KR20100114305A - 데이터 저장 장치 및 이를 포함하는 데이터 저장 시스템 - Google Patents

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Abstract

데이터 저장 장치가 제공된다. 데이터 저장 장치는, 다수의 데이터 블록들을 포함하는 플래시 메모리 및 상기 다수의 데이터 블록들을 제1 그룹의 데이터 블록과 제2 그룹의 데이터 블록으로 분류하고, 외부로부터 입력되는 데이터 신호의 판단 결과에 따라 상기 데이터 신호를 상기 제1 그룹의 데이터 블록에 기록하거나 또는 상기 데이터 신호를 상기 제1 그룹의 데이터 블록으로부터 확장된 상기 제2 그룹의 데이터 블록에 기록하는 플래시 변환 레이어를 포함한다.
SSD, FTL, IBL

Description

데이터 저장 장치 및 이를 포함하는 데이터 저장 시스템{Data storage device and data storage system including of the same}
본 발명의 실시예는 데이터 저장 장치 및 이를 포함하는 데이터 저장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 머지 동작 횟수를 감소시킬 수 있는 데이터 저장 장치 및 이를 포함하는 데이터 저장 시스템에 관한 것이다.
플래시 메모리를 사용하는 데이터 저장 장치에서는 플래시 메모리를 효율적으로 관리하기 위하여 플래시 변환 레이어(Flash Translation Layer; FTL)가 사용되고 있다.
FTL은 외부, 예컨대 호스트 등과 같은 파일 시스템으로부터 입력되는 논리 어드레스(Local Address; LA)를 물리 어드레스(Physical Address; PA)로 변환하는 어드레스 맵핑 동작을 수행하고, 어드레스 맵핑 동작의 결과에 따라 논리 어드레스와 함께 입력된 데이터를 플래시 메모리에 저장할 수 있다.
FTL의 어드레스 맵핑 동작의 대표적인 방법으로는 페이지 맵핑 방법, 블록 맵핑 방법 및 하이브리드 맵핑 방법 등이 있다. 이중에서 하이브리드 맵핑 방법은 페이지 맵핑 방법과 블록 맵핑 방법의 단점을 보완하기 위한 것이다.
일반적으로 하나의 플래시 메모리는 다수의 메모리 블록들을 포함할 수 있고, 다수의 메모리 블록들 각각은 다수의 페이지들을 포함할 수 있다. FTL의 하이브리드 맵핑 방법은 데이터 블록에 대해서는 블록 맵핑 방법을 사용하고, 로그 블록에 대해서는 페이지 맵핑 방법을 사용한다. 여기서, 데이터 블록에는 외부로부터 입력된 초기 데이터가 저장될 수 있으며, 로그 블록에는 데이터 블록에 저장된 초기 데이터의 갱신 데이터가 저장될 수 있다.
그러나, 상술한 하이브리드 맵핑 방법에서 플래시 메모리의 로그 블록이 소진되는 경우에 수행되는 머지(merge) 동작의 빈번함으로 인하여 플래시 메모리의 성능 저하 현상이 발생되고 있으며, 이에 따라 플래시 메모리의 다수의 메모리 블록들 간의 효율성이 떨어지게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 머지 동작 횟수를 감소시킬 수 있는 데이터 저장 장치를 제공하고자 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이러한 데이터 저장 장치를 포함하는 데이터 저장 시스템을 제공하고자 하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 장치는, 다수의 데이터 블록들을 포함하는 플래시 메모리 및 다수의 데이터 블록들을 제1 그룹의 데이터 블록과 제2 그룹의 데이터 블록으로 분류하고, 외부로부터 입력 되는 데이터 신호의 판단 결과에 따라 데이터 신호를 제1 그룹의 데이터 블록에 기록하거나 또는 데이터 신호를 제1 그룹의 데이터 블록으로부터 확장된 제2 그룹의 데이터 블록에 기록하는 플래시 변환 레이어를 포함한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 시스템은, 데이터 신호와 논리 어드레스를 출력하는 호스트 및 호스트로부터 제공된 데이터 신호를 정해진 위치에 기록하는 데이터 저장 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장 장치 및 이를 포함하는 데이터 저장 시스템에 따르면, 플래시 메모리의 데이터 블록을 확장하여 머지 연산 동작 횟수를 감소시키고, 각 블록 간 효율성을 높여 데이터 저장 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들 을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 데이터 저장 장치는 다양한 분야, 예컨대 컴퓨터 시스템, 단말 장치 시스템, 