KR20120093869A - 저장 장치의 전력 감소 관리를 위한 장치, 시스템, 및 방법 - Google Patents

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Abstract

비휘발성 데이터 저장 장치(102)의 전력 손실 관리를 위한 장치, 시스템, 및 방법이 개시된다. 모니터 모듈(510)은 비휘발성 데이터 저장 장치(102)에 미리 결정된 한계치보다 높은 전력을 공급하지 못하는 제1 전원(130)에 응답하여 비휘발성 데이터 저장 장치(102)에서 전력 손실 모드를 시작한다. 제2 전원(124)은 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 비휘발성 데이터 저장 장치(102)에 전력을 공급한다. 전력 손실 모듈(520)은 전력 손실 모드 중에 비휘발성 데이터 저장 장치(102)에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하며 그 결과 필수적인 프로세스 내의 작동들이 전력 유지 시간 내에 실행된다.

Description

저장 장치의 전력 감소 관리를 위한 장치, 시스템, 및 방법{APPARATUS, SYSTEM, AND METHOD FOR POWER REDUCTION MANAGEMENT IN A STORAGE DEVICE}
본 발명은 정전 중에 효율적인 전력 사용에 관한 것이며 보다 구체적으로는 정전 또는 극적인 전력 감소 중에 저장 장치의 데이터 손실을 방지하는 것에 관한 것이다.
전력 사용은 많은 상이한 상황에서, 컴퓨팅 장치들에 대단히 중요하다. 하나의 상황에서, 전력은 외부 전력 공급이 차단된 경우에 중요하다. 예를 들면, 플래시 메모리와 같은 고체 상태 저장 장치들(SSD)은 비휘발성 저장장치이다. 따라서, SSD에 기록되는 장치들은, 한번 기록된, 데이터가 영원히 저장된다고 가정한다. 그러나, 특정 SSD 장치들에서, 데이터를 수신한 후에, 데이터에 대한 다수의 작동을 실행하기 위해 SSD는 (DRAM, SRAM, 레지스터들, 버퍼들, 또는 이와 유사한 것과 같은) 휘발성 메모리에 데이터를 유지한다. 정전의 경우에, 휘발성 메모리에 유지되는 데이터는 보존되지 않을 수 있다.
미국 가출원 번호 61/240,991, 미국 가출원 번호 61/245,622, 미국 가출원 번호 61/368,564
앞의 논의로부터, 데이터 저장 장치에서 전력의 감소를 관리하는 장치, 시스템 및 방법에 대한 필요가 존재한다는 것이 명백해야 한다. 유리하게도, 이와 같은 장치, 시스템, 및 방법은 심지어 전력의 중단에도, 비휘발성 데이터 저장장치에 확인된 데이터를 저장할 것이다.
본 발명은 본 기술분야의 현재 상태에 응답하여, 특히, 현재 이용 가능한 저장 장치들에 의해 아직 완전히 해결하지 못한 본 기술분야의 문제와 필요에 응답하여 개발되었다. 따라서, 본 발명은 많은 또는 모든 위에 논의된 본 기술분야의 결점을 극복하는 전력 감소 관리를 위한 장치, 시스템, 및 방법을 제공하기 위해 개발되었다.
본 발명의 방법은 전력 손실 관리에 제공된다. 개시된 실시예들에서 방법은 설명된 장치 및 시스템의 작동과 관련하여 아래에 제공되는 기능을 실행하는데 필요한 단계들을 실질적으로 포함한다. 일 실시예에서, 방법은 비휘발성 데이터 저장 장치에 미리 결정된 한계치 이상으로 전력을 공급하지 못하는 제1 전원에 응답하여 비휘발성 데이터 저장 장치에 전력 손실 모드를 시작하는 단계를 포함한다. 방법은, 다른 실시예에서, 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 제2 전원으로부터 비휘발성 데이터 저장 장치에 전력을 받아들이는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 필수적인 프로세스 내의 작동들이 전력 유지 시간 내에 실행되도록 전력 손실 모드 중에 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 프로세스 내의 작동들로부터 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들을 제거함으로써 프로세스 내의 작동들을 실행을 조절한다. 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들은, 일 실시예에서, 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 클라이언트들에게 알려지지 않은 기록 작동들, 소거 작동들, 및 판독 작동들을 포함한다. 필수적인 프로세스 내의 작동들은, 일 실시예에서, 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 클라이언트들에게 알려진 기록 작동들을 포함한다. 방법은, 일 실시예에서, 하나 이상의 필수적이지 않은 작동을 실행하지 않고 비휘발성 데이터 저장 장치의 전력을 차단하는 단계를 포함한다.
방법은, 다른 실시예에서, 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들이 비휘발성 데이터 저장 장치에 대해 실행되지 않도록 하나 이상의 명령 대기열에서 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들을 생략함으로써 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절한다. 다른 실시예에서, 방법은 전력 유지 시간 내에 필수적인 프로세스 내의 작동들을 실행하기 위해 프로세스 내의 작동들의 선택을 재정렬함으로써 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절한다.
일 실시예에서, 방법은 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들을 재설정함으로써 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절한다. 방법은, 다른 실시예에서, 하나 이상의 비휘발성 메모리 영역들을 재설정하는 것에 응답하여 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들에 대해 필수적인 프로세스 내의 작동들을 실행하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들은 비휘발성 데이터 저장 장치의 실질적으로 모든 비휘발성 메모리 소자들을 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들은 프로세스 내의 작동들로부터 미결의 필수적이지 않은 작동을 처리하는 비휘발성 메모리 소자들의 하나 이상의 뱅크들을 포함한다. 각각의 뱅크는, 일 실시예에서, 복수의 비휘발성 메모리 다이들(nonvolatile memory dies)을 포함한다. 현재 처리되는 필수적이지 않은 작동들은, 일 실시예에서, 소거 작동들이다.
일 실시예에서, 방법은 전력 손실 모드를 시작하는 것에 응답하여 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 하위 소자들의 비활성화 작동을 더 포함한다. 하나 이상의 하위 소자들의 작동을 비활성화하는 것은, 일 실시예에서, 전력 유지 시간을 제공하기 위해 제2 전원의 에너지를 보존시킨다. 방법은, 다른 실시예에서, 비휘발성 데이터 저장 장치의 비휘발성 메모리에 대한 필수적인 프로세스 내의 작동들과 관련되는 버퍼된 불완전 데이터를 플러싱(flushing)함으로써 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하며 그 결과 비휘발성 메모리는 전력 유지 시간 내에 버퍼된 불완전 데이터를 저장한다.
방법은, 일 실시예에서, 비휘발성 데이터 저장 장치에 대해, 비휘발성 데이터 저장 장치가 전력 손실 모드를 시작하는 식별자를 저장하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은, 비휘발성 데이터 저장 장치에 대해, 필수적인 프로세스 내의 작동들이 전력 유지 시간 내에 실행을 완료하는 것을 식별하기 위해 식별자를 저장하는 단계를 포함한다. 식별자는, 일 실시예에서, 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 전력의 복원에 응답하여 비휘발성 데이터 저장 장치로부터 검색을 위해 저장된다. 제2 전력 공급부는, 일 실시예에서, 필수적인 프로세스 내의 작동들을 실행하기 위해 전력 유지 시간을 제공하는데 충분한 에너지를 저장할 수 있는 하나 이상의 캐패시터들을 포함한다.
전력 손실 관리를 위한 장치는 저장 장치에서 전력 손실을 관리하는 필요한 단계들을 기능적으로 실행하도록 구성되는 복수의 모듈로 제공된다. 설명된 실시예의 이런 모듈들은 모니터 모듈, 제2 전원, 및 완성 모듈을 포함한다.
모니터 모듈은, 일 실시예에서, 비휘발성 데이터 저장 장치에 미리 결정된 한계치 이상의 전력을 공급하지 못하는 제1 전원에 응답하여 비휘발성 데이터 저장 장치에서 전력 손실 모드를 시작한다. 제2 전원은, 일 실시예에서, 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 비휘발성 데이터 저장 장치에 전력을 공급한다. 완성 모듈은, 일 실시예에서, 전력 손실 모드 중에 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하며 그 결과 필수적인 프로세스 내의 작동들이 전력 유지 시간 내에 실행된다. 다른 실시예에서, 완성 모들은 필수적이지 않은 작동을 제거하기 위해 프로세스 내의 작동들로부터 필수적이지 않은 작동을 지금 처리하는 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들을 리셋함으로써 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절한다.
본 발명의 시스템이 저장 장치에서 전력 손실을 관리하기 위해 또한 제공된다. 시스템은 어댑터, 제1 전원, 적어도 하나의 모니터 모듈, 적어도 하나의 제2 전원, 및 하나 이상의 완성 모듈들로 구현될 수 있다. 특히, 시스템은, 일 실시예에서, 둘 이상의 비휘발성 데이터 저장 장치들을 포함한다.
어댑터는, 일 실시예에서, 둘 이상의 비휘발성 데이터 저장 장치들을 수용하도록 구성된다. 제1 전원은, 일 실시예에서, 둘 이상의 비휘발성 데이터 저장 장치들에 전력을 공급하기 위해 어댑터에 전기적으로 결합된다.
적어도 하나의 모니터 모듈은, 일 실시예에서, 미리 결정된 한계치 이상의 전력을 공급하지 못하는 제1 전원에 응답하여 비휘발성 데이터 저장 장치들에서 전력 손실 모드를 시작한다. 적어도 하나의 제2 전원은, 일 실시예에서, 어댑터에 전기적으로 결합된다. 각각의 제2 전원은, 다른 실시예에서, 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 비휘발성 데이터 저장 장치들 중의 적어도 하나에 전력을 공급하도록 구성된다.
하나 이상의 완성 모듈들은, 일 실시예에서, 전력 손실 모드 중에 비휘발성 데이터 저장 장치들에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하며 그 결과 필수적인 프로세스 내의 작동들이 전력 유지 시간 내에 실행된다. 하나 이상의 완성 모듈들은, 일 실시예에서, 각각의 비휘발성 저장 장치에 대해 별도의 완성 모듈을 포함하며 각각의 별도의 완성 모듈은 관련된 비휘발성 데이터 저장 장치에 대해 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 완성 모듈들은 둘 이상의 비휘발성 데이터 저장 장치들에 대해 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단일 시스템 완성 모듈이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 특징들, 이점들, 또는 유사한 언어에 대한 언급은 본 발명으로 실현될 수 있는 모든 특징들 및 이점들이 본 발명의 임의의 단일의 실시예에 있어야 한다는 것을 의미하지 않는다. 오히려, 특징들 및 이점들을 가리키는 언어는 하나의 실시예와 관련하여 설명된 특수한 특징, 이점, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 특징들과 이점들, 및 유사한 언어의 논의는, 반드시 필요하지는 않지만, 동일한 실시예를 가리킨다.
게다가, 본 발명의 설명된 특징들, 이점들, 및 특성들은 하나 이상의 실시예들에 임의의 적당한 방식으로 결합될 수 있다. 관련된 기술분야에 숙련된 사람은 본 발명이 특정한 실시예의 하나 이상의 특수한 특징들 또는 이점들 없이 실시될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 다른 예들에서, 본 발명의 모든 실시예들에 제공될 수 없는 추가적인 특징들 및 이점들이 특정한 실시예에서 인지될 수 있다.
본 발명의 이런 특징들 및 이점들은 다음의 설명과 첨부된 청구항들로부터 보다 완전하게 명백해질 것이거나, 이후에 설명되는 바와 같은 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다.
본 발명에 따르면, 데이터 저장 장치에서 전력의 감소를 관리하는 장치, 시스템 및 방법이 제공된다.
본 발명의 이점들이 쉽게 이해되기 위해, 위에 간단히 설명된 본 발명의 보다 특정한 설명이 첨부된 도면들에 도시된 특정한 실시예들을 참조하여 제공될 것이다. 이런 도면들은 본 발명의 단지 일반적인 실시예들을 도시하며 그에 따라 이의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것을 이해한다면, 본 발명은 첨부한 도면들의 사용을 통해 추가적인 특수함과 상세함으로 기술되며 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 예기치 않은 정전의 경우에 개선된 데이터 취급을 가능하게 하는 전력 관리 장치를 가지는 저장 장치를 포함하는 시스템의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이며;
도 2는 데이터 저장 장치를 위한 고체 상태 저장 장치 컨트롤러의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이며;
도 3은 데이터 저장 장치에 기록 데이터 파이프라인과 판독 데이터 파이프라인을 가지는 고체 상태 저장 컨트롤러의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이며;
도 4는 고체 상태 저장 컨트롤러에 있는 뱅크 인터리브 컨트롤러(bank interleave controller)의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이며;
도 5a는 전력 관리 장치의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이며;
도 5b는 데이터 손상과 관련된 타임라인의 일 예이며;
도 6은 전력 관리 장치 및 이와 전력 관리 장치가 상호 작용하는 비휘발성 메모리의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이며;
도 7은 기록 데이터 파이프라인의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이며;
도 8은 예기치 않은 정전의 경우에 개선된 데이터 취급을 위한 방법의 일 실시예를 도시하는 개략적인 순서도이며; 및
도 9는 예기치 않은 정전의 경우에 개선된 데이터 취급을 위한 방법의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 순서도이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 특징들, 이점들, 또는 유사한 언어에 대한 언급은 본 발명으로 실현될 수 있는 모든 특징들 및 이점들이 본 발명의 임의의 단일의 실시예에 있어야 한다는 것을 의미하지 않는다. 오히려, 특징들 및 이점들을 가리키는 언어는 하나의 실시예와 관련하여 설명된 특수한 특징, 이점, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 특징들과 이점들, 및 유사한 언어의 논의는, 반드시 필요하지는 않지만, 동일한 실시예를 가리킨다.
게다가, 본 발명의 설명된 특징들, 이점들, 및 특성들은 하나 이상의 실시예들에 임의의 적당한 방식으로 결합될 수 있다. 관련된 기술분야에 숙련된 사람은 본 발명이 특정한 실시예의 하나 이상의 특수한 특징들 또는 이점들 없이 실시될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 다른 예들에서, 본 발명의 모든 실시예들에 제공될 수 없는 추가적인 특징들 및 이점들이 특정한 실시예에서 인지될 수 있다. 본 발명의 이런 특징들 및 이점들은 다음의 설명과 첨부된 청구항들로부터 보다 완전하게 명백해질 것이거나, 이후에 설명되는 바와 같은 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다.
본 명세서에 설명되는 많은 기능적인 유닛들은 이들의 실행 독립성을 보다 구체적으로 강조하기 위해, 모듈들로 분류되었다. 예를 들어, 모듈은 주문형 VLSI 회로들이나 게이트 어레이들, 로직 칩들과 같은 기성품의 반도체들, 트랜지스터들, 또는 다른 독립된 소자들을 포함하는 하드웨어 회로로 실행될 수 있다. 모듈은 또한 필드 프로그램 가능 게이트 어레이들, 프로그램 가능 어레이 로직, 프로그램 가능 로직 장치들 또는 이와 유사한 것과 같은 프로그램 가능 하드웨어 장치들로 실행될 수 있다.
모듈들은 또한 다양한 타입의 프로세서들에 의한 실행을 위해 소프트웨어로 실행될 수 있다. 예를 들면, 식별된 모듈의 실행 가능 코드는, 예를 들면, 객체, 절차, 또는 기능으로 편성될 수 있는 컴퓨터 명령들의 하나 이상의 물리적 또는 논리적 블록들을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 식별된 모듈의 실행 가능은 물리적으로 함께 위치할 필요는 없지만, 논리적으로 함께 연결될 때, 모듈을 포함하며 모듈에 대한 정해진 목적을 달성하는 상이한 위치에 저장되는 서로 다른 명령들을 포함할 수 있다.
사실상, 모듈의 실행 가능 코드는 단일 명령, 또는 다수의 명령들일 수 있으며, 상이한 프로그램들 사이에서, 그리고 몇몇 메모리 장치들에 걸쳐 몇몇의 상이한 코드 세그먼트들의 위에 고르게 분산될 수 있다. 마찬가지로, 작동 데이터는 식별될 수 있으며 여기서 모듈들의 내에서 도시될 수 있으며, 임의의 적당한 형태로 구현될 수 있으며 임의의 적당한 타입의 데이터 구조 내에 조직될 수 있다. 작동 데이터는 단일 데이터 세트로 수집될 수 있거나, 상이한 저장 장치들의 위를 포함하는 상이한 위치의 위에 분산될 수 있으며, 적어도 부분적으로, 단지 시스템이나 네트워크에 대한 전자 신호들로 존재할 수 있다. 모듈 또는 모듈의 일부분이 소프트웨어로 실행되는 경우에, 소프트웨어 부분은 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예(one embodiment)", 일 실시예(an embodiment), 또는 유사한 언어에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특수한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예(one embodiment)", 일 실시예(an embodiment), 또는 유사한 언어의 문구의 출현은, 반드시 필요하지는 않지만, 모두 동일한 실시예를 가리킨다.
컴퓨터 판독 가능 매체에 대한 언급은 디지털 프로세싱 장치에 대한 저장 기계-판독 가능 명령들을 할 수 있는 임의의 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 콤팩트 디스크, 디지털-비디오 디스크, 자기 데이프, 베르누이 드라이브, 자기 디스크, 펀치 카드, 플래시 메모리, 집적 회로들, 또는 다른 디지털 프로세싱 장치 메모리 장치에 의해 구현될 수 있다.
더구나, 본 발명의 설명된 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적당한 방식으로 결합될 수 있다. 다음의 설명에서, 본 발명의 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해, 프로그래밍, 소프트웨어 모듈, 사용자 선택, 네트워크 거래, 데이터베이스 질의, 데이터베이스 구조, 하드웨어 모듈, 하드웨어 회로, 하드웨어 칩 등의 예와 같은 수많은 특정한 세부 사항들이 제공된다. 관련 기술분야에서 숙련된 사람은, 그러나, 본 발명이 하나 이상의 특수한 세부 사항들 없이, 또는 다른 방법들, 소자들, 재료들, 및 기타 등등으로 실시될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 구조들, 재료들, 또는 작동들은 본 발명의 불분명한 양상들을 회피하기 위해 상세하게 보여지지 않거나 설명되지 않는다.
여기에 포함되는 개략적인 순서도들은 일반적으로 논리 순서도들로 설명된다. 이와 같이, 도시된 순서와 분류된 단계들은 본 방법의 일 실시예를 가리킨다. 설명된 방법의 하나 이상의 단계들, 또는 이의 부분들에 대한 기능, 논리, 또는 효과와 동등한 다른 단계들 및 방법들이 구상될 수 있다. 더구나, 사용되는 포맷 및 기호들은 본 방법의 논리 단계들을 설명하기 위해 제공되며 본 방법의 범위를 제한하지 않는 것으로 이해된다. 다양한 화살표 타입과 라인 타입이 순서도들에 사용될 수 있지만, 이들은 상응하는 방법의 범위를 제한하지 않는 것으로 이해된다. 사실상, 몇몇 화살표들 또는 다른 연결자들이 본 방법의 논리 흐름만을 지시하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 화살표는 도시된 방법의 열거되는 단계들 사이의 불특정한 지속 기간의 대기 또는 모니터링 기간을 가리킬 수 있다. 더구나, 특정한 방법이 일어나는 순서는 도시되는 상응하는 단계들의 순서를 엄격히 따를 수 있거나 엄격히 따르지 않을 수 있다.
전력 감소 관리
도 1은 정전, 전력 감소, 또는 다른 전력 손실의 경우에 개선된 데이터 관리를 위한 시스템(100)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 실시예에서, 시스템(100)은 클라이언트(114) 및 저장 장치(102)를 포함한다. 클라이언트(114)는 서버, 랩탑, 데스크탑, 또는 본 기술분야에 알려진 다른 클라이언트 장치와 같은 컴퓨터일 수 있다. 클라이언트(114)는 일반적으로 메모리, 프로세서들, 버스들, 및 본 기술분야의 기술자들에게 알려진 바와 같은 다른 소자들과 같은 소자들을 포함한다.
클라이언트(114)는 저장 장치(102)에 데이터를 저장하며 통신 접속부(도시되지 않음)를 통해 저장 장치(102)와 데이터를 통신한다. 저장 장치(102)는 클라이언트(114)의 내부에 있거나 클라이언트(114)의 외부에 있을 수 있다. 통신 접속부는 클라이언트(114)와 저장 장치(102) 사이에서 데이터의 전송을 허용하는 버스, 네트워크, 또는 다른 방식의 접속부일 수 있다. 일 실시예에서, 저장 장치(102)는 PCI 익스프레스("PCI-e")와 같은 PCI 접속부에 의해 클라이언트(114)에 연결된다. 저장 장치(102)는 클라이언트(114)에 대한 PCI-e 접속부에 접속되는 카드일 수 있다.
저장 장치(102)는 또한 이것이 판독, 기록, 소거 등과 같은 데이터 저장 작동들을 실행하는데 필요한 전력을 저장 장치(102)에 제공하는 제1 전원에 저장 장치(102)를 연결하는 제1 전력 접속부(130)를 가진다. 저장 장치(102)는, 통상의 작동 조건 하에, 제1 전력 접속부(130)를 통해 제1 전원으로부터 필요한 전력을 받아들인다. 도 1에 도시된 실시예와 같은 특정 실시예들에서, 제1 전력 접속부(130)는 저장 장치(102)를 클라이언트(114)에 연결하며, 클라이언트(114)는 저장 장치(102)에 전력을 공급하는 제1 전원으로 작동한다. 특정 실시예들에서, 위에 논의된 제1 전력 접속부(130)와 통신 접속부는 클라이언트(114)와 저장 장치(102) 사이의 동일한 물리적 접속부의 일부분이다. 예를 들면, 저장 장치(102)는 PCI 접속부를 통해 전력을 받아들일 수 있다.
다른 실시예들에서, 저장 장치(102)는 제1 전력 접속부(130)를 통해 외부 전력 공급부에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 전력 접속부(130)는 전력 컨버터(전력 브릭(power brick)으로 종종 불리는)인 제1 전원에 저장 장치(102)를 연결할 수 있다. 본 기술분야의 사람들은 저장 장치(102)가 전력을 받아들일 수 있는 다양한 방식, 및 저장 장치(102)를 위한 제1 전원으로 작동할 수 있는 다양한 장치들이 있다는 것을 이해할 것이다.
