료되었음을 판별할 수 있다. 그러나, 단계 S1040은 필수적인 단계는 아니고, 다른 실시예에서, 단계 S1040은 생략될 수 있다.

단계 S1050에서, 호스트(20)는 제2 스트림 컨트롤 커맨드를 생성한다. 여기서, 제2 스트림 컨트롤 커맨드는 이미 오픈된 복수의 스트림 ID들 중 적어도 두 개의 스트림 ID들의 머지를 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드일 수 있다. 이때, 제2 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 ID 머지 커맨드라고 지칭할 수 있다. 예를 들어, 스트림 ID 오픈 커맨드는 Merge(A,B)로 표시될 수 있고, 여기서, A는 제1 스트림 ID이고, B는 제2 스트림 ID일 수 있다.

단계 S1060에서, 호스트(20)는 스토리지 장치(10)에 제2 스트림 컨트롤 커맨드를 전송할 수 있다. 단계 S1070에서, 스토리지 장치(10)는 제2 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 제2 스트림 컨트롤 커맨드에 포함된 적어도 두 개의 스트림 ID들이 머지될 포스트-머지 스트림 ID를 결정할 수 있다. 포스트-머지 스트림 ID를 결정하는 동작에 대한 다양한 실시예들에 대해서는 이하에서 도 13 내지 도 17을 참조하여 상술하기로 한다.

단계 S1070에서, 스토리지 장치(10)는 호스트(20)에 포스트-머지 스트림 ID를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 스토리지 장치(10)는 포스트-머지 스트림 ID를 포함하는 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 생성하고, 생성된 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 호스트(20)에 전송할 수 있다. 호스트(20)는 수신한 스트림 컨트롤 파라미터 데이터를 기초로 하여, 스트림 ID들의 머지 동작이 완료되었음을 판별할 수 있다.

도 13은 도 11에 포함된 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작의 일 예를 나타내는 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 단계 S1311에서, 스트림 컨트롤 커맨드를 파싱한다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 수신한 스트림 컨트롤 커맨드가 입력되면, 스트림 컨트롤 커맨드를 파싱하여, 스트림 컨트롤 커맨드가 지시하는 동작을 판별할 수 있다. 단계 S1311은 예를 들어, 스토리지 컨트롤러(100)의 HIL(101)에서 구현될 수 있고, 구체적으로, 스트림 커맨드 핸들러(101a)에서 수행될 수 있다.

단계 S1313에서, 파싱된 스트림 컨트롤 커맨드에 포함된 외부 스트림 ID들을 내부 스트림 ID들로 맵핑한다. 단계 S1313은 예를 들어, 스토리지 컨트롤러(100)의 HIL(101)에서 구현될 수 있고, 구체적으로, 스트림 ID 매니저(101b)에서 수행될 수 있다.

구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 파싱된 스트림 컨트롤러 커맨드에서 스트림 ID를 판별할 수 있는데, 이때, 판별된 스트림 ID는 호스트(20)와 스토리지 장치(10) 사이의 채널을 통해 송수신되는 외부 스트림 ID일 수 있다. 스토리지 컨트롤러(100)는 외부 스트림 ID를, 스토리지 장치(10) 내에서 송수신되는 내부 스트림 ID로 맵핑 또는 변환(translate)할 수 있다. 스토리지 컨트롤러(100)는 외부 스트림 ID와 내부 스트림 ID 사이의 맵핑 정보를 저장하는 맵핑 테이블을 버퍼(120)에 저장할 수 있다.

단계 S1315에서, 내부 스트림 ID들 중 포스트-머지 내부 스트림 ID를 결정한다. 단계 S1315는 예를 들어, 스토리지 컨트롤러(100)의 HIL(101)에서 구현될 수 있고, 구체적으로, 스트림 ID 매니저(101b)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 WAF, QoS, 쓰루풋 등을 기초로 하여, 스토리지 장치(10)의 내부 코스트가 최소화되도록 포스트-머지 내부 스트림 ID를 결정할 수 있다. 예를 들어, 스토리지 컨트롤러(100)는 비휘발성 메모리(200)에서 복수의 스트림 ID들에 각각 대응하는 블록들의 여유 공간을 검출하고, 여유 공간이 상대적으로 많은 블록에 대응하는 스트림 ID를 포스트 내부 스트림 ID로 결정할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 컨트롤 커맨드의 포맷을 나타낸다.

도 14를 참조하면, 스트림 컨트롤 커맨드는 호스트(20)에서 스토리지 장치(10)에 제공되며, 예를 들어, 16 바이트 사이즈로 제공될 수 있다. 이하에서 설명되는 스트림 컨트롤 커맨드의 포맷은 본 발명의 일 예일뿐이고, 다른 예에서, 스트림 컨트롤 커맨드의 포맷은 다양하게 변경될 수 있다.

제1 바이트(Byte0)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 동작 코드(operation code) 정보를 포함하는 동작 코드 필드(field)일 수 있다. 제2 바이트(Byte1)의 비트들(Bit0 내지 Bit4)은 서비스 액션 정보를 포함하는 서비스 액션 필드일 수 있고, 제2 바이트(Byte1)의 비트들(Bit6, Bit7)은 스트림 컨트롤 정보를 포함하는 스트림 컨트롤 필드일 수 있다. 제5 및 제6 바이트들(Byte4, Byte5)은 스트림 ID 정보를 포함하는 스트림 ID 필드일 수 있다.

스트림 컨트롤 필드는 수행될 스트림 동작을 나타낼 수 있고, 예를 들어, 스트림 오픈, 스트림 클로즈, 또는 스트림 ID 머지 등의 동작을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 스트림 컨트롤 필드가 스트림 오픈을 지시하는 경우, 스토리지 장치로부터 리턴되는 파라미터 데이터에 오픈된 스트림 ID를 포함시키도록 요청할 수 있다. 예를 들어, 스트림 컨트롤 필드가 스트림 클로즈를 지시하는 경우, 스트림 ID 필드는 클로즈 대상이 되는 스트림 ID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스트림 컨트롤 필드가 스트림 ID 머지를 지시하는 경우, 스트림 ID 필드는 머지 대상이 되는 스트림 ID를 포함할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트림 컨트롤 파라미터 데이터의 포맷을 나타낸다.