입출력 장치 시스템, 하드 디스크 레코더(HDD recorder), 휴대 전화(cellular phone)와 PDA 등의 개인 단말기(terminal), 컴퓨터(PC, 랩탑 PC, 노트북 등), 네비게이터 장치(navigator device), 가정 자동화 시스템(home automation system), 음악 재생기(mp3플레이어 등), 캠코더, 영상 재생기(DVIX 플레이어 등), 스토리지 서버(storage sever), PMP(potable multimedia player), SSD(Solid State Drive/Disk) 또는 스마트 카드를 포함하는 카드 시스템 등에서 데이터 저장용으로 사용될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 상술한 다양한 분야들 중에서 데이터 저장 장치가 SSD로 사용되는 예를 들어 설명하고, 이에 따라 데이터 저장 시스템은 SSD를 사용하는 컴퓨터 시스템 또는 메모리 카드 시스템을 예를 들어 설명한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제어 모듈의 개략적인 블록도이고, 도 3은 도 1에 도시된 플래시 메모리의 개략적인 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 데이터 저장 시스템(300)은 호스트(200)와 데이터 저장 장치(100)를 포함할 수 있다.
호스트(200)는 파일 시스템(File System)일 수 있으며, 데이터 저장 장치(100)에 프로그램(또는, write)될 데이터 신호(DATA)를 제공하거나 또는 데이터 저장 장치(100)로부터 리드된 데이터를 제공받을 수 있다.
호스트(200)는 데이터 저장 장치(100)로 데이터 신호(DATA)와 이에 대응되는 어드레스, 예컨대 데이터 신호(DATA)가 프로그램 될 위치(또는, 영역)를 나타내는 논리 어드레스(Local Address; LA)를 함께 출력할 수 있다.
데이터 저장 장치(100)는 적어도 하나의 플래시 메모리(110)와 이의 동작을 제어할 수 있는 플래시 변환 레이어(Flash Translation Layer; FTL)(120)를 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치(100)는 호스트(200)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)를 플래시 메모리(110)의 정해진 위치, 예컨대 데이터 신호(DATA)와 함께 입력된 논리 어드레스(LA)에 기초한 위치에 라이트(write, 또는 프로그램)하여 저장할 수 있다.
예컨대, 후술될 FTL(120)의 맵핑 모듈(140)은 호스트(200)로부터 제공된 논리 어드레스(LA)를 플래시 메모리(110)의 실질적인 위치를 나타내는 물리 어드레 스(Physical Address; PA)로 맵핑(mapping)하여 변환하고, 변환 결과에 따라 데이터 신호(DATA)를 대응되는 플래시 메모리(110)의 물리 어드레스(PA)에 라이트할 수 있다.
플래시 메모리(110)는 적어도 하나의 데이터 블록(111)과 적어도 하나의 로그(LOG) 블록(113)을 포함할 수 있다. 데이터 블록(111)과 로그 블록(113) 각각은 다수의 페이지들을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 플래시 메모리(110)는 제1 데이터 블록(111_1), 제2 데이터 블록(111_2) 및 로그 블록(113)을 포함할 수 있다. 제1 데이터 블록(111_1), 제2 데이터 블록(111_2) 및 로그 블록(113) 각각은 다수의 페이지들(P1, P2, P3)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 데이터 블록(111_1)과 제2 데이터 블록(111_2) 각각은 데이터 영역(D1, D2)과 IBL(In Block Logging; IBL 영역(I1, I2)으로 구분될 수 있으며, 데이터 영역(D1, D2)과 IBL 영역(I1, I2) 각각은 다수의 페이지들(P1, P2, P3)을 포함할 수 있다.
제1 데이터 블록(111_1)의 데이터 영역(D1)과 제2 데이터 블록(111_2)의 데이터 영역(D2)에는 호스트(200)로부터 제공된 원 데이터 신호가 저장될 수 있으며, 제1 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)과 제2 데이터 블록(111_2)의 IBL 영역(I2)에는 호스트(200)로부터 제공된 갱신 데이터 신호가 저장될 수 있다. 호스트(200)로부터 제공된 갱신 데이터 신호는 로그 블록(113)의 다수의 페이지들(P3) 각각에도 저장될 수 있다.