저장 장치(102)는 클라이언트(114)를 위한 비휘발성 저장부를 제공한다. 도 1은 기록 데이터 파이프라인(106), 판독 데이터 파이프라인(108), 비휘발성 메모리(110), 저장 컨트롤러(104), 전력 관리 장치(122), 및 제2 전력 공급부(124)를 포함하는 저장 장치(102)를 도시한다. 저장 장치(102)는 저장 장치(102)의 보다 단순화된 도면을 제공하기 위해 도시되지 않은 추가적인 소자들을 포함할 수 있다.
비휘발성 메모리(110)는 심지어 저장 장치(102)가 전력이 차단된 때에도 데이터가 유지될 정도로 데이터를 저장한다. 비휘발성 메모리(110)의 예는 (플래시와 같은) 고체 상태 메모리, 하드 디스크, 테이프, 또는 다른 것들을 포함한다. 저장 장치(102)는 또한 비휘발성 메모리(110)에서 데이터의 저장과 검색을 정리하는 저장 컨트롤러(104)를 포함한다. 저장 컨트롤러(104)는 데이터를 위치시키거나 검색하기 위해 하나 이상의 인덱스를 사용할 수 있으며 저장 장치(102)에 저장된 데이터에 대한 다른 작동들을 실행할 수 있다. 예를 들면, 저장 컨트롤러(104)는 불필요 데이터 수집과 같은 데이터 그루밍 작동을 실행하기 위한 그루머(groomer)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 저장 장치(102)는, 특정 실시예들에서, 기록 데이터 파이프라인(106)과 판독 데이터 파이프라인(108)을 실행하며, 이의 예는 도 3에 관해 아래에 보다 상세하게 설명된다. 기록 데이터 파이프라인(106)은 데이터가 클라이언트(114)로부터 비휘발성 메모리(110)로 전송될 때 데이터에 대한 특정 작동들을 실행할 수 있다. 이런 작동들은, 예를 들면, 에러 수집 코드(ECC) 생성, 암호화, 압축, 및 다른 것들을 포함할 수 있다. 판독 데이터 파이프라인(108)은 비휘발성 메모리(110)로부터 판독되며 클라이언트(114)에 전송되는 데이터에 대해 유사하며 잠재적으로는 반대의 작동들을 실행할 수 있다.
저장 장치(102)는 또한 제1 전력 접속부(130)를 통해 전력을 충분히 받아들이지 않은 저장 장치(102)에 초래되는 완전하거나 부분적인 정전의 경우에 전력을 제공하는 제2 전력 공급부(124)를 포함한다. 정전은 저장 장치(102)가 제1 전력 접속부(130)를 통해 전력을 받아들이는 것을 중지하는 것을 예기치 않게 야기하거나, 제1 전력 접속부(130)를 통해 저장 장치(102)에 의해 받아들인 전력의 상당한 감소를 야기하는 임의의 경우이다. 전력의 상당한 감소는, 일 실시예에서, 미리 결정된 한계치의 아래로 전력 하락을 포함한다. 미리 결정된 한계치는, 다른 실시예에서, 제1 전력 접속부(130)로부터 나온 전력 레벨의 통상의 변동을 허용하기 위해 선택된다. 예를 들면, 클라이언트(114)와 저장 장치(102)가 기능을 하지 않을 수 있는 빌딩에 대한 전력. (저장 장치(102)에 전력을 제공하는 클라이언트(114)를 중지시키는 것과 같은) 사용자 행위, 제1 전력 접속부(130)의 고장, 또는 제1 전력 공급부의 고장은 저장 장치(102)가 전력을 받아들이는 것을 중지시키는 것을 야기할 수 있다. 수많은, 다양한 정전은 저장 장치(102)에 대한 예기치 않은 전력 손실을 야기할 수 있다.
제2 전력 공급부(124)는 하나 이상의 배터리들, 하나 이상의 캐패시터들, 캐패시터들의 뱅크, 전력 공급부에 대한 개별적인 접속부, 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전력 공급부(124)는 제1 전력 접속부(130)로부터 정전 또는 다른 전력의 감소 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 저장 장치(102)에 전력을 제공한다. 제2 전력 공급부(124)는, 다른 실시예에서, 저장 장치(102)가 비휘발성 메모리(110)에 있지 않은 데이터를 비휘발성 메모리(110)로 플러싱하는 것을 가능하게 할 정도로 충분히 긴 전력 유지 시간을 제공한다. 그 결과로, 저장 장치(102)는 전력의 부족이 저장 장치(102)가 기능하는 것을 중지시키는 것을 야기하기 전에 저장 장치(102)에 영구히 저장되지 않는 데이터를 보존할 수 있다. 특정한 실행에서, 제2 전력 공급부(124)는 공간을 보존하며, 비용을 감소시키며, 저장 장치(102)를 단순화하기 위해 미리 결정된 전력 유지 시간을 제공할 수 있는 가능한 가장 작은 캐패시터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캐패시터들이 일반적으로 더 신뢰할 수 있으며, 더 적은 유지관리를 필요로 하며, 제2 전력을 제공하기 위한 다른 옵션들보다 긴 수명을 가질 때 캐패시터들의 하나 이상의 뱅크들이 제2 전력 공급부(124)를 실행하는데 사용된다.
일 실시예에서, 제2 전력 공급부(124)는 제1 전력 접속부(130)로부터 나온 전력의 부분적이거나 완전한 손실 중에 저장 장치(102)에 전력을 자동으로 제공하는 전기 회로의 일부분이다. 마찬가지로, 시스템(100)은 부분적이거나 완전한 전력 손실 중에 제2 전력 공급부(124)로부터 전력을 자동으로 받아들이거나 수전하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 제2 전력 공급부(124)는 제1 전력 접속부(130)와 병렬로 저장 장치(102)에 전기적으로 결합될 수 있으며, 그 결과 제1 전력 접속부(130)는 통상의 작동 중에 제2 전력 공급부(124)와 통전되며 제2 전력 공급부(124)는 전력 손실에 응답하여 저장 장치(102)에 전력을 자동으로 제공한다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 제2 전력 공급부(124)로부터 나온 전류가 제1 전력 접속부(130)에 도달하는 것을 방지하기 위해, 제2 전력 공급부(124)와 제1 전력 접속부(130) 사이에 다이오드 또는 다른 역전류 보호부를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 제1 전력 접속부(130)으로부터 나온 감소된 전력에 응답하여 스위치 또는 이와 유사한 것을 사용하여 저장 장치(102)에 제2 전력 공급부(124)를 가능하게 하거나 연결할 수 있다.
아직 비휘발성 메모리(110)에 있지 않은 데이터의 예는 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 이동할 때 비휘발성 메모리에 유지될 수 있는 데이터를 포함할 수 있다. 만약 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 데이터가 정전 중에 손실된다면(즉, 비휘발성 메모리(110)에 기록되지 않거나 그렇지 않으면 영구히 저장되지 않으면), 손상 및 데이터 손실이 초래될 수 있다.
특정 실시예에서, 저장 장치(102)는 저장 장치(102)가 비휘발성 메모리(110)에 저장되는 데이터를 수신한 후에 몇몇 점에서 클라이언트(114)에 확인을 송신한다. 기록 데이터 파이프라인(106), 또는 이의 하위 소자는, 확인을 발생시킬 수 있다. 저장 장치(102)가 데이터를 수신한 후에 가능한 한 빨리 확인을 송신하는 것이 유리하다.
특정 실시예들에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 데이터가 비휘발성 메모리(110)에 실제로 저장되기 전에 확인을 송신한다. 예를 들면, 기록 데이터 파이프라인(106)은 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 비휘발성 메모리(110)에 여전히 전송되는 동안에 확인을 송신할 수 있다. 이와 같은 실시예들에서, 저장 장치(102)가 모든 데이터를 플러싱하는 것이 매우 바람직하며 그 동안에 저장 컨트롤러(104)는 데이터 손상을 방지하며 송신된 확인의 보전성을 유지하기 위해 제2 전력 공급부(124)가 전력을 충분히 상실하기 전에 비휘발성 메모리(110)에 확인을 송신한다.
더구나, 특정 실시예들에서, 기록 데이터 파이프라인(106) 내의 몇몇 데이터는 정전의 결과로 손상될 수 있다. 정전은 전력 차단뿐만 아니라 공급되는 전력 레벨의 예기치 않은 변화를 포함할 수 있다. 전력 레벨의 예기치 않은 변화는 위험한 상태로 저장 장치(102)에 있지만, 아직은 비휘발성 메모리(110)에 있지 않은, 데이터에 배치할 수 있다. 전력 관리 장치(122)가 정전이 있었다는 것을 바로 감지하기(인지하기) 전에 데이터 손상이 일어나기 시작할 수 있다.
예를 들면, PCI-e 명세서는, 정전의 신호를 받은 경우에, 데이터가 특정한 환경에서 가장되며 손상되며 저장되지 않아야 한다는 것을 가리킨다. 유사한 잠재적인 손상이 PCI, 직렬 고급 기술 부착("시리얼 ATA" 또는 "SATA", 병렬 ATA("PATA"), 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스("SCSI"), IEE 1394("FireWire"), 파이버 채널, 범용 직렬 버스("USB"), PCIe-AS, 또는 이와 유사한 것과 같은 다른 연결 타입들을 사용하여 클라이언트들(114)에 연결되는 저장 장치들(102)에 일어날 수 있다. 복잡성이 (이런 점에서부터 현재 시간까지 수신된 데이터가 손상된 것으로 추정되는 것을 의미하는) 정전이 발생할 때 일어날 수 있으며, 기간이 지나면, 정전이 감지되며 신호를 받으며, 전력 관리 장치(122)가 신호를 수신하며 정전을 인지하게 된다. 일어난 정정과 정전을 발견한 전력 관리 장치(122) 사이의 지연은 손상된 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)에 들어가는 것을 허용할 수 있다. 특정 실시예들에서, 이런 손상된 데이터는 식별되어야 하며 비휘발성 메모리(110)에 저장되지 않아야 한다. 또는, 이런 손상된 데이터는 비휘발성 메모리(110)에 저장될 수 있으며 아래에 설명된 바와 같이 손상된 것으로 마킹될 수 있다. 설명의 단순화를 위해, 손상된 데이터를 식별하며 비휘발성 메모리(110)에 이런 데이터를 저장하지 않는 것은 무엇보다 먼저 여기에 있는 기능들과 특징들을 설명하는데 사용될 것이다. 게다가, 클라이언트(114)는 이런 데이터가 저장되지 않았다는 것을 인지해야 하거나, 또는 이의 보전성에 대한 의문이 있는 데이터는 데이터 보존성이 확인될 수 있을 때까지 인정되지 않는다는 것을 인지해야 한다. 그 결과로, 손상된 데이터는 인정되지 않아야 한다.
저장 장치(102)는 또한 전력 관리 장치(122)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 전력 관리 장치(122)는 저장 컨트롤러(104)의 일부분으로 실행된다. 전력 관리 장치(122)는, 예를 들면, 소프트웨어 드라이버일 수 있거나 저장 장치(102)를 위한 펌웨어에서 실행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전력 관리 장치(122)는 소프트웨어 드라이버에서 부분적으로 및 저장 컨트롤러(104)에서 부분적으로, 또는 이와 유사한 것에서 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 전력 관리 장치(122)의 적어도 일부분이 저장 컨트롤러(104)의 일부분으로 저장 장치(102)에서, 또는 이와 유사한 것에서 실행되며, 그 결과 비록 클라이언트(114)가 더 이상 기능을 하지 않더라도, 전력 관리 장치(122)는 제2 전력 공급부(124)로부터 나온 전력을 사용하여 부분적이거나 완전한 전력 손실 중에 계속 기능을 한다.
일 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 제1 전력 접속부(130)로부터 전력의 감소에 응답하여 저장 장치(102)에서 전력 손실 모드를 시작한다. 전력 손실 모드 중에, 전력 관리 장치(122)는, 일 실시예에서 아직 비휘발성 메모리(110)에 저장되지 않고 저장 장치(102)에 있는 데이터를 비휘발성 메모리(110)로 플러싱한다. 특정한 실시예들에서, 전력 관리 장치(122)는 확인되었으며 아직 비휘발성 메모리(110)에 저장되지 않고 저장 장치(102)에 있는 데이터를 비휘발성 메모리(110)로 플러싱한다. 아래에 설명되는 특정 실시예들에서, 전력 관리 장치(122)는 제2 전력 공급부(124)가 필수적인 작동들을 완료하도록 전력을 충분히 잃기 전에, 즉 제2 전력 공급부(124)가 제공되는 전력 유지 시간 중에 필수적인 작동들이 완료된다는 것을 보장하기 위해 저장 장치(102)에 대한 데이터 작동의 실행을 조절할 수 있다.
특정 실시예들에서, 필수적인 작동들은 확인된 기록 작동들과 같이 저장된 것으로 확인된 데이터에 대한 작동들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 필수적인 작동들은 저장되었으며 소거된 것으로 확인된 데이터에 대한 작동들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 필수적인 작동들은 저장되었으며, 판독되었으며, 소거된 것으로 확인된 데이터에 대한 작동들을 포함한다. 전력 관리 장치(122)는 또한 필수적이지 않은 작동들이 불필요하게 전력을 소비하지 않으며/않거나 필수적인 작동들이 실행되는 것을 방해하지 않는다는 것을 보장하기 위해 필수적이지 않은 작동들을 제거할 수 있으며; 예를 들면, 전력 관리 장치(122)는 소거 작동들, 판독 작동들, 확인된 기록 작동들 등을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 필수적이지 않은 작동들을 제거하는 것은 제2 전력 공급부(124)로부터 전력을 보존하며, 제2 전력 공급부(124)가 전력 유지 시간을 제공하는 것을 허용한다. 다른 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 제2 전력 공급부(124)로부터 전력을 유지하기 위해 전력 손실 모드 중에 저장 장치(102)의 하나 이상의 하위 소자들의 작동을 비활성화하거나 그렇지 않으면 중지시킨다. 예를 들면, 다양한 실시예들에서, 전력 관리 장치(122)는 판독 데이터 파이프라인(108), 판독 직접 메모리 접속("DMA") 엔진, 및/또는 필수적이지 않은 작동들과 관련된 저장 장치(102)의 다른 하위 소자들의 작동을 비활성화할 수 있다.
전력 관리 장치(122)는 또한 정전에 의해 임의의 데이터가 손상되었는지를 결정하며, 손상된 데이터가 비휘발성 메모리(110)에 저장되는 것을 방지하며, 클라이언트(114)가 손상된 데이터가 결코 저장 장치(102)에 실제로 저장되지 않았다는 것을 인지하는 것을 보장하는 책임이 있을 수 있다. 이는 정전으로부터 초래되는 저장 장치(102)에서 데이터의 손상을 방지한다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 복수의 저장 장치들(102)을 포함한다. 전력 관리 장치(122)는, 일 실시예에서, 복수의 저장 장치들(102)에서 각각의 저장 장치(102)에 대한 전력 손실 모드들을 관리하며, 복수의 저장 장치들(102)에 대해 시스템 전체의 전력 손실 모드를 제공한다. 다른 실시예들에서, 복수의 저장 장치들(102)에서 각각의 저장 장치(102)는 각각 개개의 저장 장치(102)에 대한 개별적인 전력 손실 모드를 관리하는 개별적인 전력 관리 장치(122)를 포함한다. 전력 관리 장치(122)는, 일 실시예에서, 하나 이상의 다른 저장 장치들(102)에 대한 필수적인 작동들을 실행하기 위한 제2 전력 공급부(124)로부터 전력을 유지하기 위해 복수의 저장 장치들(102) 중의 하나 이상의 저장 장치들(102)을 비활성화하거나 그렇지 않으면 중지시킬 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 클라이언트(114)와 복수의 저장 장치들(102) 사이에 전기 접속을 제공하기 위한 하나 이상의 어댑터들을 포함한다. 어댑터는, 다양한 실시예들에서, 단일 저장 장치(102)를 받아들이는 슬롯 또는 포트, 둘 이상의 저장 장치들(102)을 받아들이는 확장 카드 또는 도터 카드(daughter card), 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 복수의 저장 장치들(102)은 클라이언트(114)의 별도의 포트들 또는 슬롯들에 각각 결합될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 도터 카드들 또는 이와 유사한 것과 같은 하나 이상의 어댑터들이 클라이언트(114)에 전기적으로 결합될 수 있으며(즉 클라이언트(114)의 하나 이상의 슬롯들 또는 포트들에 연결되며) 하나 이상의 어댑터들은 둘 이상의 저장 장치들(102)에 대한 접속을 각각 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 도터 카드들 또는 이와 유사한 것과 같은 둘 이상의 어댑터들을 받아들이는 마더보드 또는 이와 유사한 것과 같은 회로 보드를 포함하며, 각각의 어댑터는 둘 이상의 저장 장치들(102)을 받아들인다. 다른 실시예에서, 어댑터들은 회로 보드의 PCI-e 슬롯들을 사용하여 회로 보드에 결합되며 저장 장치들(102)은 어댑터들의 PCI-e 슬롯들을 사용하여 어댑터들에 결합된다. 다른 실시예에서, 저장 장치들(102) 각각은 플래시 메모리와 같은 비휘발성 고체 상태 저장장치인 듀얼 인라인 메모리 모듈("DIMM"), 또는 이와 유사한 것을 포함한다. 일 실시예에서, 회로 보드, 어댑터들, 및 저장 장치들(102)은 클라이언트(114)의 외부에 있을 수 있으며, 별도의 제1 전력 접속부(130)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로 보드, 어댑터들, 및 저장 장치들(102)은 전력 공급 유닛("PSU")과 함께 외부 용기에 수용될 수 있으며 eSATA, eSATAp, SCSI, FireWire, Fiber Channel, USB, PCIe-AS, 또는 이와 유사한 것과 같은 외부 버스를 사용하여 클라이언트(114)와 통신할 수 있다. 다른 실시예에서, 회로 보드는 클라이언트(114)의 마더보드일 수 있으며, 어댑터들과 저장 장치들(102)은 클라이언트(114)의 내부 저장장치일 수 있다.
본 발명을 고려하여, 본 기술분야의 기술자는 시스템(100)에 사용하기 위한 많은 형태의 어댑터들 및 저장 장치들(102)을 인지할 것이다. 예를 들면, 각각의 어댑터는 두 개의 저장 장치들(102), 네 개의 저장 장치들(102), 또는 임의의 수의 저장 장치들(102)을 받아들일 수 있다. 마찬가지로, 시스템(100)은 하나의 어댑터, 두 개의 어댑터들, 세 개의 어댑터들, 네 개의 어댑터들, 또는 임의의 지원된 수의 어댑터들을 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 시스템(100)은 두 개의 어댑터들을 포함하며 각각의 어댑터는 총 여덟 개의 저장 장치들(102)에 대해 네 개의 저장 장치들(102)을 받아들인다.
일 실시예에서, 제2 전력 공급부(124)는 복수의 저장 장치들(102) 각각에 전력을 제공한다. 예를 들면, 제2 전력 공급부(124)는 메인 회로 보드 또는 마더보드에 있는 회로에 배치될 수 있으며 몇몇 어댑터들에 전력을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템(100)은 하위 세트의 복수의 저장 장치들(102)에 전력을 각각 제공하는 복수의 제2 전력 공급부들을 포함한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 각각의 어댑터는 어댑터의 저장 장치들(102)을 위한 제2 전력 공급부(124)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 저장 장치(102)는 저장 장치(102)를 위한 제2 전력 공급부(124)를 포함할 수 있다. 본 발명을 고려하여, 본 기술분야의 기술자는 복수의 저장 장치들(102)에 전력을 제공하기 위한 제2 전력 공급부들(124)의 상이한 배치를 인지할 것이다.
고체 상태 저장 장치
도 2는 본 발명에 따른 고체 상태 저장 장치(102)에 있는 기록 데이터 파이프라인(106) 및 판독 데이터 파이프라인(108)을 포함하는 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)의 일 실시예(200)를 도시하는 개략적인 블록도이다. 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 고체 상태 저장장치(110)를 각각 제어하는 다수의 고체 상태 저장 컨트롤러들(0-N 104a-n)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 두 개의 고체 상태 컨트롤러들이 보여지며: 고체 상태 컨트롤러(0 104a)와 고체 상태 컨트롤러(N 104n), 각각은 고체 상태 저장장치(110a-n)를 제어한다. 도시된 실시예에서, 고체 상태 저장 컨트롤러(0 104a)는 데이터 채널을 제어하며 그 결과 부착된 고체 상태 저장 장치(110a)는 데이터를 저장한다. 고체 상태 저장 컨트롤러(N 104n)는 저장된 데이터와 관련된 인덱스 메타데이터 채널을 제어하며 관련된 고체 상태 저장장치(110n)는 인덱스 메타데이터를 저장한다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 단일의 고체 상태 저장장치(110a)를 가지는 단일의 고체 상태 컨트롤러(104a)를 포함한다. 다른 실시예에서, 복수의 고체 상태 저장 컨트롤러들(104a-n) 및 관련된 고체 상태 저장장치(110a-n)가 있다. 일 실시예에서, 이들의 관련된 고체 상태 저장장치(110a-110n-1)에 결합되는 하나 이상의 고체 상태 컨트롤러들(104a-104n-1)은 데이터를 제어하는 반면에 이의 관련된 고체 상태 저장장치(110n)에 결합되는 적어도 하나의 고체 상태 저장 컨트롤러(104n)는 인덱스 메타데이터를 제어한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 고체 상태 컨트롤러(104)는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이("FPGA")이며 컨트롤러 기능은 FPGA로 프로그래밍된다. 특정 실시예에서, FPGA는 Xilinx® FPGA이다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 어플리케이션 특정 집적 회로("ASIC")또는 주문형 로직 솔루션과 같은 고체 상태 저장 컨트롤러(104)로 구체적으로 설계된 소자들을 포함한다. 각각의 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 일반적으로 도 3과 관련하여 더 설명되는 기록 데이터 파이프라인(106)과 판독 데이터 파이프라인(108)을 포함한다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 FPGA, ASIC, 및 주문형 로직 소자들의 조합으로 구성된다.