도 15를 참조하면, 스트림 컨트롤 파라미터 데이터는 스토리지 장치(10)에서 호스트(20)에 제공되며, 예를 들어, 8 바이트 사이즈로 제공될 수 있다. 이하에서 설명되는 스트림 컨트롤 파라미터 데이터의 포맷은 본 발명의 일 예일뿐이고, 다른 예에서, 스트림 컨트롤 파라미터 데이터의 포맷은 다양하게 변경될 수 있다.

제1 바이트(Byte0)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 파라미터 데이터의 길이 정보를 포함하는 파라미터 길이 필드일 수 있다. 제3 및 제4 바이트들(Byte4, Byte5)은 할당된 스트림 ID 정보를 포함하는 할당 스트림 ID 필드일 수 있다. 예를 들어, 스트림 컨트롤 커맨드의 스트림 컨트롤 필드가 스트림 오픈 동작을 나타내는 경우, 스트림 컨트롤 파라미터 데이터의 할당 스트림 ID 필드는 오픈 동작에 의해 새롭게 오픈된 스트림 ID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스트림 컨트롤 커맨드의 스트림 컨트롤 필드가 스트림 ID 머지 동작을 나타내는 경우, 스트림 컨트롤 파라미터 데이터의 할당 스트림 ID 필드는 스트림 ID 머지 동작에 의해 결정된 포스트-머지 스트림 ID를 포함할 수 있다.

도 16은 도 11에 포함된 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작의 다른 예를 나타내는 흐름도이다. 도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작은 예를 들어, 스토리지 컨트롤러(100)의 HIL(101)에서 구현될 수 있다.

단계 S1321에서, 스트림 ID 머지 동작을 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신한다. 여기서, 스트림 컨트롤 커맨드는 이미 오픈된 스트림 ID들 중 복수의 스트림 ID들의 머지 동작을 지시할 수 있고, 예를 들어, Merge(eID_1, eID_2, ...)로 표시될 수 있고, eID_1, eID_2는 제1 및 제2 스트림들의 외부 ID들, 즉 외부 스트림 ID들일 수 있다.

단계 S1322에서, 외부 스트림 ID들(eID_1, eID_2, ...)을 내부 스트림 ID{iID_1, iID_2, ...)로 맵핑한다. 외부 스트림 ID는 호스트(20)와 스토리지 장치(10) 사이의 채널을 통해 송수신되는 외부 ID이고, 내부 스트림 ID는 스토리지 장치(10) 내에서 송수신되는 내부 ID이다. 스토리지 컨트롤러(100)는 외부 스트림 ID와 내부 스트림 ID 사이의 맵핑 테이블을 버퍼(120)에 저장할 수 있다.

단계 S1323에서, FTL 피드백이 필요한지 판단한다. 구체적으로, 포스트-머지 스트림 ID를 결정하기 위해 필요한 정보를 FTL로부터 수신할 필요가 있는지 판단한다. 판단 결과, FTL 피드백이 필요한 경우 단계 S1324를 수행하고, 그렇지 않으면 단계 S1326을 수행한다.

단계 S1324에서, 머지 동작에 의해 머지할 내부 스트림 ID 리스트를 FTL에 제공한다. 여기서, FTL에 제공되는 내부 스트림 ID 리스트는 스트림 컨트롤 커맨드에 포함된 스트림 ID들에 대응하는 내부 ID들이다. 단계 S1325에서, FTL로부터 포스트-머지 내부 스트림 ID 후보들에 대응하는 포스트-머지 내부 스트림 ID 리스트를 획득한다.

단계 S1326에서, 포스트-머지 내부 스트림 ID 리스트에서 포스트-머지 내부 스트림 ID를 결정한다. 단계 S1327에서, 포스트-머지 내부 스트림 ID에 대응하는 외부 스트림 ID를 포스트-머지 스트림 ID로서 호스트에 전송한다.

도 17은 도 16의 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작을 더욱 상세하게 나타내는 흐름도이다.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 포스트-머지 스트림 ID 결정 동작은 예를 들어, 스토리지 컨트롤러(100)의 HIL(101) 및 FTL(102)에서 구현될 수 있다. 단계 S1331 내지 S1339는 HIL(101)에서 수행되고, 단계 S1341 내지 S1349는 FTL(102)에서 수행될 수 있다.

단계 S1331에서, 호스트로부터 스트림 컨트롤 커맨드를 수신한다. 본 실시예에서, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 ID 머지 커맨드일 수 있고, 이하에서는 스트림 ID 머지 커맨드라고 지칭하기로 한다. 단계 S1332에서, 스트림 ID 머지 커맨드를 파싱한다. 단계 S1333에서, 머지될 스트림 ID에 대한 펜딩(pending) 동작들을 수행한다. 단계 S1341에서, FTL에 펜딩 동작들을 등록(register)한다. 예를 들어, 펜딩 동작들은 머지될 스트림 ID에 대한 기입 또는 독출 동작일 수 있다. FTL에 펜딩 동작을 등록함으로써, 머지될 스트림 ID에 대한 펜딩 동작이 FTL과 비휘발성 메모리(200) 사이에서 수행될 수 있다.

단계 S1334에서, FTL 피드백이 필요한지 판단한다. 판단 결과, FTL 피드백이 필요한 경우 단계 S1342를 수행하고, 그렇지 않으면 단계 S1336을 수행한다. 단계 S1342에서, 스트림 ID 머지 동작에 대한 코스트를 평가한다. 예를 들어, WAF, QoS, 쓰루풋 등을 기초로 하여 스트림 ID 머지 동작에 대한 코스트를 평가한다. 단계 S1343에서, 포스트-머지 스트림 ID 후보들에 대한 선호도를 결정한다. 구체적으로, WAF, QoS, 쓰루풋 등을 기초로 포스트-머지 스트림 ID 후보들에 대한 선호도를 결정할 수 있다. 포스트-머지 스트림 ID 후보들에 대한 선호도는 HIL에 피드백될 수 있다. 단계 S1335에서, FTL 피드백이 왔는지 판단하고, 판단 결과, FTL 피드백이 온 경우 단계 S1336을 수행한다.