FTL(120)은 제어 모듈(130)과 맵핑 모듈(140)을 포함할 수 있다.
제어 모듈(130)은 호스트(200)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)에 기초하여 제어 신호(CNT)를 출력할 수 있다. 제어 신호(CNT)는 맵핑 모듈(140)의 어드레스 맵핑 동작 또는 라이트 동작을 제어할 수 있다.
예컨대, 제어 모듈(130)로부터 출력된 제어 신호(CNT)는 맵핑 모듈(140)로 제공될 수 있다. 제어 신호(CNT)는 맵핑 모듈(140)에 의해 데이터 신호(DATA)가 플래시 메모리(110)에 라이트될 때, 데이터 신호(DATA)가 논리 어드레스(LA)에 대응되어 변환된 물리 어드레스(PA)를 가지는 데이터 블록에 라이트되거나, 또는 데이터 신호(DATA)가 후술될 확장된 데이터 블록에 라이트될 수 있도록 제어할 수 있다.
제어 모듈(130)은 데이터 판단부(131), 상태 판단부(133), 확장 선택부(135) 및 링크 제어부(137)를 포함할 수 있다.
데이터 판단부(131)는 호스트(200)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)를 판단하고, 판단 결과에 따라 데이터 신호(DATA)의 저장 위치를 결정할 수 있다.
예컨대, 데이터 판단부(131)는 호스트(200)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)가 원 데이터 신호인지 또는 갱신 데이터 신호인지를 판단할 수 있다. 또한, 판단 결과에 따라 데이터 신호(DATA)와 함께 제공된 논리 어드레스(LA)에 기초하여 데이터 신호(DATA)의 라이트 위치를 결정할 수 있다.
여기서, 원 데이터 신호는 플래시 메모리(110)의 데이터 블록 내에 하나의 논리 어드레스(LA)에 최초 기록되는 데이터이며, 갱신 데이터 신호는 플래시 메모리(110)의 데이터 블록 내에 동일한 논리 어드레스(LA)에 대하여 이미 기록된 데이 터가 있는 경우의 데이터를 의미할 수 있다.
예를 들어, 데이터 판단부(131)는 입력된 데이터 신호(DATA)가 원 데이터 신호이면, 데이터 신호(DATA)와 함께 입력된 논리 어드레스(LA)에 기초하여 대응되는 데이터 블록(111_1 또는 111_2)을 선택하고, 선택된 데이터 블록(111_1 또는 111_2)의 데이터 영역(D1 또는 D2)에 데이터 신호(DATA)가 저장되도록 결정할 수 있다.
또한, 데이터 판단부(131)는 입력된 데이터 신호(DATA)가 갱신 데이터 신호이면, 데이터 신호(DATA)와 함께 입력된 논리 어드레스(LA)에 기초하여 대응되는 데이터 블록(111_1 또는 111_2)을 선택하고, 선택된 데이터 블록(111_1 또는 111_2)의 IBL 영역(I1 또는 I2)에 데이터 신호(DATA)가 저장되도록 결정할 수 있다.
또한, 데이터 판단부(131)는 입력된 데이터 신호(DATA)가 갱신 데이터 신호일 때, 원래의 데이터 블록, 즉 데이터 신호(DATA)와 함께 입력된 논리 어드레스(LA)에 대응되는 데이터 블록이 아닌 확장된 데이터 블록(111_2)의 IBL 영역(I2)에 데이터 신호(DATA)가 저장되도록 결정할 수 있다.
예컨대, 데이터 판단부(131)는 후술될 상태 판단부(133)로부터 제공된 분류 정보(AI)에 기초하여 데이터 신호(DATA)가 저장되는 데이터 블록을 확장할 것인지를 결정할 수 있다.
만약 데이터 판단부(131)에 입력되는 데이터 신호(DATA)가 갱신 데이터 신호이고 분류 정보(AI)에 기초하여 데이터 블록을 확장하여야 한다면, 데이터 판단 부(131)는 확장 신호(ES)를 출력할 수 있다. 확장 신호(ES)는 후술될 확장 선택부(135)로 입력되고, 확장 선택부(135)는 확장 신호(ES)에 따라 플래시 메모리(110)의 다수의 데이터 블록들(111_1, 111_2) 중에서 하나의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있다.