고체 상태 저장장치
고체 상태 저장장치(110)는 뱅크들(214)에 배치되며 양방향 저장 입력/출력("I/O") 버스(210)를 통해 병렬로 접속되는 하나의 배열의 비휘발성 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)이다. 저장 I/O 버스(210)는, 일 실시예에서, 어는 하나의 시간에 일방향 통신을 할 수 있다. 예를 들면, 데이터가 고체 상태 저장장치(110)에 기록될 때, 데이터는 고체 상태 저장장치(110)로부터 판독될 수 없다. 다른 실시예에서, 데이터는 동시에 양쪽 방향으로 흐를 수 있다. 그러나 데이터 버스에 대응하여 여기에 사용되는 것과 같은 양방향은 어느 시간에 하나의 방향으로만 흐르는 데이터를 가질 수 있는 데이터 경로를 가리키지만, 양방향 데이터 버스에 대해 일 방향으로 흐르는 데이터가 지연될 때, 데이터는 양방향 데이터 버스에 대해 반대 방향으로 흐를 수 있다.
고체 상태 저장 장치(예를 들면 SSS 0.0 216a)는 일반적으로 칩(하나 이상의 다이들의 패키지) 또는 회로 보드에 있는 다이로 구성된다. 도시된 바와 같이, 이런 몇몇의 장치들이 칩 패키지, 한 더미의 칩 패키지들, 또는 얼마간의 다른 패키지 요소로 함께 패키지화되더라도 고체 상태 저장 장치(예를 들면 216a)는 다른 고체 상태 저장 장치들(예를 들면 218a)에 독립적으로 또는 반독립적으로 작동한다. 도시된 바와 같이, 일 열의 고체 상태 저장 장치들(216a, 216b, 216m)은 뱅크(214)로 지시된다. 도시된 바와 같이, 고체 상태 저장장치(110)의 하나의 배열의 n x m 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)에 많은 "n" 뱅크들(214a-n)과 "m" 뱅크당 고체 상태 저장 장치들(216a-m, 218a-m, 220a-m)이 있을 수 있다. 물론 상이한 실시예들은 n과 m에 대한 상이한 값들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고체 상태 저장장치(110a)는 여덟 개의 뱅크들(214)과 함께 뱅크(214)당 20개의 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)을 포함한다. 일 실시예에서, 고체 상태 저장 매체(110a)는 여덟 개의 뱅크들(214)과 함께 뱅크(214)당 24개의 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)을 포함한다. n x m 저장 장치들(216, 218, 220)에 더하여, 하나 이상의 추가적인 칼럼들(P)이 또한 하나 이상의 열에 대해 다른 고체 상태 저장 장치들(216a, 216b, 216m)과 병렬로 배치될 수 있으며 작동될 수 있다. 추가된 P 칼럼들은 일 실시예에서 특정 뱅크에 대한 m 저장 장치들에 걸치는 ECC 청크(ECC chunk)(즉, ECC 부호어)의 부분들에 대한 패리티 데이터를 저장한다. 일 실시예에서, 각각의 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)은 싱글 레벨 셀("SLC") 장치들로 구성된다. 다른 실시예에서, 각각의 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220)는 멀티 레벨 셀("MLC") 장치들로 구성된다.
일 실시예에서, 공통 저장 I/O 버스(210a)를 공유하는 고체 상태 저장 장치들(예를 들면 216b, 218b, 220b)은 함께 패키지화된다. 일 실시예에서, 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220)는 수직으로 적층된 하나 이상의 칩들과 함께 칩당 하나 이상의 다이들을 가질 수 있으며 각각의 다이는 독립적으로 접속될 수 있다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 장치(예를 들면 SSS 0.0 216a)는 다이당 하나 이상의 가상 다이들 및 칩당 하나 이상의 다이들을 가질 수 있으며 수직으로 적층된 하나 이상의 칩들과 각각의 가상 다이는 독립적으로 접속될 수 있다. 다른 실시예에서, 고체 상태 장치(SSS 0.0 216a)는 다이당 하나 이상의 가상 다이들 및 칩당 하나 이상의 다이들을 가질 수 있으며 수직으로 적층된 얼마간의 또는 모든 하나 이상의 다이들과 각각의 가상 다이는 독립적으로 접속될 수 있다.
일 실시예에서, 두 개의 다이가 각각의 별도의 뱅크(214a-n)에 있는 여덟 개의 저장 장치들(예를 들면 SSS 0.0-SSS 8.0)(216a-220a)을 형성하기 위해 그룹당 네 개의 더미로 수직으로 적층된다. 다른 실시예에서, 24개의 저장 장치들(예를 들면 SSS 0.0-SSS 0.24)(216)은 논리 뱅크(214a)를 형성하며 그 결과 각각 여덟개의 논리 뱅크들은 24개의 저장 장치들(예를 들면 SSS0.0-SSS 8.24)(216, 218, 220)을 가진다. 데이터는 특정 그룹의 저장 장치들(SSS 0.0-SSS 8.0)(216a, 218a, 220a)의 모든 저장 장치들로 저장 I/O 버스(210)를 통해 고체 상태 저장장치(110)에 전송된다. 저장 제어 버스(212a)는 특정 뱅크(예를 들면 뱅크(0 214a))를 선택하는데 사용되며 그 결과 모든 뱅크들(214)에 연결되는 저장 I/O 버스(210)를 통해 수신된 데이터는 선택된 뱅크(214a)에 바로 기록된다.
일 실시예에서, 저장 I/O 버스(210)는 하나 이상의 독립 I/O 버스들(210a.a-m, 210n.a-m을 포함하는 "IIOBa-m")로 구성되며 여기서 각각의 칼럼 내에 있는 고체 상태 저장 장치들은 병렬로 각각의 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220)에 접속하는 독립 I/O 버스들 중의 하나를 공유하며 그 결과 모든 뱅크들(214)은 동시에 접속된다. 예를 들면, 저장 I/O 버스(210)의 하나의 채널은 각각의 뱅크(214a-n)의 제1 고체 상태 저장 장치(216a, 218a, 220a)에 동시에 접속할 수 있다. 저장 I/O 버스(210)의 제2 채널은 각각의 뱅크(214a-n)의 제2 고체 상태 저장 장치(216b, 218b, 220b)에 동시에 접속할 수 있다. 각각의 열의 고체 상태 저장 장치(216a, 216b, 216m)는 동시에 접속된다. 일 실시예에서, 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)이 멀티 레벨인(물리적으로 적층된) 경우에, 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)의 모든 물리적인 레벨들은 동시에 접속된다. 여기에 사용되는 바와 같은 "동시에"는 또한 장치들이 스위칭 노이즈를 회피하기 위해 약간 다른 간격으로 접속되는 거의 동시 접속을 포함한다. "동시에"는 명령 및/또는 데이터가 차례로 개별적으로 전송되는 순차 또는 직렬 접속과 구별되는 이런 맥락으로 사용된다.
일반적으로, 뱅크들(214a-n)은 저장 제어 버스(212)를 사용하여 독립적으로 선택된다. 일 실시예에서, 뱅크(214)는 칩 인에이블 또는 칩 선택을 사용하여 선택된다. 칩 선택과 칩 인에이블이 이용 가능한 경우에, 저장 제어 버스(212)는 멀티 레벨 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220) 중의 하나의 레벨을 선택할 수 있다. 다른 실시예들에서, 다른 명령이 멀티 레벨 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220) 중의 하나의 레벨을 개별적으로 선택하기 위해 저장 제어 버스(212)에 의해 사용된다. 고체 상태 저장 장치들(216, 218, 220)은 또한 저장 I/O 버스(210)와 저장 제어 버스(212)에 대해 전송된 제어와 어드레스 정보의 조합을 통해 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220)는 소거 블록들로 분할되며 각각의 소거 블록은 페이지들로 분할된다. 고체 상태 저장 장치(216, 218 220)에 대한 소거 블록은 물리적인 소거 블록 또는 "PEB"로 불릴 수 있다. 일반적인 페이지는 2000 바이트("2kB")이다. 일 예에서, 고체 상태 저장 장치(예를 들면 SSS 0.0)는 두 개의 레지스터를 포함하며 두 개의 페이지를 프로그래밍할 수 있으며 그 결과 두 개의 레지스터 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220)는 4kB의 용량을 가진다. 20개의 고체 상태 저장 장치들(216a, 216b, 216m)의 뱅크(214)는 그 다음에 저장 I/O 버스(210)의 채널들을 나가는 동일한 어드레스에 접속되는 80kB 용량의 페이지들을 가질 수 있을 것이다.
80kB의 고체 상태 저장 장치들(216a, 216b, 216m)의 뱅크(214)에서 이런 그룹의 페이지들은 논리 페이지 또는 가상 페이지로 불릴 수 있다. 마찬가지로, 뱅크(214a)의 각각의 저장 장치(216a-m)의 소거 블록은 논리 소거 블록 또는 가상 소거 블록을 형성하기 위해 그룹을 이룰 수 있다. 일 실시예에서, 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220) 내의 페이지들의 소거 블록은 소거 명령이 고체 상태 장치(216, 218, 220) 내에 수신될 때 소거된다. 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220) 내의 소거 블록들, 페이지들, 평면들, 또는 다른 논리적이며 물리적인 파티션들의 크기와 수는 기술의 진보와 함께 시간의 경과에 따라 변하는 것으로 예상되는 것에 반하여, 새로운 형태와 일치하는 많은 실시예들이 가능하며 여기의 일반적인 설명과 일치한다는 것이 예상된다.
일반적으로, 패킷이 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220) 내의 특정 위치에 기록될 때, 여기서 패킷은 특정 뱅크의 특정 저장 장치의 특정한 물리적인 소거 블록에 특유한 것인 특정 페이지 내의 한 위치에 기록되기 위한 것이며, 물리적인 어드레스는 저장 I/O 버스(210)에 전송되며 그 다음에 패킷이 전송된다. 물리적인 어드레스는 페이지 내에서 지시된 위치로 패킷을 유도하기 위해 고체 상태 저장 장치(216, 218, 220)에 대한 충분한 정보를 가진다. 하나의 칼럼의 저장 장치들에 있는 모든 저장 장치들(예를 들면 SSS 0.0-SSS N.0 216a, 218a, 220a)이 저장 I/O 버스(210a.a) 내에서 적당한 버스에 의해 동시에 접속되기 때문에, 적절한 페이지에 도달하며 이런 칼럼의 저장 장치들(SSS 0.0-SSS N.0 216a, 218a, 220a)에서 유사하게 어드레스된 페이지들에 데이터 패킷을 기록하는 것을 회피하기 위해, 데이터 패킷이 기록되는 올바른 페이지를 가지는 고체 상태 저장 장치(SSS 0.0 216a)를 포함하는 뱅크(214a)가 저장 제어 버스(212)에 의해 동시에 선택된다.
이와 마찬가지로, 저장 I/O 버스(210)에 대한 판독 명령을 충족시키는 것은 신호 뱅크(214a)와 뱅크(214a) 내에 있는 적당한 페이지를 선택하기 위해 저장 제어 버스(212)에 대한 동시 신호를 필요로 한다. 일 실시예에서, 판독 명령은 전체 페이지를 판독하며, 뱅크(214)에 병렬로 구비되는 다수의 고체 상태 저장 장치들(216a, 216b, 216m)이 있기 때문에, 전체 논리 페이지는 판독 명령으로 판독된다. 그러나, 판독 명령은 뱅크 인터리브에 대해 아래에 설명되는 바와 같이 하위 명령들로 나누어질 수 있다. 논리 페이지는 또한 기록 작동에 접속될 수 있다.
소거 블록 소거 명령이 특정 소거 블록을 소거하도록 특정 소거 블록 어드레스를 가지는 저장 I/O 버스(210)를 통해 소거 블록을 소거하기 위해 외부로 전송될 수 있다. 일반적으로, 소거 블록 소거 명령은 특정 소거 블록을 소거하도록 특정 소거 블록 어드레스를 각각 가지는 논리 소거 블록을 소거하기 위해 저장 I/O 버스(210)의 병렬의 경로들을 통해 전송될 수 있다. 이와 동시에 특정 뱅크(예를 들면 뱅크(0 214a))가 모든 뱅크들(뱅크들(1-N 214b-n))에서 유사하게 어드레스된 소거 블록들의 소거를 방지하기 위해 저장 제어 버스(212)를 통해 선택된다. 또는, 특정 뱅크(예를 들면 뱅크(0 214a))이 모든 뱅크들(뱅크들(1-N 214b-n))에서 동시에 유사하게 어드레스된 소거 블록들의 소거를 가능하게 하기 위해 저장 제어 버스(212)를 통해 선택되지 않는다. 다른 명령들이 또한 저장 I/O 버스(210)와 저장 제어 버스(212)의 조합을 사용하여 특정 위치에 전송될 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 양방향 저장 I/O 버스(210)와 저장 제어 버스(212)를 사용하여 특정 저장 위치를 선택하기 위한 다른 방식을 인지할 것이다.
일 실시예에서, 패킷들은 고체 상태 저장장치(110)에 연속하여 기록된다. 예를 들면, 패킷들은 저장 장치들(216)의 뱅크(214a)의 저장 기록 버퍼들에 스트리밍되며 버퍼들이 채워질 때, 패킷들은 지시된 논리 페이지에 프로그래밍된다. 패킷들은 그런 다음에 저장 기록 버퍼들을 다시 채우며, 이들이 채워질 때, 패킷들은 다음 논리 페이지에 기록된다. 다음 논리 페이지는 동일한 뱅크(214a)이거나 다른 뱅크(예를 들면 214b)일 수 있다. 이런 과정은 일반적으로 논리 소거 블록이 채워질 때까지, 논리 페이지마다 계속된다. 다른 실시예에서, 스트리밍이 논리 소거 블록 경계를 넘어 계속될 수 있으며 이런 과정은 논리 소거 블록마다 계속된다.
판독, 수정, 기록 작동에서, 요청 데이터와 관련된 데이터 패킷들은 판독 작동에 위치하며 판독된다. 수정된 수정 요청 데이터의 데이터 세그먼트들이 이들이 판독되는 위치에 기록되지 않는다. 또는, 수정 데이터 세그먼트들은 데이터 패킷들로 다시 변환되며 그런 다음에 현재 기록되는 중인 논리 페이지에 있는 다음의 이용 가능한 위치에 연속하여 기록된다. 개개의 데이터 패킷들에 대한 인덱스 엔트리들은 수정된 데이터 세그먼트들을 가지는 패킷들을 가리키기 위해 수정된다. 수정되지 않은 동일한 요청 데이터와 관련된 데이터 패킷들에 대한 인덱스의 엔트리 또는 엔트리들은 수정되지 않은 데이터 패킷들의 원래 위치에 대한 포인터들을 포함할 것이다. 따라서, 만약 원래의 요청 데이터가 예를 들면 이전 버전의 요청 데이터를 유지하기 위해 유지된다면, 원래 요청된 데이터는 원래 기록된 것으로 모든 데이터 패킷들에 대한 인덱스에 포인터들을 가질 것이다. 새로 요청된 데이터는 몇몇의 원래 데이터 패킷들에 대한 인덱스에 포인터들 및 현재 기록되는 중인 논리 페이지에 있는 수정된 데이터 패킷들에 대한 포인터들을 가질 것이다.
복사 작동에서, 인덱스는 고체 상태 저장장치(110)에 저장된 다수의 패킷들로 맵핑된 원래 요청된 데이터에 대한 엔트리를 포함한다. 복사가 만들어질 때, 요청된 데이터의 새로운 복사가 생성되며 새로운 엔트리가 원래 패킷들로 요청된 데이터의 새로운 복사를 맵핑하는 인덱스에 생성된다. 요청된 데이터의 새로운 복사는 또한 고체 상태 저장장치(110)에 기록되며 이의 위치는 인덱스에 있는 새로운 엔트리에 맵핑된다. 요청된 데이터 패킷들의 새로운 복사는 요청된 데이터의 복사에 전파되지 않은 원래 요청된 데이터가 변경되며 인덱스가 분실되거나 손상된 경우에 참조되는 원래 요청된 데이터 내에서 패킷들을 식별하는데 사용될 수 있다.
유리하게도, 연속적으로 기록하는 패킷들은 고체 상태 저장장치(110)의 보다 균일한 사용을 촉진하며 고체 저장 장치 컨트롤러(202)가 고체 상태 저장장치(110)에서 저장 핫 스팟과 다양한 논리 페이지들의 사용 레벨을 모니터링하는 것을 허용한다. 연속적으로 기록하는 패킷들은 또한 아래에 상세하게 설명되는, 강력하며 효과적인 불필요 데이터 수집 시스템을 촉진한다. 본 기술분야의 기술자는 데이터 패킷들의 연속적인 저장의 다른 이점들을 인지할 것이다.
고체 상태 저장 장치 컨트롤러
다양한 실시예들에서, 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 또한 아래에 설명되는 데이터 버스(204), 로컬 버스(206), 버퍼 컨트롤러(208), 버퍼들(0-N 222a-n), 마스터 컨트롤러(224), 직접 메모리 접속("DMA") 컨트롤러(226), 메모리 컨트롤러(228), 동적 메모리 어레이(230), 정적 랜덤 메모리 어레이(232), 관리 컨트롤러(234), 관리 버스(236), 시스템 버스(240)에 대한 브릿지(238), 및 잡다한 로직(242)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 시스템 버스(240)는 하나 이상의 네트워크 인터페이스 카드들("NICs")(244)에 결합되며, 이의 몇몇은 아래에 설명되는 리모트 DMA("RDMA") 컨트롤러들(246), 하나 이상의 중앙 처리 유닛("CPU")(248), 하나 이상의 외부 메모리 컨트롤러들(250)과 관련된 외부 메모리 어레이들(252), 하나 이상의 저장 컨트롤러들(254), 피어 컨트롤러들(256), 및 어플리케이션 특정 프로세서들(258)을 포함할 수 있다. 시스템 버스(240)에 연결되는 소자들(244-258)은 클라이언트(114)에 위치할 수 있거나 다른 장치들에 있을 수 있다.
일반적으로 고체 상태 저장 컨트롤러(들)(104)은 저장 I/O 버스(210)를 통해 고체 상태 저장장치(110)에 데이터를 통신한다. 일반적인 실시예에서 고체 상태 저장장치가 뱅크들(214)에 배치되며 각각의 뱅크(214)가 병렬로 접속되는 다수의 저장 장치들(216a, 216b, 216m)을 포함하는 경우에, 저장 I/O 버스(210)은 하나의 배열의 버스들이며, 각각의 칼럼의 저장 장치들(216, 218, 220)에 대해 하나가 뱅크들(214)에 미친다. 여기에 사용되는 것과 같은 용어 "저장 I/O 버스" 하나의 저장 I/O 버스(210) 또는 하나의 배열의 데이터 독립 버스들(204)을 가리킬 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 칼럼의 저장 장치들(예를 들면 216a, 218a, 220a)에 접속하는 각각의 저장 I/O 버스(210)는 하나의 컬럼의 저장 장치들(216a, 218a, 220a)에 접속되는 저장 파티션들(예를 들면 소거 블록들)에 대한 논리 대 물리 맵핑을 포함할 수 있다. 만약 제1 저장 파티션이 고장이거나, 부분적으로 고장이거나, 접속이 불가능하거나, 또는 몇몇 다른 문제를 가진다면 이런 맵핑(또는 배드 블록 리맵핑)은 저장 파티션의 물리적 어드레스로 맵핑된 논리 어드레스가 상이한 저장 파티션으로 리맵핑되는 것을 허용한다.
데이터는 또한 시스템 버스(240), 브릿지(238), 로컬 버스(206), 버퍼(들)(222), 및 마지막으로 데이터 버스(204)를 통해 요청 장치(155)로부터 고체 상태 저장 컨트롤러(들)(104)과 통신될 수 있다. 데이터 버스(204)는 일반적으로 버퍼 컨트롤러(208)로 제어되는 하나 이상의 버퍼들(222a-n)에 연결된다. 버퍼 컨트롤러(208)는 일반적으로 로컬 버스(206)로부터 버퍼들(222)까지 그리고 데이터 버스(204)를 통해 파이프라인 입력 버퍼(306)와 출력 버퍼(330)로 데이터의 전달을 제어한다. 버퍼 컨트롤러(208)는 일반적으로 상이한 클럭 도메인들을 평가하기 위해, 데이터 충돌을 방지하는 등을 위해, 요청 장치로부터 도착한 데이터가 버퍼(222)에 일시적으로 저장될 수 있으며 그런 다음에 데이터 버스(204)에 전달될 수 있는 방법, 또는 그 반대로 진행되는 방법을 제어한다. 버퍼 컨트롤러(208)는 일반적으로 데이터 흐름을 조정하기 위해 마스터 컨트롤러(224)와 함께 작동한다. 데이터가 도착할 때, 데이터는 시스템 버스(240)에 도착할 것이며, 브릿지(238)를 통해 로컬 버스(206)에 전달될 것이다.
일반적으로 데이터는 마스터 컨트롤러(224)와 버퍼 컨트롤러(208)에 의해 유도될 때 로컬 버스(206)로부터 하나 이상의 데이터 버퍼들(222)까지 전달된다. 데이터는 그런 다음에 버퍼(들)(222)로부터 데이터 버스(204)로, 고체 상태 컨트롤러(104)를 통해, 그리고 NAND 플래시 또는 다른 젖아 매체와 같은 고체 상태 저장장치(110)로 흐른다. 일 실시예에서, 데이터 및 데이터와 함께 도착되는 관련된 대역외 메타데이터("메타데이터")는 하나 이상의 고체 상태 저장 컨트롤러들(104a-104n-1)과 관련된 고체 상태 저장장치(110a-110n-1)를 포함하는 하나 이상의 데이터 채널을 사용하여 통신되지만 적어도 하나의 채널(고체 상태 저장 컨트롤러(104n), 고체 상태 저장장치(110n))는 인덱스 정보 및 고체 상태 저장 장치(102)에서 내부적으로 발생된 다른 메타데이터와 같은 대역내 메타데이터 전용이다.
로컬 버스(206)는 일반적으로 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)에 내장된 장치들 사이에서 그리고 고체 상태 저장 장치(102)에 내장된 장치들과 시스템 버스(240)에 연결된 장치들(244-258) 사이에서 데이터와 명령들의 통신을 허용하는 양방향 버스 또는 세트의 버스들이다. 브릿지(238)는 로컬 버스(206)와 시스템 버스(240) 사이의 통신을 용이하게 한다. 본 기술분야의 기술자는 링 구조들 또는 스위칭된 별모양 형태들 및 기능들의 버스들(240, 206, 204, 210) 및 브릿지들(238)과 같은 다른 실시예들을 인지할 것이다.