단계 S1336에서, 포스트-머지 스트림 ID를 결정한다. 이어서, 단계 S1344에서, 싱크 머지 여부를 판단한다. 본 실시예에 따르면, 머지될 스트림 ID에 배당된 리소스를 포스트-머지 스트림 ID로 마이그레이션(migration)할 수 있는데, 단계 S1344에서 마이그레이션 동작을 스트림 ID 머지 동작과 동시에 수행할지 여부를 판단할 수 있다.

단계 S1345 및 단계 S1346은 싱크 머지로 결정된 경우, 싱크 동작에 따른 동작들이다. 단계 S1345에서, 머지될 스트림 ID에 배당된 리소스들을 모두 포스트-머지 스트림 ID로 마이그레이션함으로써, 스트림 리소스 재할당(stream resource reallocation)을 수행한다. 예를 들어, FTL은 머지될 스트림 ID에 대응하는 버퍼에 저장된 데이터를, 비휘발성 메모리에서 포스트-머지 스트림 ID에 대응하는 블록에 기입하는 플러쉬 동작을 수행할 수 있다. 단계 S1346에서, FTL 단에서의 머지 동작이 완료되었음을 HIL에 알려준다(inform).

단계 S1347 내지 단계 S1349는 싱크 머지로 결정되지 않은 경우, 백그라운드 동작 스케쥴링에 따른 동작들이다. 단계 S1347에서, 머지될 스트림 ID에 배당된 리소스들 중 일부를 포스트-머지 스트림 ID로 마이그레이션함으로써, 스트림 리소스 재할당을 수행한다. 여기서, 마이그레이션된 리소스는 백그라운드 동작 스케쥴링에 의해 즉각적인 리소스 재할당으로 결정된 리소스이다. 예를 들어, FTL은 머지될 스트림 ID에 대응하는 버퍼에 저장된 일부 데이터를, 비휘발성 메모리에서 포스트-머지 스트림 ID에 대응하는 블록에 기입하는 플러쉬 동작을 수행할 수 있다. 단계 S1348에서, FTL 단에서의 머지 동작이 완료되었음을 HIL에 알려준다. 단계 S1349에서, 머지될 스트림 ID에 배당된 리소스들 중 나머지를 포스트-머지 스트림 ID로 마이그레이션함으로써, 스트림 리소스 재할당을 수행한다. 여기서, 마이그레이션된 리소스는 백그라운드 동작 스케쥴링에 의해 연기된 리소스 재할당으로 결정된 리소스이다.

단계 S1337에서, FTL 피드백이 왔는지 판단하고, FTL 피드백이 온 경우 단계 S1338을 수행한다. 여기서, FTL 피드백은 FTL 단에서의 머지 동작이 완료되었는지 여부일 수 있다. 단계 S1338에서, 스트림 ID 정보를 업데이트한다. 업데이트된 스트림 ID 정보는 스토리지 컨트롤러(100)에 포함된 버퍼(120)에 저장될 수 있다. 단계 S1339에서, 포스트-머지 스트림 ID를 호스트에 전송한다. 이로써, 호스트(20)는 머지 동작이 완료되었음을 알 수 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 멀티 스트림 데이터에 대한 스트림 기입 동작을 수행하는 방법으로서, 도 11의 단계 S150 이후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스토리지 컨트롤러(100)에서 수행될 수 있다. 도 1 내지 도 17을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.

단계 S210에서, 제1 또는 제2 스트림 ID에 대응하는 멀티 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림 커맨드(write stream command)를 수신한다. 라이트 스트림 커맨드는 기입 대상이 되는 스트림 ID에 대한 정보를 포함하고, 스토리지 장치는 라이트 스트림 커맨드에 포함된 스트림 ID를 참조하여 멀티 스트림 데이터에 대한 기입 동작을 수행할 수 있다.

도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이트 스트림 커맨드의 포맷을 나타낸다.

도 19를 참조하면, 라이트 스트림 커맨드는 호스트(20)에서 스토리지 장치(10)에 제공되며, 예를 들어, 16 바이트 사이즈로 제공될 수 있다. 이하에서 설명되는 라이트 스트림 커맨드의 포맷은 본 발명의 일 예일뿐이고, 다른 예에서, 라이트 스트림 커맨드의 포맷은 다양하게 변경될 수 있다.

제1 바이트(Byte0)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 동작 코드 정보를 포함하는 동작 코드 필드일 수 있다. 제3 내지 제10 바이트들(Byte2 내지 Byte9)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 논리적 블록 어드레스(LBA) 정보를 포함하는 LBA 필드일 수 있다. 제11 및 제12 바이트들(Byte10, Byte11)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 스트림 ID 정보를 포함하는 스트림 ID 필드일 수 있다. 제13 및 제14 바이트들(Byte12, Byte13)은 전송 길이 정보를 포함하는 전송 길이 필드일 수 있다. 예를 들어, 전송 길이는 액세스되는 데이터의 연속적인 논리 블록들의 개수일 수 있다.

다시 도 18을 참조하면, 단계 S230에서, 라이트 스트림 커맨드에 응답하여, 멀티 스트림 데이터를 포스트-머지 스트림 ID에 따라 기입한다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 외부 ID와 내부 ID 사이의 맵핑 테이블을 참조하여, 라이트 스트림 커맨드에 포함된 스트림 ID에 해당하는 외부 ID가 맵핑 테이블에 포함된 내부 ID에 맵핑되는지 판단할 수 있다.