상태 판단부(133)는 플래시 메모리(110)로부터 제공된 상태 정보(SI), 예컨대 다수의 데이터 블록들(111_1, 111_2)에 대한 상태 정보에 기초하여 다수의 데이터 블록들(111_1, 111_2)을 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류할 수 있고, 분류 정보(AI)를 출력할 수 있다. 플래시 메모리(110)로부터 제공되는 상태 정보(SI)에는 플래시 메모리(110)의 다수의 데이터 블록들(111_1, 111_2) 각각이 가지고 있는 남은 저장 공간 정보, 예컨대 남아있는 페이지 정보를 포함할 수 있다.
상태 판단부(133)에 의하여 분류된 제1 그룹과 제2 그룹 각각은 다수의 데이터 블록들을 포함할 수 있다. 제1 그룹과 제2 그룹은 외부에 의하여 억세스(Acess)되는 횟수에 따라 분류될 수 있는데, 예컨대 제1 그룹의 다수의 데이터 블록들은 제2 그룹의 다수의 데이터 블록들에 비하여 억세스 횟수가 많을 수 있다.
상태 판단부(133)는 상술한 바와 같이 제1 그룹과 제2 그룹으로 다수의 데이터 블록들을 분류한 분류 정보(AI)를 출력할 수 있다. 분류 정보(AI)에는 플래시 메모리(110)로부터 제공된 제1 그룹과 제2 그룹 각각에 포함된 다수의 데이터 블록들(111_1, 111_2) 각각의 상태 정보(SI), 즉 다수의 데이터 블록들(111_1, 111_2) 각각에 남은 저장 공간 정보, 예컨대 남은 페이지 정보가 포함될 수 있다.
확장 선택부(135)는 데이터 판단부(131)로부터 확장 신호(ES)가 출력되면, 확장 신호(ES)에 기초하여 플래시 메모리(110)의 다수의 데이터 블록들(111_1, 111_2) 중에서 하나의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있다.
예컨대, 데이터 판단부(131)와 확장 선택부(135)는 상태 판단부(133)로부터 분류 정보(AI)를 제공받을 수 있다. 데이터 판단부(131)가 입력되는 데이터 신호(DATA)와 분류 정보(AI)에 기초하여 확장 신호(ES)를 확장 선택부(135)로 출력하면, 확장 선택부(135)는 분류 정보(AI)에 기초하여 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류된 다수의 데이터 블록들 중에서 하나의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있다.
여기서, 확장 선택부(135)는 제2 그룹의 다수의 데이터 블록들 중에서 하나의 데이터 블록(111_2)을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있다. 확장 선택부(135)는 선택된 확장 데이터 블록의 어드레스(A111_2)를 포함하는 선택 신호(SS)를 출력할 수 있다.
링크 제어부(137)는 확장 선택부(135)로부터 출력된 선택 신호(SS)에 기초하여 맵핑 모듈(140)의 어드레스 맵핑 동작을 제어할 수 있는 제어 신호(CNT)를 출력할 수 있다.
예컨대, 링크 제어부(137)는 맵핑 모듈(140)이 데이터 신호(DATA)를 논리 어드레스(LA)에 대응되는 물리 어드레스(PA)를 가지는 데이터 블록에 라이트 동작을 수행함에 있어서, 확장 선택부(135)로부터 출력된 선택 신호(SS)에 따라 확장 데이터 블록의 어드레스(A111_2)를 함께 라이트 하도록 제어하기 위한 제어 신호(CNT)를 출력할 수 있다.
즉, 맵핑 모듈(140)은 링크 제어부(137)로부터 출력된 제어 신호(CNT)에 기초하여 호스트(200)로부터 입력된 데이터 신호(DATA)와 함께 확장 선택부(135)에 의하여 선택된 확장 데이터 블록의 어드레스(A111_2)를 라이트할 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 링크 제어부(137)로부터 출력되는 제어 신호(CNT)에 기초하여 호스트(200)로부터 출력되는 논리 어드레스(LA)를 물리 어드레스(PA)로 어드레스 맵핑하고, 맵핑 결과에 따라 데이터 신호(DATA)를 이에 대응되는 물리 어드레스(PA)에 의하여 지정된 플래시 메모리(110)의 데이터 블록에 라이트할 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 호스트(200)로부터 출력되는 논리 어드레스(LA)를 물리 어드레스(PA)로 맵핑할 수 있는 어드레스 맵핑부(미도시)를 포함할 수 있다. 어드레스 맵핑부는 다양한 어드레스 맵핑 방법을 이용하여 논리 어드레스(LA)를 물리 어드레스(PA)로 맵핑할 수 있다. 예컨대, 어드레스 맵핑부는 페이지 맵핑 방법(Page Mapping Method), 블록 맵핑 방법(Block Mapping Method) 및 하이브리드 맵핑 방법(Hybrid Mapping Method) 중에서 하나의 맵핑 방법을 이용하여 어드레스 맵핑 동작을 수행할 수 있다.