시스템 버스(240)는 일반적으로 고체 상태 저장 장치(102)가 설치되거나 연결되는 클라이언트(114) 또는 다른 장치의 버스이다. 일 실시예에서, 시스템 버스(240)는 PCI-e 버스, 직렬 고급 기술 부착("직렬 ATA") 버스, 병렬 ATA, 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템 버스(240)는 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스("SCSI"), FireWire, 파이버 채널, USB, PCIe-AS, 또는 이와 유사한 것과 같은 외부 버스이다. 고체 상태 저장 장치(102)는 장치에 내부로 끼워지도록 또는 외부에 연결된 장치로 포장될 수 있다.
고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 고체 상태 저장 장치(102) 내에서 더 높은 수준의 기능들을 제어하는 마스터 컨트롤러(224)를 포함한다. 마스터 컨트롤러(224)는 다양한 실시예들에서 객체 요청들과 다른 요청들을 해석함으로써 데이터 흐름을 제어하며, DMA 요청들 등을 조정하는 관련된 데이터의 물리적 위치에 대한 데이터와 관련된 객체 식별자들을 맵핑하기 위해 인덱스들의 생성을 지시한다. 여기에 설명된 많은 기능들은 마스터 컨트롤러(224)에 의해 전적으로 또는 부분적으로 제어된다.
일 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 내장된 컨트롤러(들)를 사용한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 동적 메모리 어레이(230)(동적 랜덤 접속 메모리 "DRAM"), 정적 메모리 어레이(232; 정적 랜덤 접속 메모리 "SRAM") 등과 같은 로컬 메모리를 사용한다. 일 실시예에서, 로컬 메모리는 마스터 컨트롤러(224)를 사용하여 제어된다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 메모리 컨트롤러(228)를 통해 로컬 메모리에 접속한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 리눅스 서버를 작동시키며 월드 와이드 웹, 하이퍼텍스트 작성 언어("HTML")등과 같은 다양한 공용 서버 인터페이스들을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 나노 프로세서를 사용한다. 마스터 컨트롤러(224)는 프로그램 가능하거나 표준 로직, 또는 위에 열거된 컨트롤러 타입들의 임의의 조합을 사용하여 구성될 수 있다. 본 기술분야에서 숙련된 사람은 마스터 컨트롤러(224)에 대한 많은 실시예들을 인지할 것이다.
일 실시예에서, 저장 장치/고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 다수의 데이터 저장 장치들/고체 상태 저장장치(110a-n)를 관리하는 경우에, 마스터 컨트롤러(224)는 고체 상태 저장 컨트롤러들(104a-n)과 같은 내부 컨트롤러들 사이에 작업 부하를 나눈다. 예를 들면, 마스터 컨트롤러(224)는 데이터 저장 장치들(예를 들면 고체 상태 저장장치(110a-n))에 기록되기 위해 객체를 나눌 수 있으며 그 결과 객체의 일부분이 각각의 부착된 데이터 저장 장치들에 저장된다. 이런 특징은 객체에 대한 보다 빠른 저장과 접속을 허용하는 성능 향상이다. 일 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 FPGA를 사용하여 실행된다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)의 내에 있는 펌웨어는 관리 버스(236), NIC(244)에 연결되는 네트워크를 통과하는 시스템 버스(240) 또는 시스템 버스(240)에 연결되는 다른 장치를 통해 업데이트될 수 있다.
일 실시예에서, 객체들을 관리하는 마스터 컨트롤러(224)는 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)에 연결되는 클라이언트(114) 또는 다른 장치가 블록 저장 장치로 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)를 검사하며 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)에 있는 특정한 물리적 어드레스에 데이터를 전송할 정도로 블록 저장을 모방한다. 마스터 컨트롤러(224)는 그런 다음에 블록들을 나누며 객체들에 했던 것과 같이 데이터 블록들을 저장한다. 마스터 컨트롤러(224)는 그런 다음에 블록들 및 마트터 컨트롤러(224)에 의해 결정된 실제 위치들로 블록과 함께 전송된 물리적 어드레스를 맵핑한다. 맵핑은 객체 인덱스에 저장된다. 일반적으로, 블록 모방을 위해, 블록 장치 어플리케이션 프로그램 인터페이스("APT")가 클라이언트(114)와 같은 컴퓨터의 드라이버에, 또는 블록 저장 장치로 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)를 사용하기를 원하는 다른 장치에 제공된다.
다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 데이터와 명령 세트들의 저스트-인-타임 RDMA 이동을 알리기 위해 NIC 컨트롤러들(244) 및 내장된 RDMA 컨트롤러들(246)과 연동한다. NIC 컨트롤러(244)는 주문형 드라이버들의 사용을 가능하게 하기 위해 불투명한 포트의 뒤에 숨겨질 수 있다. 또한, 클라이언트(114)에 대한 드라이버는 표준 스택 API를 사용하며 NIC들(244)과 함께 작동하는 I/O 메모리 드라이버를 통해 컴퓨터 네트워크(116)에 접속할 수 있다.
일 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 또한 리던던트 어레이의 독립 드라이브("RAID") 컨트롤러이다. 데이터 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)가 하나 이상의 다른 데이터 저장 장치들/고체 상태 저장 장치들(102)과 네트워크로 연결된 경우에, 마스터 컨트롤러(224)는 싱글 계층 RAID, 멀티 계층 RAID, 점진적 RAID 등을 위한 RAID 컨트롤러일 수 있다. 마스터 컨트롤러(224)는 또한 몇몇 객체들이 RAID 어레이에 저장되며 다른 객체들이 RAID 없이 저장되는 것을 허용한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 분산형 RAID 컨트롤러 소자일 수 있다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 많은 RAID, 분산형 RAID, 및 다른 곳에 설명된 바와 같은 다른 기능들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 패러디 정보가 동일한 논리 페이지의 다른 저장 소자들(216, 218, 220)에 저장된 데이터를 보호하는 논리 페이지의 하나 이상의 저장 소자들(216, 218, 220)에 패리티 정보가 저장되는 RAID와 유사한 구조에서 데이터의 저장을 제어한다.
일 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 대역폭 이용, 장애 복구의 균형을 유지하기 위해, 라우팅을 설립하는 싱글 또는 리던던트 네트워크 관리자들(예를 들면 스위치들)과 연동한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 (로컬 버스(206)를 통해) 통합 어플리케이션 특정 로직 및 관련된 드라이버 소프트웨어와 연동한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 부착된 어플리케이션 특정 프로세서들(258) 또는 (외부 시스템 버스(240)를 통해) 로직 및 관련된 드라이버 소프트웨어와 연동한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 (컴퓨터 네트워크(116)를 통해) 리모트 어플리케이션 특정 로직 및 관련된 드라이버 소프트웨어와 연동한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 로컬 버스(206) 또는 외부 버스 부착 하드 디스크 드라이브("HDD") 저장 컨트롤러와 연동한다.
일 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)가 SCSI 버스, 인터넷 SCSI("iSCSI"), 파이버 채널, 등을 통해 연결된 저장 장치로 나타날 수 있는 경우에 하나 이상의 저장 컨트롤러들(254)과 통신한다. 한편 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)는 객체들을 독자적으로 관리할 수 있으며 객체 파일 시스템 또는 분산형 객체 파일 시스템으로 나타날 수 있다. 마스터 컨트롤러(224)는 또한 피어 컨트롤러들(256) 및/또는 어플리케이션 특정 프로세서들(258)에 의해 접속될 수 있다.
다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 FPGA 코드 및/또는 컨트롤러 소프트웨어를 주기적으로 확인하며, 운전(리셋) 중에 FPGA 코드를 확인하며/확인하거나 파워 온(리셋) 중에 컨트롤러 소프트웨어를 확인하며, 외부 리셋 요청을 제공하며, 워치독 타임아웃에 기인한 리셋 요청을 제공하며, 전압, 전류, 파워, 온도, 및 한계치 인터럽트의 다른 환경 측정과 설정을 제공하기 위해 독자적으로 통합된 관리 컨트롤러와 연동한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 소거 블록들의 재사용을 자유롭게 하기 위해 불필요한 데이터 수집을 관리한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 웨어 레벨링을 관리한다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 데이터 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)가 다수의 논리 다바이스들로 분할되는 것을 허용하며 분할 기반 매체 암호화를 허용한다. 또 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 고급, 멀티 비트 ECC 정정을 가지는 고체 상태 저장 컨트롤러(104)를 제공한다. 본 기술분야의 기술자는 저장 컨트롤러(202)에 있거나, 보다 구체적으로는 고체 상태 저장 장치(102)에 있는 마스터 컨트롤러(224)의 다른 특징들과 기능들을 인지할 것이다.
일 실시예에서, 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 동적 랜덤 메모리 어레이(230) 및/또는 정적 랜덤 메모리 어레이(232)를 제어하는 메모리 컨트롤러(228)를 포함한다. 위에 언급된 바와 같이, 메모리 컨트롤러(228)는 마스터 컨트롤러(224)와 독립적이거나 이에 통합될 수 있다. 메모리 컨트롤러(228)는 일반적으로 DRAM(동적 랜덤 메모리 어레이(230)) 및 SRAM(정적 랜덤 메모리 어레이(232))와 같은 몇몇 타입의 휘발성 메모리를 제어한다. 다른 예에서, 메모리 컨트롤러(228)는 또한 전기적으로 소거 가능하며 프로그램 가능한 판독 전용 메모리("EEPROM") 등과 같은 다른 메모리 타입들을 제어한다. 다른 실시예들에서, 메모리 컨트롤러(228)는 두 개 이상의 메모리 타입을 제어하며 메모리 컨트롤러(228)는 둘 이상의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 일반적으로, 메모리 컨트롤러(228)는 SRAM(232)을 보완하기 위해 실행 가능하며 DRAM(230)만큼 많은 SRAM(232)을 제어한다.
일 실시예에서, 객체 인덱스는 메모리(230, 232)에 저장되며 그런 다음에 고체 상태 저장장치(110n) 또는 다른 비휘발성 메모리의 채널로 주기적으로 오프 로딩된다. 본 기술분야의 기술자는 메모리 컨트롤러(228), 동적 메모리 어레이(230), 및 정적 메모리 어레이(232)의 다른 사용과 형태를 인지할 것이다.
일 실시예에서, 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)와 하나 이상의 외부 메모리 컨트롤러들(250) 및 관련된 외부 메모리 어레이들(252)와 CPU들(248) 사이의 DMA 작동을 제어하는 DMA 컨트롤러(226)를 포함한다. 외부 메모리 컨트롤러들(250)과 외부 메모리 어레이들(252)은 이들이 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)의 외부에 있기 때문에 요청된 외부기기인 것에 주목하라. 더구나 DMA 컨트롤러(226)는 또한 NIC(244)와 관련된 RDMA 컨트롤러(246)를 통해 요청 장치들로 RDMA 작동을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 관리 버스(236)에 연결되는 관리 컨트롤러(234)를 포함한다. 일반적으로 관리 컨트롤러(234)는 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)의 환경 측정 및 상태를 관리한다. 관리 컨트롤러(234)는 관리 버스(236)를 통해 장치 온도, 팬 속도, 전력 공급부 셋팅 등을 모니터링할 수 있다. 관리 컨트롤러(234)는 FPGA 코드와 컨트롤러 소프트웨어의 저장을 위한 소거 가능하며 프로그램 가능한 판독 전용 메모리("EEPROM")의 판독 및 프로그래밍을 제공할 수 있다. 일반적으로 관리 버스(236)는 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102) 내부에 있는 다양한 소자들에 연결된다. 관리 컨트롤러(234)는 로컬 버스(206)를 통해 경보, 인터럽트, 등을 통신할 수 있으며 시스템 버스(240) 또는 다른 버스에 대한 개별적인 연결부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 관리 버스(236)는 Inter-Integrated Circuit("I2C") 버스이다. 본 기술분야의 기술자는 관리 버스(236)에 의해 저장 장치/고체 상태 저장 장치(102)의 소자들에 연결되는 관리 컨트롤러(234)의 다른 관련된 기능과 사용을 인지할 것이다.
일 실시예에서, 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)는 특정 어플리케이션을 위해 주문 제작될 수 있는 잡다한 로직(242)을 포함한다. 일반적으로 고체 상태 장치 컨트롤러(202) 또는 마스터 컨트롤러(224)가 FPGA 또는 다른 구성 가능한 컨트롤러를 사용하여 구성되는 경우에, 주문형 로직은 특정 어플리케이션, 주문자 요건, 저장 요건 등에 근거하여 포함될 수 있다.
데이터 파이프라인
도 3은 본 발명에 따른 고체 상태 저장 장치(102)에 기록 데이터 파이프라인(106)과 판독 데이터 파이프라인(108)을 가지는 고체 상태 저장 컨트롤러(104)의 일 실시예(300)를 도시하는 개략적인 블록도이다. 실시예(300)는 도 2의 고체 상태 저장 장치 컨트롤러(202)와 관련하여 설명된 것들과 대체로 유사한 데이터 버스(204), 로컬 버스(206), 및 버퍼 제어장치(208)를 포함한다. 기록 데이터 파이프라인(106)은 패킷화장치(302) 및 에러 정정 코드("ECC") 발생기(304)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 입력 버퍼(306), 기록 동기화 버퍼(308), 기록 프로그램 모듈(310), 압축 모듈(312), 암호화 모듈(314), (판독 데이터 파이프라인(108) 내에 일부분을 가지는) 불필요 데이터 수집기 바이패스(316), 매체 암호화 모듈(318), 및 기록 버퍼(320)를 포함한다. 판독 데이터 파이프라인(108)은 판독 동기화 버퍼(328), ECC 정정 모듈(322), 역패킷화장치(324), 정렬 모듈(326), 및 출력 버퍼(330)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 판독 데이터 파이프라인(108)은 매체 복호화 모듈(332), 불필요 데이터 수집기 바이패스(316)의 일부분, 복호화 모듈(334), 압축 해제 모듈(336), 및 판독 프로그램 모듈(338)을 포함할 수 있다. 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 또한 제어 및 상태 레지스터들(340) 및 제어 큐들(342), 뱅크 인터리브 컨트롤러(344), 동기화 버퍼(346), 저장 버스 컨트롤러(348), 및 멀티플렉서("MUX")(350)를 포함할 수 있다. 고체 상태 컨트롤러(104)와 관련된 기록 데이터 파이프라인(106) 및 판독 데이터 파이프라인(108)의 소자들이 아래에 설명된다. 다른 실시예들에서, 동기 고체 상태 매체(110)가 사용될 수 있으며 동기화 버퍼들(308, 328)이 제거될 수 있다.
기록 데이터 파이프라인
기록 데이터 파이프라인(106)은 다른 기록 데이터 파이프라인(160) 스테이지를 통해 직접 또는 간접적으로 고체 상태 저장장치에 기록되는 데이터 또는 메타데이터 세그먼트를 수신하며, 고체 상태 저장 매체(110)를 위한 크기로 만들어진 하나 이상의 패킷들을 생성하는 패킷화장치(302)를 포함한다. 데이터 또는 메타데이터 세그먼트는 일반적으로 객체와 같은 데이터 구조의 일부분이지만, 또한 전체 데이터 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터 세그먼트는 데이터의 블록의 일부분이지만, 또한 데이터의 전체 블록을 포함할 수 있다. 일반적으로, 데이터 구조와 같은 하나의 세트의 데이터는 클라이언트(114)와 같은 컴퓨터, 또는 다른 컴퓨터 또는 장치로부터 수신되며 고체 상태 저장 장치(102)로 스트리밍된 데이터 세그먼트들로 고체 상태 저장 장치(102)에 전송된다. 데이터 세그먼트는 또한 데이터 파슬과 같은 다른 이름으로 알려질 수 있지만, 여기에 언급된 바와 같이 모든 또는 일부분의 데이터 구조 또는 데이터 블록을 포함한다.
각각의 데이터 구조는 하나 이상의 패킷들로 저장된다. 각각의 데이터 구조는 하나 이상의 컨테이너 패킷들을 가질 수 있다. 각각의 패킷은 헤더를 가진다. 헤더는 헤더 타입 필드를 포함할 수 있다. 타입 필드들은 데이터, 속성, 메타데이터, 데이터 세그먼트 구분자들(멀티 패킷), 데이터 구조들, 데이터 연결들 등을 포함할 수 있다. 헤더는 또한 패킷에 포함되는 데이터의 바이트의 수와 같은 패킷의 크기에 관한 정보를 포함할 수 있다. 패킷의 길이는 패킷 타입에 의해 설정될 수 있다. 헤더는 데이터 구조에 대한 패킷의 관계를 설정한 정보를 포함할 수 있다. 일 예는 데이터 구조 내에서 데이터 세그먼트의 위치를 식별하기 위해 데이터 패킷 헤더에서 오프셋의 사용일 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 패킷화장치(302)에 의해 데이터에 추가된 헤더에 포함될 수 있는 다른 정보 및 데이터 패킷에 추가될 수 있는 다른 정보를 인지할 것이다.
각각의 패킷은 데이터 또는 메타데이터 세그먼트로부터 나온 헤더와 어쩌면 데이터를 포함한다. 각각의 패킷의 헤더는 패킷이 속하는 데이터 구조에 패킷을 관련시키는 적절한 정보를 포함한다. 예를 들면, 헤더는 객체 식별자 또는 다른 데이터 구조 식별자 및 이로부터 데이터 패킷이 형성된 데이터 세그먼트, 객체, 데이터 구조 또는 데이터 블록을 가리키는 오프셋을 포함할 수 있다. 헤더는 또한 패킷을 저장하기 위해 저장 버스 컨트롤러(348)에 의해 사용되는 논리 어드레스를 포함할 수 있다. 헤더는 또한 패킷에 포함되는 바이트의 수와 같은 패킷의 크기에 관한 정보를 포함할 수 있다. 헤더는 또한 데이터 세그먼트가 데이터 세그먼트 또는 데이터 구조를 재구축할 때 데이터 구조 내에서 다른 패킷들에 대해 속하는 경우에 식별되는 시퀀스 수를 포함할 수 있다. 헤더는 헤더 타입 필드를 포함할 수 있다. 타입 필드들은 데이터, 데이터 구조 속성들, 메타데이터, 데이터 세그먼트 구분자들(멀티 패킷), 데이터 구조 타입들, 데이터 구조 연결들 등을 포함할 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 패킷화장치(302)에 의해 데이터 또는 메타데이터에 추가된 헤더에 포함될 수 있는 다른 정보 및 패킷에 첨가될 수 있는 다른 정보를 인지할 것이다.
기록 데이터 파이프라인(106)은 패킷화장치(302)로부터 수신된 하나 이상의 패킷에 대한 하나 이상의 에러 정정 코드("ECC")를 발생시키는 ECC 발생기(304)를 포함한다. ECC 발생기(304)는 일반적으로 하나 이상의 데이터 패킷들로 저장되는 ECC 체크 비트들을 발생시키기 위해 에러 정정 알고리듬을 사용한다. ECC 코드들과 관련된 하나 이상의 데이터 패킷들과 함께 ECC 발생기(304)에 의해 발생된 ECC 코드들은 ECC 청크를 포함한다. 하나 이상의 데이터 패킷들로 저장된 ECC 데이터는 전송 및 저장을 통해 데이터로 삽입된 에러를 검출하며 정정하는데 사용된다. 일 실시예에서, 패킷들은 길이 N의 인코딩되지 않은 블록들로 ECC 발생기(304)에 스트리밍된다. 일정한 행동 패턴의 길이 S가 계산되며, 추가되며 길이 N+S의 인코딩된 블록으로 출력된다. N과 S의 값은 특정한 성능, 효율, 및 견고성 측정 기준을 달성하기 위해 선택되는 ECC 알고리듬의 특징에 의존한다. 일 실시예에서, ECC 블록들과 패킷들 사이에 고정된 관계가 없으며; 패킷은 둘 이상의 ECC 블록을 포함할 수 있으며; ECC 블록은 둘 이상의 패킷을 포함할 수 있으며; 제1 패킷은 ECC 블록 내의 어느 곳에서 끝날 수 있으며 제2 패킷은 동일한 ECC 블록 내에서 제1 패킷의 종료 후에 시작될 수 있다. 일 실시예에서, ECC 알고리듬은 동적으로 변경되지 않는다. 일 실시예에서, 데이터 패킷들로 저장된 ECC 데이터는 셋 이상의 비트에서 에러를 정정할 정도로 충분히 견고하다.
유리하게도, 둘 이상의 비트 정정 또는 심지어 더블 비트 정정을 허용하는 견고한 ECC 알고리듬을 사용하는 것은 고체 상태 저장 매체들(110)의 수명이 연장되는 것을 허용한다. 예를 들면, 만약 플래시 메모리가 고체 상태 저장 매체들(110)에서 저장 매체로 사용된다면, 플래시 메모리는 소거 사이클당 에러 없이 대략 100,000번 기록될 수 있다. 이런 사용 제한은 견고한 ECC 알고리듬을 사용하여 연장될 수 있다. ECC 발생기(304)와 고체 상태 저장 장치(102)에 탑재된 상응하는 ECC 정정 모듈(322)을 가지면, 고체 상태 저장 장치(102)는 에러를 내부적으로 정정할 수 있으며 만약 싱글 비트 정정과 같이 견고하지 않은 ECC 알고리듬이 사용된다면, 보다 긴 사용 수명을 가진다. 그러나, 다른 실시예들에서 ECC 발생기(304)는 견고하지 않은 알고리듬을 사용할 수 있으며 싱글 비트 또는 더블 정정할 수 있다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 장치(110)는 용량을 증가시키기 위해 멀티 레벨 셀("MLC") 플래시와 같은 불확실한 저장을 포함할 수 있으며, 이런 저장은 더 견고한 ECC 알고리듬 없이 충분히 신뢰할 수 없다.
일 실시예에서, 기록 파이프라인(106)는 고체 상태 저장 매체(110)에 기록되는 데이터 세그먼트를 수신하며 패킷화장치(302)와 같은 기록 데이터 파이프라인(106)의 다음 스테이지(또는 더 복합적인 기록 데이터 파이프라인(106)을 위한 다른 스테이지)는 다음 데이터 세그먼트를 프로세싱할 준비를 할 때까지 유입된 데이터 세그먼트들을 저장하는 입력 버퍼(306)를 포함한다. 입력 버퍼(306)는 일반적으로 적절한 크기의 데이터 버퍼를 사용하여 기록 데이터 파이프라인(106)에 의해 수신되며 프로세싱되는 속도 데이터 세그먼트들 사이의 불일치를 허용한다. 입력 버퍼(306)는 또한 데이터 버스(204)의 작동의 효율을 개선하기 위해 데이터 버스(204)가 기록 데이터 파이프라인(106)에 의해 지속될 수 있는 것보다 더 큰 속도로 기록 데이터 파이프라인(106)에 데이터를 전송하는 것을 허용한다. 일반적으로 기록 데이터 파이프라인(106)이 입력 버퍼(306)를 포함하지 않을 때, 버퍼링 기능은 예를 들면 리모트 직접 메모리 접속("RDMA")을 사용할 때 네트워크 인터페이스 카드("NIC") 또는 다른 장치 내에서와 같은 클라이언트(114)에서 고체 상태 저장 장치(102)에 있지만 기록 데이터 파이프라인(106)의 외부와 같은 다른 곳에서 실행된다.