판단 결과, 라이트 스트림 커맨드에 포함된 스트림 ID에 해당하는 외부 ID가 맵핑 테이블에 포함된 내부 ID에 맵핑되는 경우, 멀티 스트림 데이터를 포스트-머지 스트림 ID에 머지하여 기입할 수 있다. 다시 말해, 제1 또는 제2 스트림 ID가 맵핑 테이블에 포함된 내부 ID에 맵핑되는 경우, 제1 또는 제2 스트림 ID에 대응하는 멀티 스트림 데이터를 포스트-머지 스트림 ID에 머지하여 기입할 수 있다. 한편, 라이트 스트림 커맨드에 포함된 스트림 ID에 해당하는 외부 ID가 맵핑 테이블에 포함된 내부 ID에 맵핑되지 않는 경우, 멀티 스트림 데이터에 대한 기입 동작은 수행될 수 없다.

일 실시예에서, 포스트-머지 스트림 ID가 제1 스트림 ID인 경우, 제2 스트림 ID에 대응하는 멀티 스트림 데이터는 제1 스트림 ID에 머지하여, 비휘발성 메모리 장치에서 제1 스트림 ID에 대응하는 블록에 기입할 수 있다. 다른 실시예에서, 포스트-머지 스트림 ID가 제2 스트림 ID인 경우, 제1 스트림 ID에 대응하는 멀티 스트림 데이터는 제2 스트림 ID에 머지하여, 비휘발성 메모리 장치에서 제2 스트림 ID에 대응하는 블록에 기입할 수 있다. 일 실시예에서, 포스트-머지 스트림 ID가 제3 스트림 ID인 경우, 제1 및 제2 스트림 ID들에 대응하는 멀티 스트림 데이터는 제3 스트림 ID에 머지하여, 비휘발성 메모리 장치에서 제3 스트림 ID에 대응하는 블록에 기입할 수 있다.

단계 S250에서, 포스트-머지 스트림 ID를 호스트에 전송한다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 제1 또는 제2 스트림 ID에 대응하는 멀티 스트림 데이터가 머지되어 기입된 포스트-머지 스트림 ID를 포함하는 파라미터 데이터를 생성할 수 있다. 호스트(20)는 수신한 파라미터 데이터를 기초로, 제1 또는 제2 스트림 ID가 다른 스트림 ID, 즉, 포스트-머지 스트림 ID에 기입된 것을 알 수 있다.

도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스토리지 장치에서 스트림들의 상태를 호스트에 전송하는 동작을 수행하는 방법으로서, 도 11의 단계 S150 이후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스토리지 컨트롤러(100)에서 수행될 수 있다. 도 1 내지 도 17을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.

단계 S310에서, 겟 스트림 스테이터스 커맨드(get stream status command)를 수신한다. 겟 스트림 스테이터스 커맨드는 스트림 ID의 오픈, 클로즈 또는 머지 상황을 체크하기 위한 커맨드일 수 있다. 겟 스트림 스테이터스 커맨드는 겟 멀티스트림 로그 커맨드(get multistream log command)라고 지칭될 수도 있다.

도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 겟 스트림 스테이터스 커맨드의 포맷을 나타낸다.

도 21을 참조하면, 겟 스트림 스테이터스 커맨드는 호스트(20)에서 스토리지 장치(10)에 제공되며, 예를 들어, 16 바이트 사이즈로 제공될 수 있다. 이하에서 설명되는 겟 스트림 스테이터스 커맨드의 포맷은 본 발명의 일 예일뿐이고, 다른 예에서, 겟 스트림 스테이터스 커맨드의 포맷은 다양하게 변경될 수 있다.

제1 바이트(Byte0)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 동작 코드 정보를 포함하는 동작 코드 필드일 수 있다. 제2 바이트(Byte1)의 비트들(Bit0 내지 Bit4)은 서비스 액션 정보를 포함하는 서비스 액션 필드일 수 있다. 제5 내지 제6 바이트들(Byte4, Byte5)은 시작 스트림 ID 정보를 포함하는 시작 스트림 ID 필드일 수 있다. 여기서, 시작 스트림 ID는 본 커맨드에 의해 어드레싱되는 첫번 째 스트림의 스트림 ID일 수 있다. 제11 내지 제14 바이트들(Byte10 내지 Byte 13)은 할당 길이 정보를 포함하는 할당 길이 필드일 수 있다. 여기서, 할당 길이는 겟 스토리지 스테이터스 커맨드에 응답하여 스토리지 장치에서 호스트에 전송하는 데이터의 길이를 제한할 수 있다.

다시 도 20을 참조하면, 단계 S330에서, 겟 스트림 스테이터스 커맨드에 응답하여, 플래그에 기초한 스트림 스테이터스 정보를 호스트에 전송할 수 있다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 스트림 상태 정보를 포함한 겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터를 생성하고, 생성된 겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터를 호스트(20)에 전송할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 스토리지 컨트롤러(100)는 머지되어 오픈 스트림 카운트에 영향을 주지 않는 스트림 ID가 다른 스트림 ID들과 구별되도록, 복수의 오픈된 스트림 ID들을 업데이트할 수 있다. 일 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(100)는 머지된 스트림 ID에 대해 플래그(flag)를 셋팅할 수 있다. 스토리지 컨트롤러(100)는 겟 스트림 스테이터스 커맨드에 응답하여, 플래그를 기초로 머지된 스트림 ID를 판별할 수 있다. 다른 실시예에서, 스토리지 컨트롤러(200)는 머지된 스트림 ID와 포스트-머지 스트림 ID를 구별되게 표시하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 머지되어 오픈 스트림 카운트에 영향을 주지 않는 스트림 ID는 소문자로 표시하고, 오픈 스트림 카운트에 영향을 주는 스트림 ID는 대문자로 표시할 수 있다.

도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터의 포맷을 나타낸다.

도 22를 참조하면, 겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터는 스토리지 장치(10)에서 호스트(20)로에 제공되며, 예를 들어, 8 바이트의 헤더를 포함할 수 있다. 이하에서 설명되는 겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터의 포맷은 본 발명의 일 예일뿐이고, 다른 예에서, 겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터의 포맷은 다양하게 변경될 수 있다.