페이지 맵핑 방법은 페이지 단위로 어드레스 맵핑 동작을 수행하는 방법이고, 블록 맵핑 방법은 블록 단위로 어드레스 맵핑 동작을 수행하는 방법이며, 하이브리드 맵핑 방법은 페이지 맵핑 방법과 블록 맵핑 방법을 혼합하여 어드레스 맵핑 동작을 수행하는 방법이다.
여기서, 하이브리드 맵핑 방법은 호스트(200)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)가 원 데이터 신호이면 블록 맵핑 방법을 이용하여 어드레스 맵핑 동작을 수행하고, 호스트(200)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)가 갱신 데이터 신호이면 페이지 맵핑 방법을 이용하여 어드레스 맵핑 동작을 수행할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 예로써, 맵핑 모듈(140)이 하이브리드 맵핑 방법을 이용하는 예를 들어 설명한다.
어드레스 맵핑부에 의하여 논리 어드레스(LA)가 물리 어드레스(PA)로 변환되면, 맵핑 모듈(140)은 변환된 물리 어드레스(PA)에 기초하여 데이터 신호(DATA)를 플래시 메모리(110)의 데이터 블록에 라이트할 수 있다.
이하에서, 상술한 데이터 저장 시스템의 라이트 동작에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 저장 시스템의 동작 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 호스트(200)는 데이터 저장 장치(100)로 데이터 신호(DATA)와 이에 대응되는 논리 어드레스(LA)를 함께 출력할 수 있다(S10).
데이터 저장 장치(100)의 FTL(120)은 입력되는 데이터 신호(DATA)를 판단할 수 있다(S20).
예컨대, 데이터 신호(DATA)는 FTL(120)의 제어 모듈(130)로 입력될 수 있다. 제어 모듈(130)의 데이터 판단부(131)는 입력된 데이터 신호(DATA)가 원 데이터 신호인지 또는 갱신 데이터 신호인지를 판단할 수 있다.
데이터 판단부(131)의 판단 결과, 입력된 데이터 신호(DATA)가 원 데이터 신호이면, 데이터 판단부(131)는 데이터 신호(DATA)가 플래시 메모리(110)의 데이터 블록의 데이터 영역에 저장 되도록 결정할 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 변환된 물리 어드레스(PA), 즉 데이터 신호(DATA)와 함께 입력된 논리 어드레스(LA)가 어드레스 맵핑을 통하여 변환된 물리 어드레스(PA)에 기초하여 데이터 신호(DATA)를 데이터 블록의 데이터 영역에 라이트할 수 있다.
여기서, 플래시 메모리(110)는 FTL(120)의 상태 판단부(133)에 의하여 분류된 제1 그룹과 제2 그룹을 포함할 수 있으며, 맵핑 모듈(140)은 플래시 메모리(110)의 제1 그룹에 포함된 하나의 데이터 블록(111_1)의 데이터 영역(D1)에 데이터 신호(DATA)를 라이트할 수 있다.
도 3을 참조하면, 호스트(200)로부터 입력된 데이터 신호(DATA)가 4이고, 데이터 판단부(131)의 판단 결과 원 데이터 신호이면, 데이터 신호(DATA)는 맵핑 모듈(140)에 의하여 플래시 메모리(110)의 제1 그룹 내의 하나의 데이터 블록(111_1)의 데이터 영역(D1)에 포함된 다수의 페이지들 중에서 하나의 페이지에 라이트될 수 있다.
한편, 데이터 판단부(131)의 판단 결과, 입력된 데이터 신호(DATA)가 갱신 데이터 신호이면, 데이터 판단부(131)는 상태 판단부(133)로부터 제공된 분류 정보(AI)를 참조하여 데이터 신호(DATA)가 라이트 될 데이터 블록의 현재 상태, 즉 남아 있는 페이지 개수를 판단할 수 있다(S30).