다른 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 또한 고체 상태 저장 매체(110)에 패킷들을 기록하기 전에 ECC 발생기(304)로부터 수신된 패킷들을 버퍼링하는 기록 동기화 버퍼(308)를 포함한다. 기록 동기화 버퍼(308)는 로컬 클럭 도메인과 고체 상태 저장 클럭 도메인 사이의 경계에 위치하며 클럭 도메인 차이를 평가하기 위해 버퍼링을 제공한다. 다른 실시예들에서, 동기 고체 상태 저장 매체(110)는 사용될 수 있으며 동기화 버퍼들(308, 328)은 제거될 수 있다.
일 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 또한 직접적으로 또는 간접적으로 패킷화장치(302)로부터 하나 이상의 패킷들을 수신하며 ECC 발생기(304)에 패킷들을 전송하기 전에 고체 상태 저장 장치(102)에 유일한 암호화 키를 사용하여 하나 이상의 패킷들을 암호화하는 매체 암호화 모듈(318)을 포함한다. 일반적으로, 헤더들을 포함하는 전체 패킷은 암호화된다. 다른 실시예에서, 헤더들은 암호화되지 않는다. 본 명세서에서, 암호화 키는 고체 상태 저장 컨트롤러(104)로부터 외부적으로 관리되는 비밀 암호화 키를 의미하는 것으로 이해된다.
매체 암호화 모듈(318)과 상응하는 매체 복호화 모듈(332)은 고체 상태 저장 매체(110)에 저장되는 데이터에 대한 일정 레벨의 안전성을 제공한다. 예를 들면, 데이터가 매체 암호화 모듈(318)로 암호화되는 경우에, 만약 고체 상태 매체(110)가 상이한 고체 상태 저장 컨트롤러(104), 고체 상태 저장 장치(102), 또는 서버에 연결된다면, 고체 상태 저장 매체(110)의 내용은 일반적으로 상당한 노력 없이 고체 상태 저장 매체(110)에 데이터의 기록 중에 사용되는 동일한 암호화 키를 사용하지 않고 판독되지 않을 수 있다.
일반적인 실시예에서, 고체 상태 저장 장치(102)는 비휘발성 저장장치에 암호화 키를 저장하지 않으며 암호화 키에 대한 외부 접속을 허용하지 않는다. 암호화 키는 초기화 중에 고체 상태 저장 컨트롤러(104)에 제공된다. 고체 상태 저장 장치(102)는 암호화 키와 함께 사용되는 비밀이 아닌 암호 임시값을 사용하며 저장할 수 있다. 상이한 임시값이 패킷마다 저장될 수 있다. 데이터 세그먼트들은 암호화 알고리듬에 의한 보호를 개선하기 위해 특정한 임시값들로 다수의 패킷들 사이에서 분할될 수 있다.
암호화 키는 클라이언트(114), 서버, 키 관리자, 또는 고체 상태 저장 컨트롤러(104)에 의해 사용되는 암호화 키를 관리하는 다른 장치로부터 수신될 수 있다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 매체(110)는 둘 이상의 파티션들을 가질 수 있으며 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 각각이 고체 상태 저장 매체(110) 내에 단일 파티션에 대해 작동하는, 마치 둘 이상이 고체 상태 저장 컨트롤러들(104)이었던 것처럼 거동한다. 이런 실시예에서, 특정한 매체 암호화 키는 각각의 파티션에 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 또한 패킷화장치(302)에 데이터 세그먼트를 전송하기 전에, 직접적으로 또는 간접적으로 입력 버퍼(306)로부터 수신된 데이터 또는 메타데이터 세그먼트를 암호화하는 암호화 모듈(314)을 포함하며, 데이터 세그먼트는 데이터 세그먼트와 함께 수신된 암호화 키를 사용하여 암호화된다. 데이터를 암호화하기 위해 암호화 모듈(314)에 의해 사용되는 암호화 키들은 고체 상태 저장 장치(102) 내에 저장되는 모든 데이터에 공용이 아닐 수 있지만 각각의 데이터 구조에 근거하여 다를 수 있으며 아래에 설명되는 바와 같이 수신된 데이터 세그먼트들과 함께 수신된다. 예를 들면, 암호화 모듈(314)에 의해 암호화되는 데이터 세그먼트에 대한 암호화 키는 데이터 세그먼트로 수신될 수 있거나 데이터 세그먼트가 속하는 데이터 구조를 기록하는 명령의 일부분으로 수신될 수 있다. 고체 상태 저장 장치(102)는 암호화 키와 함께 사용되는 각각의 데이터 구조 패킷에 비밀이 아닌 암호 임시값을 사용할 수 있으며 저장할 수 있다. 상이한 임시값이 패킷마다 저장될 수 있다. 데이터 세그먼트들은 암호화 알고리듬에 의한 보호를 개선하기 위해 특정한 임시값들로 다수의 패킷들 사이에서 분할될 수 있다.
암호화 키는 클라이언트(114), 다른 컴퓨터, 키 관리자, 또는 데이터 세그먼트를 암호화하는데 사용되는 암호화 키를 유지하는 다른 장치로부터 수신될 수 있다. 일 실시예에서, 암호화 키들은 고체 상태 저장 장치(102), 클라이언트(114), 컴퓨터, 또는 개인 및 공공 키들을 안전하게 전송하며 보호하기 위해 산업 표준 방법들을 실행하는 성능을 가지는 다른 외부 에이전트 중의 하나로부터 고체 상태 저장 컨트롤러(104)에 전송된다.
일 실시예에서, 암호화 모듈(314)은 패킷과 함께 수신된 제1 암호화 키로 제1 패킷을 암호화하며 제2 패킷과 함께 수신된 제2 암호화 키로 제2 패킷을 암호화한다. 다른 실시예에서, 암호화 모듈(314)은 패킷과 함께 수신된 제1 암호화 키로 제1 패킷을 암호화하며 암호화 없이 다음 스테이지로 제2 데이터 패킷을 통과시킨다. 유리하게도, 고체 상태 저장 장치(102)의 기록 데이터 파이프라인(106)에 포함되는 암호화 모듈(314)은 싱글 파일 시스템 또는 다른 외부 시스템 없이 데이터 구조마다 또는 세그먼트마다 데이터 암호화가 상응하는 데이터 구조들 또는 데이터 세그먼트들을 저장하는데 사용되는 상이한 암호화 키들의 트랙을 유지하는 것을 허용한다. 각각의 요청 장치(155) 또는 관련된 키 관리자는 요청 장치(155)에 의해 전송된 데이터 구조들 또는 데이터 세그먼트들만을 암호화하는데 사용되는 암호화 키들을 독립적으로 관리한다.
일 실시예에서, 암호화 모듈(314)은 고체 상태 저장 장치(102)에 유일한 암호화 키를 사용하여 하나 이상의 패킷들을 암호화할 수 있다. 암호화 모듈(314)은 독립적으로, 또는 위에 설명된 암호화에 더하여 이런 매체 암호화를 실행할 수 있다. 일반적으로, 헤더들을 포함하는 전체 패킷이 암호화된다. 다른 실시예에서, 헤더들은 암호화되지 않는다. 암호화 모듈(314)에 의한 매체 암호화는 고체 상태 저장 매체(110)에 저장되는 데이터에 대한 일정 레벨의 안전성을 제공한다. 예를 들면, 데이터가 매체 특정 고체 상태 저장 장치(102)에 유일한 암호화로 암호화되는 경우에, 만역 고체 상태 저장 매체(110)가 상이한 고체 상태 저장 컨트롤러(104), 고체 상태 저장 장치(102), 또는 클라이언트(114)에 연결된다면, 고체 상태 저장 매체(110)의 내용은 일반적으로 상당한 노력 없이 고체 상태 저장 매체(110)에 데이터의 기록 중에 사용되는 동일한 암호화 키를 사용하지 않고 판독될 수 없다.
다른 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 패킷화장치(302)에 데이터 세그먼트를 전송하기 전에 메타데이터 세그먼트를 위한 데이터를 압축하는 압축 모듈(312)을 포함한다. 압축 모듈(312)은 일반적으로 세그먼트의 저장 크기를 감소시키기 위해 본 기술분야의 기술자에게 알려진 압축 루틴을 사용하여 데이터 또는 메타데이터 세그먼트를 압축한다. 예를 들면, 만약 데이터 세그먼트가 일련의 512 제로들을 포함한다면, 압축 모듈(312)은 512 제로들을 512 제로들을 가리키는 코드 또는 토큰으로 대체할 수 있으며 여기서 코드는 512 제로들에 의해 차지된 공간보다 훨씬 더 콤팩트하다.
일 실시예에서, 압축 모듈(312)은 제1 압축 루틴으로 제1 세그먼트를 압축하며 압축 없이 제2 세그먼트를 따라 통과한다. 다른 실시예에서, 압축 모듈(312)은 제1 압축 루틴으로 제1 세그먼트를 압축하며 제2 압축 루틴으로 제2 세그먼트를 압축한다. 고체 상태 저장 장치(102) 내에서 이런 유연성을 가지는 것은 유리하며 그 결과 클라이언트(114) 또는 고체 상태 저장 장치(102)에 데이터를 기록하는 다른 장치들은 압축 루틴을 각각 특정할 수 있거나 하나가 압축 루틴을 특정할 수 있는 사이에 다른 하나는 압축을 특정하지 않는다. 압축 루틴들의 선택은 또한 매 데이터 구조 타입 또는 데이터 구조 클래스에 근거하는 디폴트 세팅들에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 특정 데이터 구조의 제1 데이터 구조는 디폴트 압축 루틴 세팅들을 오버라이드하는 것을 가능하게 할 수 있으며 동일한 데이터 구조 클래스 및 데이터 구조 타입의 제2 데이터 구조는 디폴트 압축 루틴을 사용할 수 있으며 동일한 데이터 구조 클래스 및 데이터 구조 타입의 제3 데이터 구조는 압축을 사용할 수 없다.
일 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 불필요 데이터 수집 시스템에서 데이터 바이패스의 일부분으로 판독 데이터 파이프라인(108)으로부터 데이터 세그먼트들을 수신하는 불필요 데이터 수집기 바이패스(316)를 포함한다. 일반적으로 패킷은 삭제를 위해 마킹되거나 변경되며 변경된 데이터는 상이한 위치에 저장되기 때문에, 불필요 데이터 수집 시스템은 일반적으로 더 이상 유효하지 않은 패킷들을 마킹한다. 몇몇 점에서, 불필요 데이터 수집 시스템은 특정 섹션의 저장이 복구될 수 있는지를 결정한다. 이런 결정은 이용 가능한 저장 용량의 부족, 한계치에 도달한 유효하지 않은 것으로 마킹된 데이터의 퍼센티지, 유효한 데이터의 고려, 한계치에 도달한 이런 섹션의 저장에 대한 에러 검출률, 또는 데이터 분배에 근거한 성능을 개선하는 것 등에 기인할 수 있다. 수많은 요소들이 일정 섹션의 저장이 복구되는 때를 결정하기 위해 불필요 수집 알고리듬으로 고려될 수 있다.
일단 일정 섹션의 저장이 복구를 위해 마킹되었다면, 이런 섹션에 있는 유효한 패킷들은 일반적으로 재배치되어야 한다. 불필요 데이터 수집기 바이패스(316)는 패킷들이 판독 데이터 파이프라인(108)으로 판독되며 그런 다음에 고체 상태 저장 컨트롤러(104)로부터 전송되지 않고 기록 데이터 파이프라인(106)에 직접 전송되는 것을 허용한다. 일 실시예에서, 불필요 데이터 수집기 바이패스(316)는 고체 상태 저장 장치(102) 내에서 작동하는 독립된 불필요 데이터 수집기 시스템의 일부분이다. 이는 고체 상태 저장 장치(102)가 데이터를 관리하는 것을 허용하며 그 결과 데이터는 성능, 데이터 신뢰성을 개선하며 고체 상태 저장 매체(110)의 임의의 하나의 위치 또는 영역의 남용과 이용 부족을 회피하며 고체 상태 저장 매체(110)의 사용 수명을 길어지게 하기 위해 고체 상태 저장 매체(110) 전체에 걸쳐 조직적으로 확산된다.
불필요 데이터 수집기 바이패스(316)는 클라이언트들(114) 또는 다른 장치들에 의해 기록된 다른 세그먼트들을 가지는 기록 데이터 파이프라인(106)으로 세그먼트들의 삽입을 조정한다. 도시된 실시예에서, 불필요 데이터 수집기 바이패스(316)는 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 패킷화장치(302)의 앞에 있으며 판독 데이터 파이프라인(108)에 있는 역패킷화장치(324)의 뒤에 있지만, 또한 판독 데이터 파이프라인(108)과 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 다른 곳에 위치할 수 있다. 불필요 데이터 수집기 바이패스(316)는 고체 상태 저장 매체(110) 내에서 저장의 효율을 개선하며 그에 의해 불필요 데이터 수집의 빈도를 감소시키기 위해 가상 페이지의 나머지를 채우는 기록 데이터 파이프라인(106)의 플러싱 중에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 효율적인 기록 작동을 위해 데이터를 버퍼링하는 기록 버퍼(320)를 포함한다. 일반적으로, 기록 버퍼(320)는 고체 상태 저장 매체(110)에서 적어도 하나의 가상 페이지를 채우기 위해 패킷들에 대한 충분한 용량을 포함한다. 이는 기록 작동이 중단 없이 고체 상태 저장 매체(110)에 전체 페이지의 데이터를 전송하는 것을 허용한다. 동일한 용량이 되거나 고체 상태 저장 매체(110) 내의 저장 기록 버퍼보다 더 커지도록 기록 데이터 파이프라인(106)의 기록 버퍼(320)와 판독 데이터 파이프라인(108) 내의 버퍼들을 임의의 크기로 만듦으로써, 단일 기록 명령이 다수의 명령 대신에 고체 상태 저장 매체(110)에 전체 가상 페이지의 데이터를 전송하기 위해 만들어질 수 있기 때문에 데이터를 기록하며 판독하는 것이 보다 효율적이 된다.
기록 버퍼(320)가 채워지는 동안, 고체 상태 저장 매체(110)가 다른 판독 작동에 사용될 수 있다. 이는 데이터가 저장 기록 버퍼에 기록되며 저장 기록 버퍼로 흐르는 데이터가 정지될 때 더 작은 기록 버퍼를 가지거나 기록 버퍼가 없는 다른 고체 상태 장치들이 고체 상태 저장장치에 결합될 수 있기 때문에 유리하다. 판독 작동은 전체 저장 기록 버퍼가 채워지며 프로그래밍될 때까지 차단될 수 있다. 기록 버퍼가 없거나 작은 기록 버퍼를 가지는 시스템들을 위한 다른 방법은 판독을 가능하게 하기 위해 채우지 않은 저장 기록 버퍼를 플러싱하는 것이다. 게다가 이는 다수의 기록/프로그램 사이클들이 페이지를 채우는데 요구되기 때문에 비효율적이다.
가상 페이지보다 더 큰 크기로 만들어진 기록 버퍼(320)를 가지는 도시된 실시예에 대해, 수많은 하위 명령들을 포함하는 단일 기록 명령은 그 다음에 각각의 고체 상태 저장 소자(216, 218, 220)의 저장 기록 버퍼로부터 각각의 고체 상태 저장 소자(216, 218, 220) 내의 지시된 페이지까지 페이지의 데이터를 전송하기 위해 단일 프로그램 명령이 계속될 수 있다. 이런 기술은 데이터 신뢰성과 내구성을 감소시키는 것으로 알려진 부분적인 페이지 프로그래밍을 제거하며 버퍼가 채워지는 동안 판독과 다른 명령에 대한 목표 뱅크를 해제하는 이점을 가진다.
일 실시예에서, 기록 버퍼(320)는 핑퐁 버퍼이며 여기서 이런 버퍼의 일측이 채워지며 그런 다음에 핑퐁 버퍼의 타측이 채워지는 동안 적당한 시간에 전송에 대해 지시된다. 다른 실시예에서, 기록 버퍼(320)는 데이터 세그먼트들의 가상 페이지보다 큰 용량을 가지는 선입선출("FIFO") 레지스터를 포함한다. 본 기술분야의 기술자는 데이터의 가상 페이지가 고체 상태 저장 매체(110)에 데이터를 기록하기 전에 저장되는 것을 허용하는 다른 기록 버퍼(320) 형태들을 인지할 것이다.
다른 실시예에서, 기록 버퍼(320)는 가상 페이지보다 더 작은 크기로 만들어지며 그 결과 보다 작은 정보의 페이지가 고체 상태 저장 매체(110)에 있는 저장 기록 버퍼에 기록될 수 있다. 이런 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)의 지연이 판독 작동을 정지시키는 것을 방지하기 위해, 데이터는 불필요 데이터 수집 과정의 일부분으로 하나의 위치에서부터 다른 위치로 이동되는 것이 필요한 불필요 데이터 수집 시스템을 사용하여 대기열을 이룬다. 기록 데이터 파이프라인(106)의 데이터 지연의 경우에, 데이터는 불필요 데이터 수집기 바이패스(316)를 통해 기록 버퍼(320)에 공급될 수 있으며 그런 다음에 데이터를 프로그래밍하기 전에 가상 페이지의 페이지들을 채우기 위해 고체 상태 저장 매체(110)의 저장 기록 버퍼로 공급될 수 있다. 이런 방식으로 기록 데이터 파이프라인(106)의 데이터 지연이 고체 상태 저장 장치(102)로부터 판독을 지연시키지 않게 한다.
다른 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 기록 데이터 파이프라인(106) 내에 하나 이상의 사용자 정의 가능 기능들을 가지는 기록 프로그램 모듈(310)을 포함한다. 기록 프로그램 모듈(310)은 사용자가 기록 데이터 파이프라인(106)을 맞춤형으로 제작하는 것을 허용한다. 사용자는 특정 데이터 요건이나 적용에 근거하여 기록 데이터 파이프라인(106)을 맞춤형으로 제작할 수 있다. 고체 상태 저장 컨트롤러(104)가 FPGA인 경우에, 사용자는 주문형 명령 및 기능으로 상대적으로 쉽게 기록 데이터 파이프라인(106)을 프로그래밍할 수 있다. 사용자는 또한 ASIC을 가지는 주문형 기능들을 포함하는 기록 프로그램 모듈(310)을 사용할 수 있지만, 그러나 ASIC을 맞춤형으로 제작하는 것은 FPGA로 하는 것보다 더 어려울 수 있다. 기록 프로그램 모듈(310)은 제2 데이터 세그먼트가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 계속될 수 있는 동안 제1 데이터 세그먼트가 기록 프로그램 모듈(310)에서 실행되는 것을 허용하기 위해 버퍼들과 바이패스 메커니즘들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기록 프로그램 모듈(310)은 소프트웨어를 통해 프로그래밍될 수 있는 프로세서 코어를 포함할 수 있다.
기록 프로그램 모듈(310)이 입력 버퍼(306)와 압축 모듈(312) 사이에서 보여지지만, 그러나 기록 프로그램 모듈(310)이 기록 데이터 파이프라인(106)의 어느 곳에 있을 수 있으며 다양한 스테이지들(302-320) 사이에 분산될 수 있다는 것에 주목하라. 더구나, 프로그래밍되며 독립적으로 작동하는 다양한 스테이지들(302-320) 사이에 분산되는 다수의 기록 프로그램 모듈들(310)이 있을 수 있다. 게다가, 스테이지들(302-320)의 순서는 변경될 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 특정 사용자 요건에 근거하여 스테이지들(302-320)의 순서에 대한 활용 가능한 변경을 인지할 것이다.
판독 데이터 파이프라인
판독 데이터 파이프라인(108)은 요청 패킷의 각각의 ECC 블록으로 저장된 ECC를 사용함으로써 고체 상태 저장 매체(110)로부터 수신된 요청 패킷의 ECC 블록들에 데이터 에러가 존재하는지를 결정하는 ECC 정정 모듈(322)을 포함한다. ECC 정정 모듈(322)은 그런 다음에 만약 임의의 에러가 존재하며 에러들이 ECC를 사용하여 정정 가능하다면 요청 패킷에 있는 임의의 에러들을 정정한다. 예를 들면, 만약 ECC가 6 비트의 에러를 검출할 수 있지만 3 비트 에러들만을 정정할 수 있다면, ECC 정정 모듈(322)은 3 비트까지의 에러를 가지는 요청 패킷의 ECC 블록들을 정정한다. ECC 정정 모듈(322)은 비트들의 에러를 올바른 일 또는 제로 상태로 변경함으로써 비트들의 에러를 정정하며 그 결과 요청 데이터 패킷은 이것이 고체 상태 저장 매체(110)에 기록되며 ECC가 패킷을 위해 발생되었을 때와 같아진다.
ECC 정정 모듈(322)이 요청 패킷들이 ECC가 정정할 수 있는 것보다 더 많은 비트를 가지는지를 결정하면, ECC 정정 모듈(322)은 요청 패킷의 손상된 ECC 블록들의 에러들을 정정할 수 없으며 인터럽트를 전송한다. 일 실시예에서, ECC 정정 모듈(322)은 요청 패킷이 에러 상태인 것을 가리키는 메시지와 함께 인터럽트를 전송한다. 메시지는 ECC 정정 모듈(322)이 에러들을 정정할 수 없거나 ECC 정정 모듈(322)가 에러를 정정하지 못하는 성능이 내포된다는 정보를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, ECC 정정 모듈(322)은 인터럽트 및/또는 메시지와 함께 요청 패킷의 손상된 ECC 블록들을 전송한다.