제1 내지 제4 바이트들(Byte0 내지 Byte3)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 스트림 리스트 길이 정보를 포함하는 스트림 리스트 길이 필드일 수 있다. 여기서, 스트림 리스트 길이는 스트림 리스트의 바이트 단위의 길이일 수 있다. 제7 및 제8 바이트들(Byte6, Byte7)의 비트들(Bit0 내지 Bit7)은 오픈 스트림 개수 정보를 포함하는 오픈 스트림 개수 필드일 수 있다.

겟 스트림 스테이터스 파라미터 데이터는, 적어도 하나의 스트림 스테이터스 디스크립터(descriptor)를 더 포함할 수 있다. 스트림 스테이터스 디스크립터의 개수는 오픈 스트림의 개수에 따라 결정될 수 있다. 스트림 스테이터스 디스크립터는 하나의 오픈 스트림에 대한 스트림 상태 정보를 포함할 수 있고, 구체적으로, 오픈 스트림의 스트림 ID를 포함할 수 있다.

도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스트림 클로즈 동작을 수행하는 방법으로서, 도 11의 단계 S150 이후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스토리지 컨트롤러(100)에서 수행될 수 있다. 도 1 내지 도 17을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.

단계 S410에서, 포스트-머지 스트림 ID를 클로즈하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신한다. 여기서, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 클로즈 커맨드라고 지칭할 수 있고, 클로즈 대상이 되는 스트림 ID를 포함할 수 있다.

단계 S430에서, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 복수의 오픈된 스트림 ID들 중 넥스트(next) 포스트-머지 스트림 ID를 결정한다. 구체적으로, 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID가 포스트-머지 스트림 ID인 제3 스트림 ID에 머지된 경우, 제3 스트림 ID가 클로즈되면, 제1 및 제2 스트림 ID들을 다른 스트림 ID에 머지해야 한다. 따라서, 스토리지 컨트롤러는 포스트-머지 스트림 ID가 클로즈되기 전에, 제1 및 제2 스트림 ID들이 머지될 넥스트 포스트-머지 스트림 ID를 결정해야 한다.

단계 S450에서, 포스트-머지 스트림 ID를 클로즈한다.

도 24는 도 23의 스토리지 장치의 동작 방법을 더욱 상세하게 나타내는 흐름도이다.

도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 스트림 클로즈 동작은 예를 들어, 스토리지 컨트롤러(100)의 HIL(101) 및 FTL(102)에서 구현될 수 있다. 단계 S4110 내지 S4180은 HIL(101)에서 수행되고, 단계 S4210 내지 S4250은 FTL(102)에서 수행될 수 있다.

단계 S4110에서, 호스트로부터 스트림 컨트롤 커맨드를 수신한다. 본 실시예에서, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 클로즈 커맨드일 수 있고, 이하에서는, 스트림 클로즈 커맨드라고 지칭하기로 한다. 여기서, 스트림 클로즈 커맨드는 클로즈 대상이 되는 스트림 ID(예를 들어, ID_c)를 포함할 수 있다.

단계 S4120에서, 클로즈 대상이 되는 스트림 ID(ID_c)에 대한 펜딩 동작들을 수행한다. 단계 S4210에서, FTL에 펜딩 동작들을 등록한다. 예를 들어, 펜딩 동작들은 클로즈될 스트림 ID(ID_c)에 대한 기입 또는 독출 동작일 수 있다. FTL에 펜딩 동작을 등록함으로써, 클로즈될 스트림 ID(ID_c)에 대한 펜딩 동작이 FTL과 비휘발성 메모리(200) 사이에서 수행될 수 있다.

단계 S4130a에서, 클로즈 대상이 되는 스트림 ID(ID_c)가 머지된 적이 있는지 판단한다. 판단 결과, 머지된 적이 있으면 단계 S4130b를 수행하고, 그렇지 않으면, 단계 S4170을 수행한다. 단계 S4130b에서, 클로즈 대상이 되는 스트림 ID(ID_c)가 머지된 스트림 ID들 중 마지막으로 클로즈되는지 판단한다. 다시 말해, 머지된 ID들 중 다른 스트림 ID들이 모두 클로즈되었는지 판단한다. 판단 결과, 마지막으로 클로즈되면 단계 S4170을 수행하고, 그렇지 않으면, 단계 S4130c를 수행한다.

단계 S4130c에서, 클로즈 대상이 되는 스트림 ID(ID_c)가 내부 대표(representation) ID인지 판단한다. 예를 들어, 내부 대표 ID는 포스트-머지 스트림 ID에 대응될 수 있다. 다른 예를 들어, 포스트-머지 스트림 ID가 이미 클로즈된 경우, 내부 대표 ID는 포스트-머지 스트림 ID에 머지된 스트림 ID에 대응될 수도 있다. 판단 결과, 내부 대표 ID인 경우 단계 S4140을 수행하고, 그렇지 않으면, 단계 S4170을 수행한다.

단계 S4130에서, HIL은 FTL에 넥스트 포스트-머지 스트림 ID 후보를 요청한다. 단계 S4140에서, FTL은 동작 코스트는 평가한다. 예를 들어, WAF, QoS, 쓰루풋 등을 기초로 하여 넥스트 내부 대표 ID들에 대한 동작 코스트를 평가한다. 단계 S4230에서, FTL은 넥스트 내부 대표 ID에 대한 선호도를 결정한다. 구체적으로, WAF, QoS, 쓰루풋 등을 기초로 넥스트 내부 대표 ID들에 대한 선호도를 결정할 수 있다.

단계 S4150에서, HIL은 머지된 ID들 중 클로즈 대상이 되는 스트림 ID 이외의 스트림 ID들에 대한 내부 대표 ID를 업데이트한다. 단계 S4160에서, 채택된 내부 ID를 FTL에 알려준다(notify). 단계 S4170에서, 클로즈 대상 스트림 ID를 클로즈한다. 단계 S4250에서, 클로즈된 스트림 ID에 대해 필요한 동작을 수행한다. 단계 S4180에서, 클로즈된 스트림 ID를 호스트에 전송한다.