예컨대, 데이터 판단부(131)는 상태 판단부(133)로부터 제공된 분류 정보(AI)를 참조하여 데이터 신호(DATA)가 라이트될 데이터 블록의 IBL 영역의 남은 페이지 개수를 판단할 수 있다. 이때, 데이터 판단부(131)는 데이터 블록의 페이지 오프셋(page offset)을 확인하는 방법으로 남은 페이지 개수를 판단할 수 있다.
데이터 판단부(131)가 남은 페이지 개수를 판단한 결과 남은 페이지 개수가 1보다 크면(예컨대, 남은 페이지 개수가 1보다 큰 자연수이면), 데이터 판단부(131)는 데이터 신호(DATA)가 데이터 블록의 IBL 영역에 저장 되도록 결정할 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 변환된 물리 어드레스(PA), 즉 데이터 신호(DATA)와 함께 입력된 논리 어드레스(LA)가 어드레스 맵핑을 통하여 변환된 물리 어드레스(PA)에 기초하여 데이터 신호(DATA)를 데이터 블록의 IBL 영역에 라이트할 수 있다.
여기서, 맵핑 모듈(140)은 플래시 메모리(110)의 제1 그룹에 포함된 하나의 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)에 데이터 신호(DATA)를 라이트할 수 있다.
도 3을 참조하면, 호스트(200)로부터 입력된 데이터 신호(DATA)가 4'이고, 데이터 판단부(131)의 판단 결과 갱신 데이터 신호이며, 데이터 신호(DATA)가 라이트 될 플래시 메모리(110)의 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)에 남아 있는 페이지 개수가 1보다 크면, 데이터 신호(DATA)는 맵핑 모듈(140)에 의하여 IBL 영역(I1)에 포함된 다수의 페이지들 중에서 하나의 페이지에 라이트될 수 있다.
그러나, 데이터 판단부(131)가 상태 판단부(133)로부터 제공된 분류 정보(AI)를 참조하여 데이터 블록의 IBL 영역의 남은 페이지 개수를 판단한 결과 남은 페이지 개수가 1이면, 데이터 판단부(131)는 다수의 데이터 블록들 중에서 하나의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택하기 위한 확장 신호(ES)를 출력할 수 있다.
데이터 판단부(131)로부터 출력된 확장 신호(ES)는 확장 선택부(135)로 제공될 수 있으며, 확장 선택부(135)는 확장 신호(ES)에 기초하여 상태 판단부(133)에 의하여 분류된 다수의 데이터 블록들 중에서 하나의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있다(S40).
예컨대, 확장 선택부(135)는 데이터 판단부(131)로부터 확장 신호(ES)가 출력되면, 상태 판단부(133)에 의하여 분류된 제1 그룹과 제2 그룹 각각의 데이터 블록 중에서 하나의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있다. 이때, 확장 선택부(135)는 선택된 확장 데이터 블록의 어드레스를 포함하는 선택 신호(SS)를 링크 제어부(137)로 출력할 수 있다.
도 3을 참조하면, 호스트(200)로부터 입력된 데이터 신호(DATA)가 7'이고, 데이터 판단부(131)의 판단 결과 갱신 데이터 신호이며, 데이터 신호(DATA)가 라이트 될 플래시 메모리(110)의 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)에 남은 페이지 개수가 1이면, 데이터 판단부(131)는 확장 신호(ES)를 출력할 수 있다.
확장 선택부(135)는 확장 신호(ES)에 따라 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)과 제2 그룹의 데이터 블록(111_2) 중에서 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있다.
확장 선택부(135)는 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)을 확장 데이터 블록으로 선택하는 선택 신호(SS)를 출력할 수 있는데, 선택 신호(SS)는 확장 데이터 블록, 즉 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 어드레스(A111_2)를 포함할 수 있다.