일 실시예에서, ECC 정정 모듈(322)에 의해 정정될 수 없는 요청 패킷의 손상된 ECC 블록 또는 손상된 ECC 블록의 일부분이 마스터 컨트롤러(224)에 의해 판독되며, 정정되며, 판독 데이터 파이프라인(108)에 의한 다른 프로세싱을 위해 ECC 정정 모듈(322)에 반송된다. 일 실시예에서, 요청 패킷의 손상된 ECC 블록 또는 손상된 ECC 블록의 일부분은 데이터를 요청하는 장치에 전송된다. 요청 장치(155)는 ECC 블록을 정정하거나 백업 또는 미러 복사본과 같은 다른 복사본을 사용하여 데이터를 대체할 수 있으며, 그런 다음에 요청 데이터 패킷의 대체 데이터를 사용할 수 있으며 이를 판독 데이터 파이프라인(108)에 반송할 수 있다. 요청 장치(155)는 손상된 요청 패킷을 대체하거나 패킷이 속하는 데이터 구조를 대체하도록 요청된 데이터를 식별하기 위해 에러 상태의 요청 패킷의 헤더 정보를 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 몇몇 타입의 RAID를 사용하여 데이터를 저장하며 손상된 데이터를 복구할 수 있다. 다른 실시예에서, ECC 정정 모듈(322) 인터럽트 및/또는 메시지를 전송하며 수신 장치는 요청 데이터 패킷과 관련된 판독 작동을 하지 못한다. 본 기술분야의 기술자는 요청 패킷의 하나 이상의 ECC 블록들이 손상되며 ECC 정정 모듈(322)이 에러들을 정정할 수 없는지를 결정하는 다른 ECC 정정 모듈(322)의 결과로 취해지는 선택사항이나 행위들을 인지할 것이다.
판독 데이터 파이프라인(108)은 직접적으로 또는 간접적으로 ECC 정정 모듈(322)로부터 요청 패킷의 ECC 블록들을 수신하며, 하나 이상의 패킷 헤더들을 체크하며 제거하는 역패킷화장치(324)를 포함한다. 역패킷화장치(324)는 헤더들 내에서 패킷 식별자들, 데이터 길이, 데이터 위치, 등을 체크함으로써 패킷 헤더들을 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 헤더는 판독 데이터 파이프라인(108)에 전달된 패킷이 요청 패킷인지를 확인하는데 사용될 수 있는 해시 코드를 포함한다. 역패킷화장치(324)는 또한 패킷화장치(302)에 의해 추가된 요청 패킷으로부터 헤더들을 제거한다. 역패킷화장치(324)는 특정 패킷들에 대해 작동되지 않도록 지시를 받을 수 있지만 변경 없이 앞서서 이들을 통과할 수 있다. 일 예는 헤더 정보가 인덱스 재구성을 요구하는 재건 공정의 과정 중에 요청되는 컨테이너 라벨일 수 있다. 다른 예들은 고체 상태 저장 장치(102) 내에서 사용하기로 예정된 다양한 타입의 패킷들의 이동을 포함한다. 다른 실시예에서, 역패킷화장치(324)의 작동은 패킷 타입에 의존할 수 있다.
판독 데이터 파이프라인(108)은 역패킷화장치(324)로부터 데이터를 수신하며 요구되지 않은 데이터를 제거하는 정렬 모듈(326)을 포함한다. 일 실시예에서, 고체 상태 저장 매체(110)에 전송되는 판독 명령은 패킷의 데이터를 수신한다. 데이터를 요청하는 장치는 검색된 패킷 내의 모든 데이터를 필요로 하지 않을 수 있으며 정렬 모듈(326)은 요구되지 않은 데이터를 제거한다. 만약 검색된 페이지의 모든 데이터가 요청 데이터라면, 정렬 모듈(326)은 임의의 데이터도 제거하지 않는다.
정렬 모듈(326)은 데이터 세그먼트를 다음 페이지로 포워딩하기 전에 데이터 세그먼트를 요청하는 장치에 적합한 형태로 데이터 구조의 데이터 세그먼트들로 데이터를 다시 포맷한다. 일반적으로, 데이터가 판독 데이터 파이프라인(108)에 의해 프로세싱될 때, 데이터 세그먼트들 또는 패킷들의 크기는 다양한 스테이지들에서 변경된다. 정렬 모듈(326)은 요청 장치(155)에 송신되며 응답을 형성하기 위해 연결되는데 적합한 데이터 세그먼트들로 데이터를 포맷하기 위해 수신된 데이터를 사용한다. 예를 들면, 제1 데이터 패킷의 일부분으로부터 나온 데이터는 제2 데이터 패킷의 일부분으로부터 나온 데이터와 결합될 수 있다. 데이터 세그먼트가 요청 장치(155)에 의해 요청되는 데이터보다 더 크다면, 정렬 모듈(326)은 요구되지 않은 데이터를 버릴 수 있다.
일 실시예에서, 판독 데이터 파이프라인(108)은 판독 데이터 파이프라인(108)에 의해 프로세싱되기 전에 고체 상태 저장 매체(110)로부터 판독된 하나 이상의 요청 패킷들을 버퍼링하는 판독 동기화 버퍼(328)를 포함한다. 판독 동기화 버퍼(328)는 고체 상태 저장 클럭 도메인과 로컬 버스 클럭 도메인 사이의 경계에 있으며 클럭 도메인 차이를 평가하기 위해 버퍼링을 제공한다.
다른 실시예에서, 판독 데이터 파이프라인(108)은 정렬 모듈(326)로부터 요청 패킷들을 수신하며 요청 장치(155)로 전송하기 전에 패킷들을 저장하는 출력 버퍼(330)를 포함한다. 출력 버퍼(330)는 데이터 세그먼트들이 판독 데이터 파이프라인(108)의 스테이지들로부터 수신될 때와 데이터 세그먼트들이 고체 상태 저장 컨트롤러(104)의 다른 부분들로 또는 요청 장치(155)로 전송될 때 사이의 차이를 평가한다. 출력 버퍼(330)는 또한 데이터 버스(204)의 작동의 효율을 개선하기 위해 데이터 버스(204)가 판독 데이터 파이프라인(108)으로 견딜 수 있는 것보다 높은 속도로 판독 데이터 파이프라인(108)으로부터 나온 데이터를 수신하는 것을 허용한다.
일 실시예에서, 판독 데이터 파이프라인(108)은 ECC 정정 모듈(322)로부터 하나 이상의 암호화된 요청 패킷들을 수신하며 하나 이상의 요청 패킷들을 역패킷화장치(324)에 전송하기 전에 고체 상태 저장 장치(102)에 유일한 암호화 키를 사용하여 하나 이상의 요청 패킷들을 복호화하는 매체 복호화 모듈(332)을 포함한다. 일반적으로 매체 복호화 모듈(332)에 의해 데이터를 복호화하는데 사용되는 암호화 키는 매체 암호화 모듈(318)에 의해 사용되는 암호화 키와 동일하다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 매체(110)는 둘 이상의 파티션들을 가질 수 있으며 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 마치 이것이 고체 상태 저장 매체(110) 내에서 단일의 파티션에 대해 각각 작동되는 둘 이상의 고체 상태 저장 컨트롤러들(104)인 것처럼 거동한다. 이런 실시예에서, 유일한 매체 암호화 키가 각각의 파티션에 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 판독 데이터 파이프라인(108)은 데이터 세그먼트를 출력 버퍼(330)에 전송하기 전에 역패킷화장치(324)에 의해 포맷된 데이터 세그먼트를 복호화하는 복호화 모듈(334)을 포함한다. 데이터 세그먼트는 판독 동기화 버퍼(328)에 의해 수신된 요청된 패킷의 검색을 시작하는 판독 요청과 함께 수신된 암호화 키를 사용하여 복호화될 수 있다. 복호화 모듈(334)은 제1 패킷에 대한 판독 요청과 함께 수신된 암호화 키로 제1 패킷을 복호화할 수 있으며 그런 다음에 상이한 암호화 키로 제2 패킷을 복호화할 수 있거나 복호화 없이 판독 데이터 파이프라인(108)의 다음 스테이지로 제2 패킷을 통과시킬 수 있다. 패킷이 비밀이 아닌 암호 임시값으로 저장되었을 때, 임시값은 데이터 패킷을 복호화하기 위해 암호화 키와 함께 사용된다. 암호화 키는 클라이언트(114), 컴퓨터, 키 관리자, 또는 고체 상태 저장 컨트롤러(104)에 의해 사용되는 암호화 키를 관리하는 다른 장치로부터 수신될 수 있다.
다른 실시예에서, 판독 데이터 파이프라인(108)은 역패킷화장치(324)에 의해 포맷된 데이터 세그먼트의 압축을 해제하는 압축 해제 모듈(336)을 포함한다. 일 실시예에서, 압축 해제 모듈(336)은 압축 모듈(312)에 의해 데이터를 압축하는데 사용되는 것에 대해 상보적인 루틴을 선택하기 위해 패킷 헤더와 컨테이너 라벨 중의 하나 또는 양쪽에 저장된 압축 정보를 사용한다. 다른 실시예에서, 압축 해제 모듈(336)에 사용되는 압축 해제 루틴은 압축 해제되는 데이터 세그먼트를 요청하는 장치에 의해 지시된다. 다른 실시예에서, 압축 해제 모듈(336)은 매 데이터 구조 타입 또는 데이터 구조 클래스에 근거하여 디폴트 세팅들에 따라 압축 해제 루틴을 선택한다. 제1 객체의 제1 패킷은 디폴트 압축 해제 루틴을 오버라이딩하는 것을 가능하게 할 수 있으며 동일한 데이터 구조 클래스와 데이터 구조 타입의 제2 데이터 구조의 제2 패킷은 디폴트 압축 해제 루틴을 사용할 수 있으며 동일한 데이터 구조 클래스와 데이터 구조 타입의 제3 데이터 구조의 제3 패킷은 압축 해제를 사용할 수 없다.
다른 실시예에서, 판독 데이터 파이프라인(108)은 판독 데이터 파이프라인(108) 내에 하나 이상의 사용자 정의 가능 기능들을 포함하는 판독 프로그램 모듈(338)을 포함한다. 판독 프로그램 모듈(338)은 기록 프로그램 모듈(310)과 유사한 특징을 가지며 사용자가 판독 데이터 파이프라인(108)에 주문형 기능들을 제공하는 것을 허용한다. 판독 프로그램 모듈(338)은 도 3에 도시된 바와 같이 위치할 수 있으며, 판독 데이터 파이프라인(108) 내의 다른 위치에 위치할 수 있거나, 판독 데이터 파이프라인(108) 내의 다수의 위치들에 있는 다수의 부분들을 포함할 수 있다. 더구나, 독립적으로 작동하는 판독 데이터 파이프라인(108) 내에 있는 다수의 위치들 내에 다수의 판독 프로그램 모듈들(338)이 있을 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 판독 데이터 파이프라인(108) 내에 있는 판독 프로그램 모듈들(338)의 다른 형태를 인지할 것이다. 기록 데이터 파이프라인(106)과 같이, 판독 데이터 파이프라인(108)의 스테이지들은 재배치될 수 있으며 본 기술분야의 기술자는 판독 데이터 파이프라인(108) 내에 있는 스테이지들의 다른 순서들을 인지할 것이다.
고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 제어 및 상태 레지스터들(340)과 상응하는 제어 큐들(342)을 포함한다. 제어 및 상태 레지스터들(340)과 제어 큐들(342)은 기록 데이터 파이프라인(106)과 판독 데이터 파이프라인(108)에서 프로세싱되는 데이터와 관련된 제어와 시퀀싱 명령 및 하위 명령을 용이하게 한다. 예를 들면, 패킷화장치(302)의 데이터 세그먼트는 ECC 발생기(304)와 관련된 제어 큐(342)에 하나 이상의 상응하는 제어 명령 또는 지시를 가질 수 있다. 데이터 세그먼트가 패킷화될 때, 몇몇 지시 또는 명령이 패킷화장치(302) 내에서 실행될 수 있다. 다른 명령 또는 지시는 데이터 세그먼트로부터 생성된 새롭게 형성된 데이터 패킷이 다음 스테이지로 통과될 때 제어 및 상태 레지스터들(340)을 통해 다음 제어 큐(342)로 통과될 수 있다.
명령 또는 지시는 개개의 패킷이 이런 스테이지에 의해 실행될 때 적합한 명령 또는 지시를 끌어내는 각각의 파이프라인 스테이지를 가지는 기록 데이터 파이프라인(106)으로 포워딩되는 패킷에 대한 제어 큐들(342)로 동시에 로딩될 수 있다. 이와 마찬가지로, 명령 또는 지시는 개개의 패킷이 이런 스테이지에 의해 실행될 때 적합한 명령 또는 지시를 끌어내는 각각의 파이프라인 스테이지를 가지는 판독 데이터 파이프라인(108)으로부터 요청되는 패킷에 대한 제어 큐들(342)에 동시에 로딩될 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 제어 및 상태 레지스터들(340)과 제어 큐들(342)의 다른 특징 및 기능을 인지할 것이다.
고체 상태 저장 컨트롤러(104) 및/또는 고체 상태 저장 장치(102)는 또한 도 4와 관련하여 설명되는, 뱅크 인터리브 컨트롤러(344), 동기화 버퍼(346), 저장 버스 컨트롤러(348), 및 멀티플렉서("MUX")(350)를 포함할 수 있다.
뱅크 인터리브
도 4는 본 발명에 따른 고체 상태 저장 컨트롤러(104)에 있는 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)의 일 실시예(400)를 도시하는 개략적인 블록도이다. 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 아래에 설명되는, MUX(350), 저장 버스 컨트롤러(348), 및 동기화 버퍼(346)를 통해 제어 및 상태 레지스터들(340) 및 저장 I/O 버스(210)와 저장 제어 버스(212)에 연결된다. 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 아래에 설명되는, 고체 상태 저장 매체(110), 뱅크 컨트롤러들(418a-n), 버스 중재기(420), 및 상태 MUX(350)의 뱅크들(214)을 위해 판독 에이전트(402), 기록 에이전트(404), 소거 에이전트(406), 관리 에이전트(408), 판독 큐들(410a-n), 기록 큐들(412a-n), 소거 큐들(414a-n), 및 관리 큐들(416a-n)을 포함한다. 저장 버스 컨트롤러(348)는 아래에 설명되는, 리맵핑 모듈(430)을 가지는 맵핑 모듈(424), 상태 캡처 모듈(426), 및 NAND 버스 컨트롤러(428)을 포함한다.
뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 고체 상태 저장 컨트롤러(104)에 있는 둘 이상의 큐들에 하나 이상의 명령을 지시하며 제1 타입의 명령이 하나의 뱅크(214a)에 대해 실행되는 동안에 제2 타입의 명령이 제2 뱅크(214b)에 대해 실행될 정도로, 고체 상태 저장 매체(110)의 뱅크들(214) 사이에서 큐들에 저장된 명령의 실행을 조정한다. 하나 이상의 명령은 명령 타입에 의해 큐들로 분리된다. 고체 상태 저장 매체(110)의 각각의 뱅크(214)는 뱅크 인터리브 컨트롤러(344) 내에 상응하는 세트의 큐들을 가지며 각각의 세트의 큐들은 각각의 명령 타입에 대한 하나의 큐를 포함한다.
뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 고체 상태 저장 매체(110)의 뱅크들(214) 사이에서 큐들에 저장된 명령의 실행을 조정한다. 예를 들면, 제1 타입의 명령이 하나의 뱅크(214a)에 대해 실행되는 동안에 제2 타입의 명령이 제2 뱅크(214b)에 대해 실행된다. 일반적으로 명령 타입들과 큐 타입들은 판독 및 기록 명령들과 큐들(410, 412)을 포함하지만, 또한 저장 매체 특정인 다른 명령들 또는 큐들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 실시예에서, 소거 및 관리 큐들(414, 416)은 포함되며 플래시 메모리, NRAM, MRAM, DRAM, PRAM 등에 적당할 것이다.
다른 타입의 고체 상태 저장 매체(110)에 대해, 다른 타입의 명령들 및 상응하는 큐들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 포함될 수 있다. 유연한 성질의 FPGA 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 저장 매체의 유연성을 허용한다. 만약 플래시 메모리가 다른 고체 상태 저장 타입으로 변경되었다면, 뱅크 인터리브 컨트롤러(344), 저장 버스 컨트롤러(348), 및 MUX(350)는 데이터 파이프라인들(106, 108)과 다른 고체 상태 저장 컨트롤러(104) 기능에 상당한 영향을 끼치지 않고 매체 타입에 적응하기 위해 변경될 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에서, 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 각각의 뱅크(214)에 대해, 고체 상태 저장 매체(110)로부터 나온 데이터를 판독하기 위한 판독 큐(410), 고체 상태 저장 매체(110)로부터 나온 명령을 기록하기 기록 큐(412), 고체 상태 저장장치의 소거 블록을 소거하기 위한 소거 큐(414), 관리 명령을 위한 관리 큐(416)를 포함한다. 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 또한 상응하는 판독, 기록, 소거, 및 관리 에이전트들(402, 404, 406, 408)을 포함한다. 다른 실시예에서, 제어 및 상태 레지스터들(340)과 제어 큐들(342) 또는 유사한 소자들은 뱅크 인터리브 컨트롤러(344) 없이 고체 상태 저장 매체(110)의 뱅크들(214)에 전송된 데이터에 대한 명령의 대기열을 이룬다.
에이전트들(402, 404, 406, 408)은, 일 실시예에서, 뱅크(214a)에 대한 올바른 큐로 특정 뱅크(214a)에 대해 예정된 적당한 타입의 명령을 지시한다. 예를 들면, 판독 에이전트(402)는 뱅크-1(214b)에 대한 판독 명령을 수신할 수 있으며 뱅크-1 판독 큐(410b)에 판독 명령을 지시한다. 기록 에이전트(404)는 고체 상태 저장 매체(110)의 뱅크-0(214a)의 위치에 데이터를 기록하기 위해 기록 명령을 수신할 수 있으며 그런 다음에 뱅크-0 기록 큐(412a)에 기록 명령을 전송할 것이다. 이와 마찬가지로, 소거 에이전트(406)는 뱅크-1(214b)의 소거 블록을 소거하기 위해 소거 명령을 수신할 수 있으며 그런 다음에 뱅크-1 소거 큐(414b)에 소거 명령을 통과시킨다. 명령 에이전트(408)는 일반적으로 관리 명령, 상태 요청, 및 리셋 명령 또는 뱅크-01(214a)와 같은 뱅크(214)의 형태 레지스터를 판독하는 요청과 같은 이와 유사한 것을 수신한다. 관리 에이전트(408)는 뱅크-0 관리 큐(416a)에 관리 명령을 전송한다.
에이전트들(402, 404, 406, 408)은 일반적으로 또한 큐들(410, 412, 414, 416)의 상태를 모니터링하며 큐들(410, 412, 414, 416)이 완전하며, 거의 완전하며, 기능을 하지 못하는 등일 때 상태, 인터럽트, 또는 다른 메시지들을 전송한다. 일 실시예에서, 에이전트들(402, 404, 406, 408)은 명령을 수신하며 이에 상응하는 하위 명령을 발생시킨다. 일 실시예에서, 에이전트들(402, 404, 406, 408)은 제어 및 상태 레지스터들(340)을 통해 명령을 수신하며 큐들(410, 412, 414, 416)에 포워딩되는 이에 상응하는 하위 명령을 발생시킨다. 본 기술분야의 기술자는 에이전트들(402, 404, 406, 408)의 다른 기능들을 인지할 것이다.
큐들(410, 412, 414, 416)은 일반적으로 명령을 수신하며 고체 상태 저장 뱅크들(214)에 전송되는 것이 요구될 때까지 명령을 저장한다. 일반적인 실시예에서, 큐들(410, 412, 414, 416)은 선입선출("FIFO") 레지스터들이거나 FIFO로 작동하는 유사한 소자다. 다른 실시예에서, 큐들(410, 412, 414, 416)은 데이터, 중요성의 순서, 또는 다른 기준과 일치하는 순서로 명령을 저장한다.
뱅크 컨트롤러들(418)은 일반적으로 큐들(410, 412, 414, 416)로부터 명령을 수신하며 적당한 하위 명령을 발생시킨다. 예를 들면, 뱅크-0 기록 큐(412a)는 한 페이지의 데이터 패킷들을 뱅크-0(214a)에 기록하기 위해 명령을 수신할 수 있다. 뱅크-0 컨트롤러(418a)는 적당한 시간에 기록 명령을 수신할 수 있으며 뱅크-0(214a)의 페이지에 기록되기 위해 기록 버퍼(320)에 저장된 각각의 데이터 패킷에 대해 하나 이상의 기록 하위 명령을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 뱅크-0 컨트롤러(418a)는 뱅크-0(214a)와 고체 상태 저장 어레이(216)의 상태를 확인하며, 하나 이상의 데이터 패킷들을 기록하기 위한 적당한 위치를 선택하며, 고체 상태 저장 메모리 어레이(216) 내에서 입력 버퍼들을 청소하며, 하나 이상의 데이터 패킷들을 입력 버퍼들로 이동시키며, 입력 버퍼들을 선택된 위치로 프로그래밍하며, 데이터가 올바르게 프로그래밍되었는지를 검증하며, 만약 프로그램 실패가 일어난다면 마스터 컨트롤러(224)를 차단하는 것, 동일한 물리적 위치에 기록을 다시 시도하는 것, 및 상이한 물리적 위치에 기록을 다시 시도하는 것 중의 하나 이상을 행하기 위해 명령을 발생시킬 수 있다. 더구나, 예시적인 기록 명령과 함께, 저장 버스 컨트롤러(348)는 하나 이상의 명령이 저장 I/O 버스들(210a)를 위해 제1 물리적 어드레스에 맵핑되며, 저장 I/O 버스들(210b)를 위해 제2 물리적 어드레스에 맵핑된 명령의 논리 어드레스를 가지는 각각의 저장 I/O 버스들(210a-n)에 증가되는 것, 및 아래에 더 설명되는 기타 등등을 야기할 것이다.
일반적으로, 버스 중재기(420)는 뱅크 컨트롤러들(418) 중에서 선택되며 뱅크 컨트롤러들(418) 내에서 출력 큐들로부터 하위 명령을 끌어내며 뱅크들(214)의 성능을 최적화하는 시퀀스로 저장 버스 컨트롤러(348)에 이들을 포워딩한다. 다른 실시예에서, 버스 중재기(420)는 높은 레벨의 인터럽트에 응답할 수 있으며 통상의 선택 기준을 변경할 수 있다. 다른 실시예에서, 마스터 컨트롤러(224)는 제어 및 상태 레지스터들(340)을 통해 버스 중재기(420)를 제어할 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 버스 중재기(420)가 뱅크 컨트롤러들(418)에서부터 고체 상태 저장 매체(110)까지 명령의 시퀀스를 제어하며 인터리브할 수 있는 다른 수단을 인지할 것이다.