도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 신규 스트림에 대한 오픈 동작을 수행하는 방법으로서, 도 11의 단계 S150 이후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스토리지 컨트롤러(100)에서 수행될 수 있다. 도 1 내지 도 17을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다.

단계 S510에서, 신규 스트림 ID를 오픈하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신한다. 여기서, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 오픈 커맨드라고 지칭할 수 있다. 스트림 오픈 커맨드는 스트림 ID를 포함하지 않을 수 있다.

단계 S530에서, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 신규 스트림 ID를 오픈한다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 오픈 스트림 카운트가 최대 값보다 작은 경우, 신규 스트림 ID 오픈 동작을 수행할 수 있다. 한편, 스토리지 컨트롤러(100)는 오픈 스트림 카운트가 최대 값인 경우, 신규 스트림 ID 오픈 동작을 수행하지 못하고, 스트림 오픈 실패 결과를 호스트(20)에 전송할 수 있다.

도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은 스토리지 장치에서 복수의 스트림 ID들에 대한 머지 동작을 수행하는 방법으로서, 도 11에 예시된 방법에 대한 변형 실시예이다. 따라서, 도 1 내지 도 25를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법에도 적용된다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은, 호스트로부터 복수의 스트림 ID들을 타겟 스트림 ID에 머지하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하는 단계, 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 복수의 스트림 ID들을 타겟 스트림 ID에 머지하는 단계, 이어서, 호스트로부터 복수의 스트림 ID들 중 적어도 하나에 대응하는 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림 커맨드를 수신하는 단계, 및 라이트 스트림 커맨드에 응답하여 스트림 데이터를 상기 타겟 스트림 ID에 따라 기입하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, n은 2보다 큰 정수이다.

이하에서는, 도 26을 참조하여 본 실시예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 상술하기로 한다.

단계 S610에서, 제2 내지 제n 스트림 ID들을 제1 스트림 ID에 머지하도록 지시하는 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여 스트림 ID 머지 동작을 수행한다. 이때, n은 2 보다 큰 정수이다. 여기서, 스트림 컨트롤 커맨드는 스트림 ID 머지 커맨드라고 지칭할 수 있다.

본 실시예예서, 호스트(20)는 포스트-머지 스트림 ID를 제1 스트림 ID로 결정할 수 있다. 이에 따라, 스트림 컨트롤 커맨드는 머지 대상이 되는 스트림 ID들(즉, 제2 내지 제n 스트림 ID들) 및 포스트-머지 스트림 ID(즉, 제1 스트림 ID)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스트림 ID 머지 커맨드는 Merge(A,B1,B2,...,B_n)으로 표시할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 스트림 ID는 첫 번째로 입력된 ID일 수 있다. 그러나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 다른 실시예에서, 제1 스트림 ID는 첫 번째로 입력된 ID에 한정되지 않고, 복수의 스트림 ID들 중 하나일 수 있다. 마찬가지로, 일 실시예에서, 제2 내지 제n 스트림 ID들은 두 번째 내지 n번째로 입력된 ID일 수 있다. 그러나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 다른 실시예에서, 제2 내지 제n 스트림 ID들은 복수의 스트림 ID들 제1 스트림 ID 이외의 스트림 ID들일 수 있다.

단계 S630에서, 제2 내지 제n 스트림 ID들 중 하나에 대응하는 멀티 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림 커맨드를 수신한다. 라이트 스트림 커맨드는 기입 대상이 되는 스트림 ID에 대한 정보를 포함한다.

단계 S650에서, 라이트 스트림 커맨드에 응답하여, 멀티 스트림 데이터를 제1 스트림 ID에 따라 기입한다. 구체적으로, 스토리지 컨트롤러(100)는 외부 ID와 내부 ID 사이의 맵핑 테이블을 참조하여, 라이트 스트림 커맨드에 포함된 스트림 ID에 해당하는 외부 ID가 맵핑 테이블에 포함된 내부 ID에 맵핑되는지 판단할 수 있다.

판단 결과, 라이트 스트림 커맨드에 포함된 스트림 ID에 해당하는 외부 ID가 맵핑 테이블에 포함된 내부 ID에 맵핑되는 경우, 멀티 스트림 데이터를 포스트-머지 스트림 ID인 제1 스트림 ID에 머지하여 기입할 수 있다. 한편, 라이트 스트림 커맨드에 포함된 스트림 ID에 해당하는 외부 ID가 맵핑 테이블에 포함된 내부 ID에 맵핑되지 않는 경우, 멀티 스트림 데이터에 대한 기입 동작은 수행될 수 없다.

도 27은 도 1의 시스템에 포함된 비휘발성 메모리 장치의 일 예(210)를 상세하게 나타내는 블록도이다.

도 27을 참조하면, 비휘발성 메모리 장치(210)는 메모리 셀 어레이(211), 제어 로직(control logic)(212), 전압 생성부(213), 로우 디코더(214) 및 페이지 버퍼(215)를 포함할 수 있다.

메모리 셀 어레이(211)는 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있고, 각 메모리 셀은 워드 라인과 비트 라인 사이에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 각 메모리 셀은 1 비트의 데이터를 저장하는 싱글 레벨 셀일 수 있다. 다른 실시예에서, 각 메모리 셀은 2 비트의 데이터를 저장할 수 있는 멀티 레벨 셀일 수 있다. 다른 실시예에서, 각 메모리 셀은 3 비트의 데이터를 저장할 수 있는 트리플 레벨 셀일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서, 메모리 셀 어레이(211)는 4 비트 이상의 데이터를 각각 저장할 수 있는 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 셀 어레이(211)는 싱글 레벨 셀과 멀티 레벨 셀 또는 트리플 레벨 셀을 함께 포함할 수도 있다.

제어 로직(212)은 스토리지 컨트롤러(100)로부터 수신한 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 제어 신호(CTRL)를 기초로 하여, 메모리 셀 어레이(211)에 데이터(DATA)를 기입하거나 메모리 셀 어레이(211)로부터 데이터(DATA)를 독출하기 위한 각종 제어 신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제어 로직(212)은 전압 생성부(213)에 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 제공할 수 있고, 로우 디코더(214)에 로우 어드레스(X_ADDR)를 제공할 수 있으며, 페이지 버퍼(215)에 칼럼 어드레스(Y_ADDR)를 제공할 수 있다.