확장 선택부(135)에 의하여 확장 데이터 블록이 선택되면, 링크 제어부(137) 는 선택 신호(SS)에 기초하여 제어 신호(CNT)를 출력할 수 있다. 제어 신호(CNT)에는 확장된 데이터 블록, 즉 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 어드레스(A111_2)가 포함될 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 제어 신호(CNT)에 기초하여 변환된 물리 어드레스(PA)를 가지는 데이터 블록, 예컨대 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)에 데이터 신호(DATA)와 확장된 데이터 블록의 어드레스(A111_2)를 함께 라이트할 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 제어 신호(CNT)에 기초하여 변환된 물리 어드레스(PA)에 대응되는 플래시 메모리(110)의 데이터 블록의 IBL 영역에 데이터 신호(DATA)와 확장된 데이터 블록의 어드레스를 함께 라이트할 수 있다(S45).
예컨대, 확장 선택부(135)는 선택된 확장 데이터 블록, 즉 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 어드레스(A111_2)를 포함하는 선택 신호(SS)를 링크 제어부(137)로 출력하고, 링크 제어부(137)는 선택 신호(SS)에 기초하여 제어 신호(CNT)를 맵핑 모듈(140)로 출력할 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 변환된 물리 어드레스(PA)에 대응되는 데이터 블록, 즉 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)에 데이터 신호(DATA)와 링크 제어부(137)로부터 제공된 제어 신호(CNT)에 포함된 확장 데이터 블록의 어드레스(A111_2)를 함께 라이트할 수 있다.
도 3을 참조하면, 링크 제어부(137)는 확장된 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 어드레스(A111_2)를 포함하는 제어 신호(CNT)를 맵핑 모듈(140)로 출 력할 수 있다.
맵핑 모듈(140)은 제어 신호(CNT)에 따라 변환된 물리 어드레스(PA)에 대응되는 데이터 블록, 즉 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)에 데이터 신호(DATA) 7'와 확장된 제2 그룹의 데이터 블록(111_2) 어드레스(A111_2)를 함께 라이트할 수 있다.
한편, 호스트(200)로부터 새로운 데이터 신호(DATA) 4''가 입력되고, 데이터 판단부(131)의 판단 결과 갱신 데이터 신호이면, 데이터 판단부(131)는 앞서 호스트(200)로부터 입력된 데이터 신호(DATA) 7'와 함께 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)의 IBL 영역(I1)에 라이트 된 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 어드레스(A111_2)를 참조할 수 있다.
참조 결과에 따라 데이터 판단부(131)는 새로운 데이터 신호(DATA) 4''가 확장 데이터 블록, 즉 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 IBL 영역(I2)에 저장되도록 결정할 수 있다. 이에 따라, 맵핑 모듈(140)은 새로운 데이터 신호(DATA) 4''를 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 IBL 영역(I2)에 라이트할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 데이터 저장 시스템(300)에서는, 억세스 횟수가 떨어지는 플래시 메모리(110)의 데이터 블록, 예컨대 제2 그룹으로 분류된 데이터 블록(111_2)를 확장 데이터 블록으로 이용하게 된다. 이에 따라 데이터 저장 장치(200)는 로그 블록(113)이 아닌 확장 데이터 블록에 호스트(200)로부터 입력되는 갱신 데이터 신호를 저장할 수 있게 되며, 머지 동작의 횟수를 감소시킬 수 있다.
한편, 호스트(200)로부터 제1 그룹의 데이터 블록(111_1)에 저장된 데이터들을 갱신하기 위하여 데이터 신호(DATA)가 계속 입력되고, 이에 따라 확장 데이터 블록의 IBL 영역에 남은 페이지 개수가 1이 된다면, 확장 선택부(135)는 다시 한번 확장 데이터 블록을 선택할 수 있다.
예컨대, 도 3을 참조하면, 호스트(200)로부터 입력된 데이터 신호(DATA)에 의해 확장된 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)의 IBL 영역(I2)에 남은 페이지가 개수가 1이라면, 데이터 판단부(131)는 다시 한번 확장 신호(ES)를 출력할 수 있으며, 확장 선택부(135)는 확장 신호(ES)에 기초하여 확장 데이터 블록을 다시 한번 선택할 수 있다.
이때, 확장 선택부(135)는 플래시 메모리(110)의 로그 블록(113)을 확장 데이터 블록으로 선택할 수 있으며, 실시예에 따라서는 제2 그룹의 나머지 데이터 블록들, 예컨대 이미 확장된 제2 그룹의 데이터 블록(111_2)을 제외한 나머지 데이터 블록들 중에서 하나의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어 모듈의 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 플래시 메모리의 개략적인 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 저장 시스템의 동작 순서도이다.