버스 중재기(420)는 일반적으로 적당한 명령의 선택, 및 뱅크 컨트롤러들(418)로부터 명령 타입이 요구될 때 상응하는 데이터를 조정하며, 저장 버스 컨트롤러(348)에 명령과 데이터를 전송한다. 버스 중재기(420)는 일반적으로 또한 적당한 뱅크(214)를 선택하기 위해 저장 제어 버스(212)에 명령을 전송한다. 플래시 메모리 또는 비동시성 양방향 직렬 저장 I/O 버스(210)를 가지는 다른 고체 상태 저장 매체(110)의 경우에 대해, 단지 하나의 명령(제어 정보) 또는 세트의 데이터가 한번에 전송될 수 있다. 예를 들면, 기록 명령 또는 데이터가 저장 I/O 버스(210)에 있는 고체 상태 저장 매체(110)에 전송될 때, 판독 명령, 판독되는 데이터, 소거 명령, 관리 명령, 또는 다른 상태 명령이 저장 I/O 버스(210)에 전송될 수 없다. 예를 들면, 데이터가 저장 I/O 버스(210)로부터 판독되는 중일 때, 데이터는 고체 상태 저장 매체(110)에 기록될 수 없다.
예를 들면, 뱅크-0에 기록 작동 중에 버스 중재기(420)는 저장 버스 컨트롤러(348)가 다음의 시퀀스를 실행하는 것을 야기하는 이의 큐의 상부에 기록 명령 또는 시리즈의 기록 하위 명령을 가질 수 있는 뱅크-0 컨트롤러(418a)를 선택한다. 버스 중재기(420)는 저장 제어 버스(212)를 통해 뱅크-0(214a)를 선택하며, 뱅크-0(214a)과 관련된 고체 상태 저장 소자들(216, 218, 220)의 입력 버퍼들을 청소하는 명령을 전송하며, 뱅크-0(214a)와 관련된 고체 상태 저장 소자들(216, 218, 220)의 상태를 확인하는 명령을 전송함으로써 기록 명령을 구성하는 저장 버스 컨트롤러(348)에 기록 명령을 포워딩한다. 저장 버스 컨트롤러(348)는 그런 다음에 논리 소거 블록 어드레스로부터 맵핑될 때 각각 개개의 물리적 소거 고체 상태 저장 소자(216a-m)에 대한 논리 소거 블록의 어드레스를 포함하는 물리적 어드레스를 가지는, 저장 I/O 버스(210)에 기록 하위 명령을 전송한다. 저장 버스 컨트롤러(348)는 그런 다음에 MUX(350)를 통해 저장 I/O 버스(210)에 기록 동기화 버퍼(308)를 통해 기록 버퍼(320)를 멀티플렉싱하며 적당한 페이지에 기록 데이터를 스트리밍한다. 페이지가 채워질 때, 그런 다음에 저장 버스 컨트롤러(348)는 뱅크-0(214a)과 관련된 고체 상태 저장 소자들(216a-m)이 고체 상태 저장 소자들(216a-m) 내에 메모리 셀들에 입력 버퍼를 프로그래밍하는 것을 야기한다. 마지막으로, 저장 버스 컨트롤러(348)는 페이지가 올바르게 프로그래밍되었다는 것을 보장하기 위해 상태를 확인한다.
판독 작동은 위의 기록 예와 유사하다. 판독 작동 중에, 일반적으로 버스 중재기(420), 또는 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)의 다른 소자는 데이터 및 이에 상응하는 상태 정보를 수신하며 판독 데이터 파이프라인(108)에 데이터를 전송하며 동시에 제어 및 상태 레지스터들(340)로 상태 정보를 전송한다. 일반적으로, 버스 중재기(420)로부터 저장 버스 컨트롤러(348)까지 포워딩된 판독 데이터 명령은 MUX(350)가 판독 데이터 파이프라인(108)으로 저장 I/O 버스(210)에 대한 판독 데이터를 게이트로 통제하는 것을 야기하며 상태 MUX(422)를 통해 적당한 제어 및 상태 레지스터들(340)에 상태 정보를 전송할 것이다.
버스 중재기(420)는 다양한 명령 타입들과 데이터 접속 모드들을 조정하며 그 결과 단지 적합한 명령 타입 또는 이에 상응하는 데이터만이 어느 주어진 시간에 버스에 탑재된다. 만약 버스 중재기(420)가 기록 명령, 및 고체 상태 저장 매체(110)에 기록되는 기록 하위 명령과 이에 상응하는 데이터를 선택하였다면, 버스 중재기(420)는 저장 I/O 버스(210)에 대한 다른 명령 타입을 허용하지 않을 것이다. 유리하게도, 버스 중재기(420)는 버스들의 아이들링 시간을 최소화하거나 제거하는 목적과 함께 버스에 대한 다양한 명령의 실행을 조정하기 위해 뱅크(214) 상태와 관련하여 수신된 상태 정보와 함께 예상된 명령 실행 시간과 같은 타이밍 정보를 사용한다.
버스 중재기(420)를 통해 마스터 컨트롤러(224)는 일반적으로 상태 정보와 함께, 큐들(410, 412, 414, 416)에 저장된 명령의 예상 완료 시간을 사용하며, 그 결과 명령과 관련된 하위 명령이 하나의 뱅크(214a)에 대해 실행되는 중일 때, 다른 명령의 다른 하위 명령이 다른 뱅크들(214b-n)에 대해 실행된다. 하나의 명령이 뱅크(214a)에 대해 완전히 실행될 때, 버스 중재기(420)는 뱅크(214a)에 다른 명령을 지시한다. 버스 중재기(420)는 또한 큐들(410, 412, 414, 416)에 저장되지 않은 다른 명령과 함께 큐들(410, 412, 414, 416)에 저장된 명령을 조정할 수 있다.
예를 들면, 소거 명령은 고체 상태 저장 매체(110) 내에 있는 하나의 그룹의 소거 블록들을 소거하기 위해 외부로 전송될 수 있다. 소거 명령은 기록 또는 판독 명령보다 10 내지 1000배나 더 많은 실행하는 시간이 걸릴 수 있거나 프로그램 명령보다 10 내지 100배 더 많은 실행하는 시간이 걸릴 수 있다. N 뱅크들(214)에 대해, 뱅크 인터리브 컨트롤러(244)는 뱅크(214a)의 가상 소거 블록을 각각 소거하기 위해 소거 명령을 N 명령들로 분할할 수 있다. 뱅크-0(214a)가 소거 명령을 실행하는 동안, 버스 중재기(420)는 다른 뱅크들(214b-n)에 대한 실행을 위한 다른 명령을 선택할 수 있다. 버스 중재기(420)는 또한 버스들 사이에서 명령 실행을 조정하기 위해 저장 버스 컨트롤러(348), 마스터 컨트롤러(224) 등과 같은 다른 소자들과 함께 작동할 수 있다. 버스 중재기(420), 뱅크 컨트롤러들(418), 큐들(410, 412, 414, 416), 및 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)의 에이전트들(402, 404, 406, 408)를 사용하여 명령의 실행을 조정하는 것은 뱅크 인터리브 기능이 없는 다른 고체 상태 저장 시스템들에 걸쳐 성능을 극적으로 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 고체 상태 컨트롤러(104)는 고체 상태 저장 매체(110)의 모든 저장 소자들(216, 218, 220)을 다루는 하나의 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)를 포함한다. 다른 실시예에서, 고체 상태 컨트롤러(104)는 각각의 칼럼의 저장 소자들(216a-m, 218a-m, 220a-m)을 위한 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)를 포함한다. 예를 들면, 하나의 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 하나의 칼럼의 저장 소자들(SSS 0.0-SSS N.0 216a, 218a,... 220a)을 다루며, 제2 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)는 제2 칼럼의 저장 소자들(SSS 0.1-SSS N.1 216b, 218b,... 220b) 등을 다룬다.
저장 특정 소자들
고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 고체 상태 저장 매체(110)로부터 전송되며 수신된 명령과 상태 메시지를 버퍼링하는 동기화 버퍼(346)를 포함한다. 동기화 버퍼(346)는 고체 상태 저장 클럭 도메인과 로컬 버스 클럭 도메인 사이의 경계에 위치하며 클럭 도메인 차이를 평가하기 위해 버퍼링을 제공한다. 동기화 버퍼(346), 기록 동기화 버퍼(308), 및 판독 동기화 버퍼(328)는 독립적일 수 있거나 데이터, 명령, 상태 메시지들 등을 버퍼링하기 위해 함께 작동할 수 있다. 일 실시예에서, 동기화 버퍼(346)는 클럭 도메인들을 가로지는 가장 작은 수의 신호가 있는 곳에 위치한다. 본 기술분야의 기술자는 몇몇 양상의 디자인 실행을 최적화하기 위해 클럭 도메인들 사이의 동기화가 고체 상태 저장 장치(102) 내의 다른 위치에 임의로 이동될 수 있다는 것을 인지할 것이다.
고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 고체 상태 저장 매체(110)에 전송되며 이로부터 판독된 데이터에 대한 명령 및 고체 상태 저장 매체(110)의 타입에 근거하여 고체 상태 저장 매체(110)로부터 수신된 상태 메시지들을 해석하며 변환하는 저장 버스 컨트롤러(348)를 포함한다. 예를 들면, 저장 버스 컨트롤러(348)는 상이한 타입의 저장장치에 대한 상이한 타이밍 요건, 상이한 수행 특성을 가지는 저장장치, 상이한 제조업자들로부터 나온 저장장치 등을 가질 수 있다. 저장 버스 컨트롤러(348)는 또한 제어 명령을 저장 제어 버스(212)에 전송한다.
일 실시예에서, 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 하나의 배열의 멀티플렉서들(350a-n)을 포함하는 MUX(350)를 포함하며 여기서 각각의 멀티플렉서는 고체 상태 저장 어레이(216)에 하나의 열로 구현된다. 예를 들면, 멀티플렉서(350a)는 고체 상태 저장 소자들(216a, 218a, 220a)과 연결된다. MUX(350)는 기록 데이터 파이프라인(106)으로부터 데이터 및 저장 I/O 버스(210)를 통해 저장 버스 컨트롤러(348)에서부터 고체 상태 저장 매체(110)까지의 명령을 라우팅하며 저장 I/O 버스(210)를 통해 고체 상태 저장 매체(110)로부터 판독 데이터 파이프라인(108)와 저장 버스 컨트롤러(348), 동기화 버퍼(346), 및 뱅크 인터리브 컨트롤러(344)를 통해 제어 및 상태 레지스터들(340)까지 데이터와 상태 메시지들을 라우팅한다.
일 실시예에서, 고체 상태 저장 컨트롤러(104)는 각각의 칼럼의 고체 상태 조장 소자들(예를 들면 SSS 0.0 216a, SSS 1.0 218a, SSS N.0 220a)에 대한 MUX(350)를 포함한다. MUX(350)는 기록 데이터 파이프라인(106)으로부터 나온 데이터와 저장 I/O 버스(210)를 통해 고체 상태 저장 매체(110)에 전송된 명령을 결합시키며 명령으로부터 판독 데이터 파이프라인(108)에 의해 프로세싱되는 데이터를 분리시킨다. 기록 버퍼(320)에 저장된 패킷들은 각각의 칼럼의 고체 상태 저장 소자들(SSS 0.x to SSS N.x 216, 218, 220)에 대한 MUX(350)로 각각의 칼럼의 고체 상태 저장 소자들(SSS 0.x to SSS N.x 216, 218, 220)에 대한 기록 동기화 버퍼(308)를 통해 기록 버퍼(320)으로부터 버스들에 대해 지시된다. 명령과 판독 데이터는 저장 I/O 버스(210)로부터 MUX들(350)에 의해 수신된다. MUX들(350)은 또한 저장 버스 컨트롤러(348)에 대한 상태 메시지들을 지시한다.
저장 버스 컨트롤러(348)는 맵핑 모듈(424)을 포함한다. 맵핑 모듈(424)은 소거 블록의 하나 이상의 물리적 어드레스에 대한 소거 블록의 논리 어드레스를 맵핑한다. 예를 들면, 뱅크(214a)당 하나의 배열의 20개의 저장 소자들(예를 들면 SSS 0.0 내지 SSS 0.M 216)을 가지는 고체 상태 저장 매체(110)는 소거 블록의 20개의 물리적 어드레스, 저장 소자당 하나의 물리적 어드레스에 대해 맵핑된 특정 소거 블록에 대한 논리 어드레스를 가질 수 있다. 저장 소자들이 병렬로 접속되기 때문에, 하나의 칼럼의 저장 소자들(216a, 218a, 220a)에서 각각의 저장 소자의 동일한 위치에 있는 소거 블록들은 물리적 어드레스를 공유할 것이다. 열을 이루는 모든 소거 블록(예를 들면 저장 소자들(SSS 0.0, 1.0,... N.0 216a, 218a, 220a)) 대신에 (예를 들면 저장 소자(SSS 0.0 216a)에서)하나의 소거 블록을 선택하기 위해, 하나의 뱅크(이런 경우에 뱅크-0(214a))가 선택된다.
만약 하나의 소거 블록이 손상을 입거나 접속이 불가능하다면, 맵핑이 다른 소거 블록을 맵핑하기 위해 변경될 수 있기 때문에 소거 블록들에 대한 이런 논리 대 물리적 맵핑이 유리하다. 이는 하나의 소자의 소거 블록에 결함이 있을 때 전체 가상 소거 블록을 상실하는 손실을 경감시킨다. 리맵핑 모듈(430)은 소거 블록의 논리 어드레스의 맵핑을 (이런 배열의 저장 소자들에 걸쳐 확산되는) 가상 소거 블록의 하나 이상의 물리적 어드레스로 변경시킨다. 예를 들면, 가상 소거 블록(1)은 저장 소자(SSS 0.0 216a)의 소거 블록(1)까지, 저장 소자(SSS 0.1 216b)의 소거 블록(1)까지, ..., 및 저장 소자(0.M 216m)까지 맵핑될 수 있으며, 가상 소거 블록(2)은 저장 소자(SSS 1.0 218a)의 소거 블록(2)까지, 저장 소자(SSS 1.1 218b)의 소거 블록(2)까지, ..., 저장 소자(1.M 218m) 등까지 맵핑될 수 있다. 또는, 가상 소거 블록(1)은 저장 소자(N.M 220m)의 소거 블록(1)까지 이런 배열로 각각의 저장 소자에 대해, 가상 소거 블록(1)이 저장 소자(SSS 0.0 216a)의 소거 블록(1) 내지 저장 소자(SSS 0.1 216b)의 소거 블록(1) 내지 저장 소자(0.M 216m), 및 저장 소자(SSS 1.0 218a)의 소거 블록(1) 내지 저장 소자(SSS 1.1 218b)의 소거 블록(1), ..., 및 저장 소자(1.M 218m)까지를 포함할 정도로 하나의 배열의 각각의 저장 소자로부터 하나의 소거 블록까지 맵핑될 수 있다.
만약 저장 소자(SSS0.0 216a)의 소거 블록(1)이 손상되거나, 마모 등에 기인한 에러들을 경험하거나, 또는 몇몇 이류로 사용될 수 없다면, 리맵핑 모듈(430)은 가상 소거 블록(1)의 소거 블록(1)에 포인팅된 논리 어드레스에 대한 논리 대 물리적 맵핑을 변경할 수 있다. 만약 저장 소자(SSS 0.0 216a)의 예비 소거 블록(이를 소거 블록(221)로 부름)이 이용 가능하며 현재 맵핑되지 않았다면, 리맵핑 모듈(430)은 저장 소자(SSS 0.1 216b)의 소거 블록(1), 저장 소자(SSS 0.2)(도시되지 않음)의 소거 블록(1), ..., 및 저장 소자(0.M 216m)를 포인팅하기 위해 가상 소거 블록(1)의 맵핑을 변경할 수 있다. 맵핑 모듈(424) 또는 리맵핑 모듈(430)은 규정된 순서(가상 소거 블록(1) 내지 저장 소자들의 소거 블록(1), 가상 소거 블록(2) 내지 저장 소자들의 소거 블록(2) 등)로 소거 블록들을 맵핑할 수 있거나 몇몇 다른 기준에 근거하여 다른 순서로 저장 소자들(216, 218, 220)의 소거 블록들을 맵핑할 수 있다.
일 실시예에서, 소거 블록들은 접속 시간으로 그룹을 이룰 수 있다. 특정 소거 블록들의 페이지들로 데이터를 프로그래밍하는 것(기록하는 것)과 같은 명령을 실행하는 시간을 의미하는, 접속 시간에 의한 그룹핑은 명령 완료를 균일하게 할 수 있으며 그 결과 가상 소거 블록의 소거 블록들을 통해 실행된 명령은 가장 늦은 소거 블록에 의해 제한되지 않는다. 다른 실시예들에서, 소거 블록들은 마모 수준, 건전성, 등에 의해 그룹을 이룰 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 소거 블록들을 맵핑하거나 리맵핑할 때 고려되는 다른 요소들을 인지할 것이다.
일 실시예에서, 저장 버스 컨트롤러(348)는 고체 상태 저장 매체(110)로부터 나온 상태 메시지들을 수신하며 상태 메시지들을 상태 MUX(422)로 전송하는 상태 캡처 모듈(426)을 포함한다. 다른 실시예에서, 고체 상태 저장 매체(110)가 플래시 메모리일 때, 저장 버스 컨트롤러(348)는 NAND 버스 컨트롤러(428)를 포함한다. NAND 버스 컨트롤러(428)는 판독 및 기록 데이터 파이프라인들(106, 108)로부터 나온 명령을 고체 상태 저장 매체(110)의 올바른 위치에 지시하며, 플래시 메모리의 특징 등에 근거하여 명령 실행의 타이밍을 조정한다. 만약 고체 상태 저장 매체(110)가 다른 고체 상태 저장 타입이라면, NAND 버스 컨트롤러(428)는 저장 타입이 특정한 버스 컨트롤러에 의해 대체될 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 NAND 버스 컨트롤러(428)의 다른 기능을 인지할 것이다.
정전 관리
도 5a는 전력 관리 장치(122)의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 모니터 모듈(510) 및 전력 손실 모듈(520)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 손실 모듈(520)은 식별 모듈(512), 종료 모듈(514), 손상 모듈(516), 및 완성 모듈(518)을 포함한다.
모니터 모듈(510)은, 일 실시예에서, 제1 전력 연결부(130)를 통해 미리 결정된 한계치 이상의 전력을 공급하지 못하는 제1 전원에 응답하여 비휘발성 저장 장치(102)에서 전력 손실 모드를 시작한다. 전력 손실 모드는, 일 실시예에서, 전력 관리 장치(122)가 제2 전력 공급부(124)에 의해 제공되는 전력 유지 시간 내에서 중지시키기 위해 저장 장치(102)를 준비하는 작동의 모드이다. 전력 손실 모듈(520)은, 일 실시예에서, 필수적인 프로세스 내의 작동들이 실행되는 것을 허용하기 위해 전력 손실 모드 중에 비휘발성 저장 장치(102)에 대한 프로세스 내의 작동의 실행을 조절한다.
일 실시예에서, 미리 결정된 한계치 이상의 전력은 저장 장치(102)에 충분하다. 충분한 전력은, 일 실시예에서, 적절히 작동하기 위해 저장 장치(102)에 대한 요건을 충족시키는 전력이다. 미리 결정된 한계치는, 다른 실시예에서, 저장 장치(102)에 대해 불충분한 전력 레벨로 설정되거나 그 이상이다. 불충분한 전력은 저장 장치(102)에 대한 요건을 충족하지 않는 전력이다. DC가 예상될 때 높은 AC 또는 고주파 성분 및 너무 낮은 전압 또는 전류를 가지는 전력은 불충분한 전력의 예이다. 위에 설명된 바와 같이, 일 실시예에서, 저장 장치(102)는 제1 전원으로부터 나온 전력이 미리 결정된 한계치의 아래로 떨어질 때 제2 전력 공급부(124)로부터 전력을 자동으로 받아들이거나 그렇지 않으면 끌어내도록 구성된다. 미리 결정된 한계치는, 일 실시예에서, 제2 전원 공급부(124)와 이에 상응하는 회로들의 특성에 의해 결정된 공학적인 한계치다.
제1 전원은, 일 실시예에서, 비휘발성 저장 장치(102)가 통상의 작동 중에 사용하는 전력의 발생원이며 이는 통상의 작동 중에 예기치 않게 중단되지 않는 전력의 대체로 연속적인 공급을 제공한다. 예를 들면, 일반적인 실시예들에서, 저장 장치(102)가 부착되는 컴퓨터 시스템(즉, 클라이언트(114) 또는 이와 유사한 것)은 제1 전원이며 PCI, PCIe, AGP, 또는 이와 유사한 것과 같은 버스 또는 슬롯 연결부를 통해서와 같이 마더보드를 통해, 또는 USB 포트, FireWire 포트, eSATAp 포트, 또는 이와 유사한 것과 같은 외부 포트를 통해 전력을 제공한다. 다른 실시예에서, 제1 전원은 표준 전기 출력이다.
일 실시예에서, 모니터 모듈(510)은 제1 전원으로부터 나온 전력이 미리 결정된 한계치의 아래로 떨어질 때를 결정하기 위해 직접적으로 제1 전력 연결부(130)를 모니터링한다. 예를 들면, 모니터 모듈(510)은 비휘발성 저장 장치(102)가 충분한 외부 전력을 받아들이는지를 결정하는데 사용하기 위해 전력 센서, 전류 센서, 및/또는 다른 적당한 센서를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 모니터 모듈(510)은 비휘발성 저장 장치(102)가 외부 전력을 잃은 경우에 비휘발성 저장 장치(102)에 있는 다른 소자에 의해 통지될 수 있다.