전압 생성부(213)는 전압 제어 신호(CTRL_vol)를 기초로 하여 메모리 셀 어레이(211)에 대한 기입, 독출 및 소거 동작을 수행하기 위한 다양한 종류의 전압들을 생성할 수 있다. 로우 디코더(214)는 복수의 워드 라인들(WL)을 통해 메모리 셀 어레이(211)에 연결되고, 제어 로직(212)으로부터 수신한 로우 어드레스(X_ADDR)에 응답하여 복수의 워드 라인들(WL) 중 선택된 워드 라인을 활성화할 수 있다.

페이지 버퍼(215)는 제어 로직(212)으로부터 수신한 로우 어드레스(X_ADDR)에 응답하여 복수의 비트 라인들(BL) 중 선택된 비트 라인에 연결될 수 있다. 기입 동작 시에, 페이지 버퍼(215)는 기입 드라이버(write driver)로 동작할 수 있고, 독출 동작 시에, 페이지 버퍼(215)는 센스 앰프(sense amp)로 동작할 수 있다.

도 28은 본 발명의 실시예들에 따른 스토리지 장치를 메모리 카드 시스템(1000)에 적용한 예를 나타내는 블록도이다.

도 28을 참조하면, 메모리 카드 시스템(1000)은 호스트(1100) 및 메모리 카드(1200)를 포함할 수 있다. 호스트(1100)는 호스트 컨트롤러(1110) 및 호스트 접속부(1120)를 포함할 수 있다. 메모리 카드(1200)는 카드 접속부(1210), 카드 컨트롤러(1220) 및 메모리 장치(1220)를 포함할 수 있다. 이때, 메모리 카드(1200)는 도 1 내지 도 27에 도시된 실시예들을 이용하여 구현될 수 있다.

호스트(1100)는 메모리 카드(1200)에 데이터를 기입하거나, 메모리 카드(1200)에 저장된 데이터를 독출할 수 있다. 호스트 컨트롤러(1110)는 커맨드(CMD), 호스트(1100) 내의 클럭 발생기(미도시)에서 발생한 클럭 신호(CLK) 및 데이터(DATA)를 호스트 접속부(1120)를 통해 메모리 카드(1200)로 전송할 수 있다.

카드 컨트롤러(1220)는 카드 접속부(1210)를 통해 수신된 커맨드에 응답하여, 카드 컨트롤러(1220) 내에 있는 클럭 발생기(미도시)에서 발생한 클럭 신호에 동기하여 데이터를 메모리 장치(1220)에 저장할 수 있다. 메모리 장치(1220)는 호스트(1100)로부터 전송된 데이터를 저장할 수 있다.

메모리 카드(1220)는 컴팩트 플래시 카드(CFC: Compact Flash Card), 마이크로 드라이브(Microdrive), 스마트 미디어 카드(SMC: Smart Media Card) 멀티미디어 카드(MMC: Multimedia Card), 보안 디지털 카드(SDC: Security Digital Card), 메모리 스틱(Memory Stick), 및 USB 플래시 메모리 드라이버 등으로 구현될 수 있다.

도 29는 본 발명의 실시예들에 따른 스토리지 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템의 일 예(2000)를 나타내는 블록도이다.

도 29를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(2000)은 메모리 시스템(2100), 프로세서(2200), RAM(2300), 입출력 장치(2400), 및 전원 장치(2500) 포함할 수 있다. 한편, 도 29에는 도시되지 않았지만, 컴퓨팅 시스템(2000)은 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 전자 기기들과 통신할 수 있는 포트(port)들을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(2000)은 퍼스널 컴퓨터로 구현되거나, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA(personal digital assistant) 및 카메라 등과 같은 휴대용 전자 장치로 구현될 수 있다.

프로세서(2200)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(2200)는 마이크로프로세서(micro-processor), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)일수 있다. 프로세서(2200)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등과 같은 버스(2600)를 통하여 RAM(2300), 입출력 장치(2400) 및 메모리 시스템(2100)과 통신을 수행할 수 있다. 이때, 메모리 시스템(2100)은 도 1 내지 도 28에 도시된 실시예들을 이용하여 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(2200)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다.

RAM(2300)는 컴퓨팅 시스템(2000)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, RAM(2300)은 디램(DRAM), 모바일 디램, 에스램(SRAM), 피램(PRAM), 에프램(FRAM), 알램(RRAM) 및/또는 엠램(MRAM)으로 구현될 수 있다. 입출력 장치(2400)는 키보드, 키패드, 마우스 등과 같은 입력 수단 및 프린터, 디스플레이 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 전원 장치(2500)는 컴퓨팅 시스템(2000)의 동작에 필요한 동작 전압을 공급할 수 있다.

도 30은 본 발명의 실시예들에 따른 스토리지 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템의 다른 예(3000)를 나타내는 블록도이다.

도 30을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(3000)은 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 저장 장치(Mass Storage)이 장착된 컴퓨팅 시스템이다. 컴퓨팅 시스템(3000)은 시스템 버스(3700)에 전기적으로 연결되는 네트워크 어댑터(3100), 중앙처리장치(3200), 대용량 저장 장치(3300), 램(3400), 롬(3500) 그리고 사용자 인터페이스(3600)를 포함할 수 있다.

네트워크 어댑터(3100)는 컴퓨팅 시스템(3000)과 외부의 네트워크들(4000) 간의 인터페이싱을 제공한다. 중앙처리장치(3200)는 램(3400)에 상주하는 운영 체제나 응용 프로그램을 구동하기 위한 제반 연산처리를 수행한다. 대용량 저장 장치(3300)는 컴퓨팅 시스템(3000)에서 필요한 제반 데이터를 저장한다. 예를 들면, 대용량 저장 장치(3300)에는 컴퓨팅 시스템(3000)을 구동하기 위한 운영 체제, 응용 프로그램, 다양한 프로그램 모듈, 프로그램 데이터 그리고 유저 데이터 등이 저장된다.