Claims (7)

  1. 다수의 데이터 블록들을 포함하는 플래시 메모리; 및
    상기 다수의 데이터 블록들을 제1 그룹의 데이터 블록과 제2 그룹의 데이터 블록으로 분류하고, 외부로부터 입력되는 데이터 신호의 판단 결과에 따라 상기 데이터 신호를 상기 제1 그룹의 데이터 블록에 기록하거나 또는 상기 데이터 신호를 상기 제1 그룹의 데이터 블록으로부터 확장된 상기 제2 그룹의 데이터 블록에 기록하는 플래시 변환 레이어를 포함하는 데이터 저장 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 플래시 변환 레이어는,
    상기 데이터 신호를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 데이터 신호의 기록 위치를 결정하는 데이터 판단부;
    상기 다수의 데이터 블록들을 상기 제1 그룹의 데이터 블록과 상기 제2 그룹의 데이터 블록으로 분류하는 상태 판단부;
    상기 상태 판단부의 분류 결과에 기초하여 상기 제2 그룹의 데이터 블록을 확장 데이터 블록으로 선택하는 확장 선택부; 및
    선택된 확장 데이터 블록의 어드레스를 포함하는 제어 신호를 출력하는 링크 제어부를 포함하는 데이터 저장 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 플래시 변환 레이어는 상기 데이터 신호를 상기 다수의 데이터 블록들 중에서 하나의 데이터 블록에 기록하기 위한 맵핑 모듈을 더 포함하고,
    상기 맵핑 모듈은 상기 링크 제어부로부터 출력된 상기 제어 신호에 기초하여 상기 하나의 데이터 블록에 상기 데이터 신호와 상기 선택된 확장 데이터 블록의 어드레스를 함께 기록하는 데이터 저장 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 플래시 변환 레이어는 상기 외부로부터 상기 데이터 신호와 논리 어드레스를 함께 입력받고,
    상기 맵핑 모듈은 상기 논리 어드레스를 맵핑하고, 맵핑 결과에 기초하여 상기 하나의 데이터 블록에 상기 데이터 신호와 상기 선택된 확장 데이터 블록의 어드레스를 함께 기록하는 데이터 저장 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 다수의 데이터 블록들 각각은 데이터 영역과 IBL 영역을 포함하고,
    상기 데이터 판단부는, 상기 데이터 신호가 원 데이터 신호이면 상기 데이터 신호를 상기 데이터 영역에 기록하도록 결정하고, 상기 데이터 신호가 갱신 데이터 신호이면 상기 데이터 신호를 상기 IBL 영역에 기록하도록 결정하는 데이터 저장 장치.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 다수의 데이터 블록들 각각은 데이터 영역과 IBL 영 역을 포함하고, 상기 데이터 영역과 상기 IBL 영역 각각은 다수의 페이지들을 포함하며,
    상기 데이터 판단부는, 상기 데이터 신호가 갱신 데이터 신호이고 상기 데이터 블록의 상기 IBL 영역의 남은 페이지 개수가 1이면, 상기 데이터 신호가 기록될 상기 데이터 블록을 확장하기 위한 확장 신호를 출력하고,
    상기 확장 선택부는 상기 데이터 판단부로부터 출력된 상기 확장 신호와 상기 상태 판단부의 분류 결과에 기초하여 상기 제2 그룹의 데이터 블록을 상기 확장 데이터 블록으로 선택하는 데이터 저장 장치.
  7. 데이터 신호와 논리 어드레스를 출력하는 호스트; 및
    상기 호스트로부터 제공된 상기 데이터 신호를 정해진 위치에 기록하는 데이터 저장 장치를 포함하고,
    상기 데이터 저장 장치는,
    다수의 데이터 블록들을 포함하는 플래시 메모리; 및
    상기 다수의 데이터 블록들을 제1 그룹의 데이터 블록과 제2 그룹의 데이터 블록으로 분류하고, 상기 데이터 신호의 판단 결과에 따라 상기 데이터 신호를 상기 제1 그룹의 데이터 블록에 기록하거나 또는 상기 데이터 신호를 상기 제1 그룹의 데이터 블록으로부터 확장된 상기 제2 그룹의 데이터 블록에 기록하는 플래시 변환 레이어를 포함하는 데이터 저장 시스템.
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