램(3400)은 컴퓨팅 시스템(3000)의 워킹 메모리로 사용될 수 있다. 부팅 시에 램(3400)에는 대용량 저장 장치(3300)로부터 읽혀진 운영 체제, 응용 프로그램, 다양한 프로그램 모듈과 프로그램들의 구동에 소요되는 프로그램 데이터가 로드된다. 롬(3500)에는 부팅 시 운영 체제가 구동되기 이전부터 활성화되는 기본적인 입출력 시스템인 바이오스(BIOS: Basic Input/Output System)가 저장된다. 유저 인터페이스(3600)를 통해서 컴퓨팅 시스템(3000)과 사용자 사이의 정보 교환이 이루어진다. 이외에도, 컴퓨팅 시스템(3000)은 배터리(Battery)나 모뎀(Modem) 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 컴퓨팅 시스템에는 응용 칩셋(Application chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIS), 모바일 디램 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.

대용량 저장 장치(3300)는 앞서 기술한 바와 같이, SSD(Solid State Drive), MMC 카드(Multimedia Card), SD 카드(Secure Digital Card), 마이크로 SD 카드, 메모리 스틱(Memory Stick), ID 카드, PCMCIA 카드, 칩 카드(Chip Card), USB 카드, 스마트 카드(Smart Card), CF 카드(Compact Flash Card) 등으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 메모리 카드, 불휘발성 메모리 장치, 카드 컨트롤러는 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치 그리고/또는 메모리 컨트롤러는 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP), 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장 될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 스토리지 장치, 20: 호스트
100: 스토리지 컨트롤러
200: 비휘발성 메모리
150: 머지 처리부

Claims

스트림 ID에 따라 멀티 스트림 데이터에 대한 입출력 동작을 제어하는 스토리지 장치의 동작 방법으로서,
호스트로부터, 적어도 제1 스트림 ID와 제2 스트림 ID에 대한 제어를 지시하는 제1 스트림 컨트롤 커맨드(stream control command)를 수신하는 단계;
상기 제1 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 상기 제1 및 제2 스트림 ID들에 대한 제어 명령들이 포함되는 제3 스트림 ID를 결정하는 단계;
상기 제3 스트림 ID를 상기 호스트에 전송하는 단계;
상기 호스트로부터, 클로즈된(closed) 스트림 ID을 오픈하도록 지시하는 제2 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하는 단계; 및
상기 클로즈된 스트림 ID를 오픈하는 단계를 포함하고,
상기 제3 스트림 ID를 결정하는 단계는,
외부 스트림 ID들을 포함하는 상기 제1 스트림 컨트롤 커맨드를 파싱(parsing)하는 단계;
파싱된 상기 제1 스트림 컨트롤 커맨드에 포함된 상기 외부 스트림 ID들을 내부 스트림 ID들로 맵핑하는 단계; 및
맵핑된 상기 내부 스트림 ID들 중 포스트-머지 내부 스트림 ID를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 스트림 컨트롤 커맨드는, 상기 제1 스트림 ID와 상기 제2 스트림 ID를 머지(merge)하도록 지시하며, 상기 제1 및 제2 스트림 ID들을 포함하는 스트림 ID 머지 커맨드인 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 제3 스트림 ID는, 상기 제1 및 제2 스트림 ID들이 머지될 포스트-머지(post-merge) 스트림 ID인 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 제3 스트림 ID를 결정하는 단계는, 오픈된 스트림 ID들 중 하나, 상기 제1 스트림 ID, 또는 상기 제2 스트림 ID를 상기 제3 스트림 ID로 결정하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 제3 스트림 ID를 전송하는 단계 이후에, 상기 호스트로부터, 상기 제1 스트림 ID 또는 상기 제2 스트림 ID에 대응하는 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림 커맨드(write stream command)를 수신하는 단계; 및
수신된 상기 라이트 스트림 커맨드에 응답하여, 상기 스트림 데이터를 상기 제3 스트림 ID에 따라 기입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
제5항에 있어서,
상기 라이트 스트림 커맨드를 수신하는 단계 또는 상기 기입하는 단계 이후에, 상기 제3 스트림 ID를 상기 호스트에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제3 스트림 ID를 결정하는 단계는, 상기 포스트-머지 내부 스트림 ID를 결정하는 단계 이후에, 상기 제1 및 제2 스트림 ID들 중 상기 제3 스트림 ID에 대응하지 않는 스트림 ID에 배당된 리소스(resource)를 상기 제3 스트림 ID로 마이그레이션(migration)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 제3 스트림 ID를 전송하는 단계 이후에, 상기 호스트로부터, 상기 제3 스트림 ID를 클로즈(close)하도록 지시하는 제3 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하는 단계;
상기 제3 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 오픈된 스트림 ID들 중 넥스트 포스트-머지 스트림 ID를 결정하는 단계; 및
상기 제3 스트림 ID를 클로즈하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
스트림 ID에 따라 멀티 스트림 데이터에 대한 입출력 동작을 제어하는 스토리지 장치의 동작 방법으로서,
호스트로부터, 복수의 스트림 ID들을 타겟 스트림 ID에 머지하도록 지시하는 제1 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하는 단계;
상기 제1 스트림 컨트롤 커맨드에 응답하여, 상기 복수의 스트림 ID들을 상기 타겟 스트림 ID에 머지하는 단계;
이어서, 상기 호스트로부터, 상기 복수의 스트림 ID들 중 적어도 하나에 대응하는 스트림 데이터에 대한 라이트 스트림 커맨드를 수신하는 단계;
상기 라이트 스트림 커맨드에 응답하여, 상기 스트림 데이터를 상기 타겟 스트림 ID에 따라 기입하는 단계;
상기 호스트로부터, 클로즈된(closed) 스트림 ID을 오픈하도록 지시하는 제2 스트림 컨트롤 커맨드를 수신하는 단계; 및
상기 클로즈된 스트림 ID를 오픈하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.