일 실시예에서, 모니터 모듈(510)은 제1 전력 연결부(130)로부터 전력의 손실에 응답하는 아날로그 회로를 포함한다. 예를 들면, 제1 전력 연결부(130)와 제2 전력 공급부(124)는 (예를 들면, 제2 전력 공급부(124)가 캐패시커들로 이루어질 때) 제2 전력 공급부(124)가 완전히 충전되게 유지하며 저장 장치(102)에 전력을 공급할 정도로 제1 전력 연결부(130)가 병렬로 배치될 수 있다. 병렬 형태에서, 제2 전력 공급부(124)는 제1 전력 연결부(130)의 고장의 경우에 전력을 제공하는 것을 자연적으로 시작하며, 저장 장치(102)는 제2 전력 공급부(124)로부터 나온 전력을 자연적으로 받아들인다. 모니터 모듈(510) 회로는 또한 제2 전력 공급부(124)로부터 나온 전력이 저장 장치(102)에 전달되는 것을 보장하기 위해 적당한 절연을 제공할 수 있으며; 예를 들면, 다이오드가, 제1 전력 공급부의 고장의 경우에, 제2 전력 공급부(124)로부터 저장 장치(102)까지 이며, 고장난 제1 전력 공급부까지가 아닌 전력 흐름을 보장하는데 사용될 수 있다. 적당한 절연에 대한 방법은 본 발명을 비추어 본 기술분야의 기술자에 의해 이해될 것이다.
모니터 모듈(510)은, 이와 같은 실시예에서, 전력 분배를 감지하며 이에 응답하여 전력 관리 장치(122)에 다른 모듈들의 작동을 일으키기 위해 전력 손실 모드를 시작하는 (전류 센서들, 전압 센서들, 또는 이와 유사한 것과 같은) 검출 소자들을 여전히 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 모니터 모듈(510)은 전력 분배 신호를 감지할 수 있으며 제1 전력 연결부(130)로부터 제2 전력 공급부(124), 또는 이와 유사한 것까지, 저장 장치(102)에 대한 전력 인출을 변경하는 스위치를 활성화시킬 수 있다.
모니터 모듈(510)은, 일 실시예에서, 전력 손실 모듈(520) 및/또는 저장 장치(102)가 전력 손실 모드에 들어간 다른 모듈과 직접적으로 또는 간접적으로 통신함으로써 전력 손실 모드를 시작할 수 있다. 예를 들면, 다양한 실시예들에서, 모니터 모듈(122)은 상태 레지스터를 설정할 수 있으며, 전력 손실 모드 명령을 전송하며, 전력 손실 신호를 전송하며, 전력 손실 인터럽트를 전송하며, 전력 손실 모드 기능 또는 과정을 시작하며, 전력 손실 상태에서 저장 장치를 배치하며/배치하거나, 그렇지 않으면 전력 손실 모듈(520)의 전력 손실 모드를 통지한다.
전력 손실 모듈(520)은, 일 실시예에서, 클라이언트(114) 또는 이와 유사한 것에서 승인된 작동들과 같은 필수적인 작동들이 전력 유지 시간 중에 실행되는 것을 보장하기 위해 전력 손실 모드 중에 저장 장치(102)에 대한 프로세스 내의 작동의 실행을 조절한다. 프로세스 내의 작동들은, 일 실시예에서, 저장 장치(102)가 현재 실행되는 작동들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 프로세스 내의 작동들은 저장 장치(102)에 대한 실행을 위한 대기열을 이루며, 기록 데이터 파이프라인(106) 및/또는 판독 데이터 파이프라인(108), 또는 이와 유사한 것의 내에 있는 작동들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 전력 손실 모듈(520)은 식별 모듈(512), 종료 모듈(514), 및 손상 모듈(516)을 포함한다.
식별 모듈(512)은, 일 실시예에서, 외부 전력이 손실되었는지, 미리 결정된 한계치의 아래에 있는지, 또는 그렇지 않으면 불충분한지 및 전력 손실 모드에 들어가는지를 결정하는 모니터 모듈(510)에 응답하여 비휘발성 저장 장치(102)에 대한 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들을 식별한다. 필수적이지 않은 작동들은 저장 장치(102)에 대한 데이터 손상 또는 데이터 손실을 야기하지 않고 종료될 수 있거나, 정지될 수 있거나, 또는 중지될 수 있는 이런 작동들이다. 필수적인 작동들은 데이터 손상, 저장 장치(102)에 대한 데이터 손실, 또는 저장 장치(102)와 클라이언트(114) 사이에 일관성이 없는 통신들(즉 이후에 적절하게 취급되지 않으며 통지와 일치하지 않는 데이터에 대해 클라이언트(114)에 통지를 전송하는 것)을 회피하기 위해 실행되어야 하는 이런 작동들이다. 식별 모듈(512)은 필수적이지 않은 작동들은 실행하는지, 또는 이들이 대기열을 이루며 실행을 기다리는지를 더 결정할 수 있다.
종료 모듈(514)은, 일 실시예에서, 식별 모듈(512)에 의해 식별되는 필수적이지 않은 작동들을 종료한다. 종료 모듈(514)은, 다양한 실시예들에서, 대기열을 이루는 필수적이지 않은 작동들, 명령들, 및 지시들을 소거하며/소거하거나 저장 장치(102)에 대해 현재 실행되는 필수적이지 않은 작동들을 차단함으로써 필수적이지 않은 작동들을 종료할 수 있다. 일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 필수적이지 않은 작동들을 실행하지 않고 저장 장치(102)의 전력이 차단되는 것(즉 일단 전력 유지 시간이 만료되면 제2 전력 공급부(124)가 감소되는 것)을 허용한다. 다른 실시예에서, 종료 모듈(514)은 일단 저장 장치(102)가 전력 손실 후에 다시 전력이 공급되면 필수적이지 않은 작동들이 실행되지 않거나 다시 시작되지 않는 방식으로 필수적이지 않은 작동들을 종료한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 종료된 필수적이지 않은 작동들의 기록을 남기지 않고 필수적이지 않은 작동들을 종료하며, 그 결과 저장 장치(102)는 종료된 필수적이지 않은 작동들을 실행하지 않거나 다시 시작하지 않고 전력을 공급받는다.
일 실시예에서, 식별 모듈(512)은 또한 저장 장치(102)가 제2 전력 공급부(124)로 작동하는 동안에 저장 장치(102)에 대한 전력 예산을 관리한다. 식별 모듈(512)은 예를 들면, 얼마나 많은 전력이 이용 가능한지, 얼마나 많은 전력이 저장 장치(102)에 대한 모든 일어날 작동들에 필요로 하며, 우선하는지를 결정할 수 있다. 따라서 작동들은 전력 유지 시간 내에 적어도 필수적이 프로세스 내의 작동들을 실행하기 위해 우선사항의 순서로 재정비되며 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 만약 식별 모듈(512)이 있을 수 있는 에러나 고장 때문에 모든 기록 작동들(즉 비휘발성 고체 상태 저장 장치에 대한 프로그램 작동들)을 실행하기에 불충분한 전력이 있다는 것을 판별한다면, 식별 모듈(512)은 아마 전력이 회복된 후에, 사용자에게 또는 얼마간의 또는 모든 기록 작동들이 분실된 시스템에 통지를 제공하기 위해 이런 정보를 기록할 것이다.
일 실시예에서, 필수적이지 않은 작동들은 비휘발성 저장 장치(102)에 있는 비휘발성 메모리(110)를 소거하는 소거 작동들 및/또는 비휘발성 저장 장치(102)에 있는 데이터를 판독하는 판독 작동들을 포함한다. 소거 작동은 예를 들면, 플래시 메모리 장치와 같은 고체 상태 저장 장치에 있는 공간을 재사용하는 불필요 데이터 수집 작동의 일부분으로 발생될 수 있다. 필수적이지 않은 작동들은 또한 비휘발성 저장 장치(102)의 데이터에 대한 해시 키를 발생시키는 것, 저장장치로부터 판독된 데이터의 압축을 해제하는 것과 같은 작동들, 또는 다른 작동들을 포함할 수 있다. 필수적이지 않은 작동들은, 다른 실시예에서, 비휘발성 저장 장치(102)가 클라이언트(114)에 통지를 전송하지 않은 기록(또는 프로그램) 작동들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 또는 시스템 디자이너는 임의의 작동들이 필수적이며 임의의 작동들이 필수적이지 않는지를 구체화한다.
특정 실시예들에서, 종료 모듈(514)은 얼마나 많은 전력을 이들이 요구하는지에 근거하여 필수적이지 않은 작동들을 종료한다. 예를 들면, 고체 상태 저장 장치들의 소거 작동들은 상당한 양의 전력을 소비하는 경향이 있다. 종료 모듈(514)은 전력을 보존하기 위해 소거 작동들을 신속하게 종료할 수 있다. 이와 반대로, 판독 작동들은 상대적으로 적은 전력을 필요로 한다. 종료 모듈(514)은 단지 소거 작동들이 종료된 후에만 또는 이와 유사한 것 후에만 판독 작동들을 종료하는 것을 시작할 수 있다.
일 실시예에서, 식별 모듈(512)은 작동을 실행하는 중요성에 근거하여 우선권으로 작동들의 우선 순위를 결정한다. 예를 들면, 통지된 데이터에 대한 프로그램 작동들은 가장 높은 우선권이 주어질 수 있지만, 반면에 소거 작동은 가장 낮은 우선권이 주어질 수 있다. 종료 모듈(514)은 가장 낮은 우선권의 작동들을 종료하는 것을 시작할 수 있으며 작동들의 우선순위 목록을 이동시킬 수 있으며, 임의의 필수적인 작동들을 종료하지 않을 수 있다. 따라서, 가장 낮은 우선권의 작동을 시작하는 종료 모듈(514)은 작동이 필수적인지를 결정한다. 만약 아니라면, 이런 작동은 종료된다. 만약 작동이 필수적이라면, 작동은 종료되지 않으며 종료 모듈(514)은 고려를 위해 다음 작동으로 이동한다.
특정 실시예들에서, 식별 모듈(512)은 또한 필수적이지 않은 작동을 완료하는데 요구되는 에너지의 양에 근거하여 실행하는 과정에 있는 필수적이지 않은 작동들의 우선순위를 결정할 수 있다. 예를 들면, 90% 완료된 소거 작동은 5% 완료된 소거 작동보다 낮은 종료에 대한 우선권이 주어질 수 있으며; 따라서, 90%인 소거 작동은 완료하는 것이 허용될 수 있지만, 반면에 5% 완료된 소거 작동은 정전이 검출될 때 중지된다. 일 실시예에서, 작동을 위해 요구되는 에너지의 양은 그 동안에 작동이 실행되는 시간의 경과에 따라 변경될 수 있다.
종료 모듈(514)은, 일 실시예에서, 식별 모듈(512)에 의해 식별되는 필수적이지 않은 작동들을 종료한다. 위에 언급된 바와 같이, 종료 모듈(514)은 다른 작동들 전에 종료를 위해, 식별 모듈(512)에 의해 우선순위가 결정된 것으로, (전력 집중 소거 작동들 또는 독자적인 그루밍 작동들과 같은) 특정 클래스의 작동들을 종료할 수 있다. 일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 도 6과 관련하여 보다 자세하게 논의되는 바와 같이 작동이 행해지며/실행되는 메모리 영역 또는 소자를 식별하며 메모리 영역 또는 소자를 리셋함으로써 필수적이지 않은 작동을 종료한다. 여기에 사용되는 바와 같이, 메모리 영역 또는 소자는 물리적인 섹션에서 실행되는 작동들이 명령 또는 신호로 리셋되거나, 종료되거나, 정지되거나, 보류되거나, 또는 중지될 수 있는 비휘발성 메모리(110)의 물리적인 섹션을 가리킨다.
필수적이지 않은 작동들을 종료함으로써, 전력 관리 장치(122)는 전력이 필수적인 기록 작동들 및 다른 필수적인 작동들에 사용되는 것을 보장할 수 있으며 그 결과 필수적인 작동들이 전력 유지 시간 내에 실행될 수 있다. 더구나, 전력 관리 장치(122)는 따라서 제2 전력 공급부(124)가 제공하는데 필요한 전력의 전체 양을 감소시킬 수 있다. 따라서 디자이너는, 예를 들면, 저장 장치(102)의 공간을 절약할 수 있는, 전력을 제공하는 더 작은 캐패시터들을 사용하며, 비용을 감소시키며, 신뢰성을 개선하면서 모든 수신되며 통지된 데이터가 예기치 않은 정전으로부터 보존되며 보호되는 것을 보장하기 위해 성능을 유지하는 것을 선택하는 것이 허용된다.
일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 특정한 필수적이지 않은 작동이 대기열을 이루는지 또는 실행 중인지를 결정한다. 종료 모듈(514)은 작동들이 실행되지 않은 것을 보장하기 위해 큐로부터 작동들을 제거함으로써 대기열을 이룬 필수적이지 않은 작동들을 삭제할 수 있다. 또는, 이에 더하여, 종료 모듈(514)은 실행하는 작동들이 추가적인 전력을 소비하는 것을 방지하기 위해 실행 중인 작동들을 취소할 수 있다. 특정 실시예들에서, 위에 언급된 바와 같이, 종료 모듈(514)은 프로세스 간에 있는 몇몇 필수적이지 않은 작동들을 종료하면서 다른 것들이 완료되는 것을 허용한다.
손상 모듈(516)은, 일 실시예에서, 손상된 것으로 여겨지거나 손상된 것으로 여겨져야 하는 비휘발성 메모리(110)에 기록되는 것인 저장 장치(102)에 의해 수신된 데이터를 식별한다. 이와 같은 데이터는, 예를 들면, 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 데이터일 수 있다. 손상 모듈(516)은 손상된 것으로 여겨지는 데이터가 비휘발성 메모리(110)에 저장되지 않는 것을 보장하며 또한 클라이언트(114)가 데이터가 저장되지 않았다는 것을 인지되는 것을 보장하거나, 클라이언트(114)가 손상된 데이터가 성공적으로 저장되지 않았다는 것을 통고받는 것을 보장한다.
특정 실시예들에서, 손상 모듈(516)과 종료 모듈(514)은 일단 모니터 모듈(510)이 정전을 검출하면 취해진 행위를 기록한다. 예를 들면, 종료 모듈(514)은 임의의 필수적이지 않은 작업들이 이들이 실행을 시작하기 전에 취소되었는지 그리고 임의의 필수적이지 않은 작업들이 실행 중에 종료되었는지를 기록할 수 있다. 손상 모듈(516)은 무슨 데이터가 손상된 것으로 결정되었는지에 관한 정보를 기록할 수 있다. 전력 관리 장치(122)의 다른 모듈들은 이와 유사하게 저장 장치(102), 클라이언트(114), 또는 다른 관련된 실체가 예기치 않은 중지 중에 발생된 것을 결정하는데 도움을 주기 위해, 이들의 활동, 또는 이의 서브세트를 기록할 수 있다.
일 실시예에서, 손상 모듈(516)은 정전 신호가 모니터 모듈(510)에 의해 수신되기 전에 과거의 얼마간의 특정 시간(예를 들면, 5 마이크로초)에 시작된 저장 장치(102)에 의해 수신된 모든 데이터가 손상되며 비휘발성 저장장치(110)에 저장되지 않아야 하는 것을 예상한다. 본 명세서는 PCI, PCI-e, 또는 이와 유사한 것과 같은 표준에 의해 또는 클라이언트(114), 저장 장치(102), 벤더, 제조업자, 등에 의해 기술될 수 있다. 다른 실시예에서, 손상 모듈(516)은 손상된 것으로 미리 결정된 스테이지 전에 기록 데이터 파이프라인(106)의 내에 있는 데이터를 평가한다.
도 5b는 데이터 손상과 관련된 시간표의 일 예를 도시한다. 시간 0에서, 전력 교란이 일어난다. 이런 시점은 교란 시간으로 불린다. 일어난 전력 교란과 전력 교란 신호가 모니터 모듈(510)에 의해 수신될 때, 모니터 모듈(510)이 전력 교란을 검출할 때, 또는 이와 유사한 것 사이를 통과하는 그 결과로 나온 기간이 있다. 이런 기간은 여기서 손상 기간으로 불린다. 본 명세서는 (위에 언급된 5 마이크로초와 같은) 예시적인 손상 기간들을 제공할 수 있지만, 손상 기간은 이와 같은 것으로 제한되지 않으며, 표준과 개발자, 제조업자, 디자이너 등의 가정에 근거하여 변경될 수 있다.
손상 기간은 (5 마이크로초에 일어난 것으로 보여지는) 전력 교란을 검출하며, (3 마이크로초에 일어난 것으로 보여지는) 전력 교란이 있었다는 것을 가리키는 신호를 발생시키며, (5 마이크로초에 일어난 것으로 보여지는) 모니터 모듈(510)이 전력 교란 신호를 수신하는데 필요한 시간의 결과이다. 일반적으로, 손상 모듈(516)은 새로운 데이터가 손상된 것으로 여겨질 때 일단 전력 교란이 있었다는 것이 결정되면 새로운 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)에 들어오는 것을 방지한다. 그러나, 손상된 데이터는 손상 기간 중에 기록 데이터 파이프라인(106)으로 이동된다.
따라서, 손상 시간 후에 수신된 모든 데이터는 손상된 것으로 여겨지며 저장되지 않아야 한다. 예를 들면, 손상 모듈(516)은 모니터 모듈(510)이 시간(t)에서 정전 신호를 수신하였는지를 결정할 수 있으며, 손상 모듈(516)은 t-5 마이크로초로 손상 시간을 항상 설정할 수 있다. 손상 모듈(516)은 그러므로 t-5 마이크로초의 손상 시간 후에 수신된 모든 데이터가 손상된다는 결론을 내릴 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 손상 모듈(516)은 t-5 마이크로초 후에 수신된 모든 기록 작동들(즉 플래시 메모리 등에 대한 프로그램 작동들)을 식별하며, 이들이 기록 데이터 파이프라인(106)의 어디에 있는지를 결정하며, 기록 작동들을 건너뛴다. 손상 모듈(516)은, 다양한 실시예들에서, 이들을 취소하거나, 이들을 건너뛰거나, 이들을 청소하거나, 이들을 차단하거나, 또는 그렇지 않으면 이들을 실행하지 않음으로써 기록 작동들을 건너뛸 수 있다.
일 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 또한 완성 모듈(518)을 포함한다. 몇몇 실행에서, 기록 데이터 파이프라인(106)의 스테이지들과 관련된 특정 작동들은 이런 스테이지와 관련된 버퍼가 채워질 때까지 이런 파이프라인을 통해 데이터의 연속된 흐름을 실행하거나 허용하지 않을 것이다. 예를 들면, 도 3의 ECC 발생기(304)와 같은 ECC 스테이지는 ECC 값을 발생시키기 전에 채워진 버퍼를 필요로 할 수 있다. 이와 마찬가지로, 기록 버퍼(320), 기록 동기화 버퍼(308), 또는 이와 유사한 것과 같은 출력 버퍼는 데이터가 출력 버퍼로부터 나와서 비휘발성 저장장치(110)로 이동되기 전에 채워져야 한다. 일 실시예에서, 만약 버퍼가 통상의 조건 하에 부분적으로 채워진다면, 버퍼와 관련된 스테이지는 이런 버퍼와 관련된 작동들이 실행되기 전에 버퍼가 채워질 때까지 기다릴 것이다. 여기에 언급되는 버퍼들은 물리적 버퍼들일 수 있거나, 단순하게 레지스터들, DRAM 위치들, 또는 다른 것들과 같은 일시적인 저장 위치들일 수 있다. 다른 실시예에서, 패킷화장치(302)는 패킷이 완성될 때까지, 하나의 그룹의 패킷들이 완성될 때까지, 또는 이와 유사한 때가지 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 다른 스테이지로 패킷을 통과시키지 않을 수 있다. 이와 마찬가지로, 기록 버퍼(320)는, 특정 실시예들에서, 페이지, 논리 페이지, 하나의 그룹의 페이지들이나 논리 페이지들, 또는 이와 유사한 것이 완성될 때까지 저장 장치(102)로 데이터를 전송할 수 없다.
정전의 경우에, 비휘발성 메모리(110), 또는 이와 유사한 것에 데이터를 플러싱하기 위해, 심지어 하나 이상의 스테이지들에서 버퍼, 패킷, 또는 페이지가 채워지지 않더라도 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 데이터를 이동시키는 것이 유용할 수 있다. 완성 모듈(518)은 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 그리고 비휘발성 메모리(110)로 부분적으로 채워진 데이터 버퍼에서 데이터를 플러싱한다. 일 실시예에서, 완성 모듈(518)은 부분적으로 채워진 버퍼들, 패킷들, 및/또는 채워지지 않은 페이지들을 식별하며 데이터가 버퍼들로부터 그리고 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 이동될 정도로 패드 데이터로 버퍼들을 채운다.
완성 모듈(518)은, 일 실시예에서, 채움은 저장 장치(102) 및/또는 클라이언트(114)가 채움을 식별할 수 있다는 것을 보장하며 패드 데이터가 실제 데이터의 일부분이 아니라는 것을 알려주는 패드 데이터로 식별 가능하다는 것을 보장한다. 일 실시예에서, 완성 모듈(518)은 특정한 헤더, 토큰, 마커, 패턴, 또는 채우는 데이터를 식별하기 위한 다른 식별자를 사용한다. 다른 실시예에서, 완성 모듈(518)은 부분적으로 채워진 버퍼, 패킷, 및/또는 페이지를 완성하기 위해 버퍼의 채워지지 않은 공간에 존재하는 데이터를 사용하여, 채우는 데이터를 추가하지 않고 버퍼, 패킷, 및/또는 페이지를 플러싱한다. 예를 들면, 채워지지 않거나 빈 상태의 버퍼는 모든 2진수 1들, 모든 2진수 0들, 폐기 또는 불필요한 데이터, 이전의 처리로부터 나온 데이터, 또는 이와 유사한 것을 저장할 수 있다. 완성 모듈(518)은, 일 실시예에서, 채우는 데이터로서 버퍼의 채워지지 않은 영역에 존재하는 데이터를 식별한다. 완성 모듈(518)은 본 발명에 비추어, 특정한 패턴, 플래그 또는 다른 지시자, 또는 본 기술분야의 사람에게 알려진 다른 방법들을 사용할 수 있다.
완성 모듈(518)은, 일 실시예에서, 특정한 헤더, 풋터, 토큰, 마커, 패턴, 또는 전력 관리 장치(122)가 전력 손실 모드에서 필수적인 작동들을 성공적으로 완성하였는지를 식별하기 위한 다른 식별자를 사용한다. 일 실시예에서, 필수적인 작동들을 성공적으로 완성하는 것은 완성 모듈(518)이 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 그리고 비휘발성 메모리(110) 또는 이와 유사한 것으로 기록 작동들로부터 나온 기록 데이터를 성공적으로 플러싱하였다는 것을 의미한다. 지시자는, 일 실시예에서, 채우는 데이터를 식별하기 위한 위에 설명된 것과 동일한 지시자이다. 다른 실시예에서, 완성 모듈(518)은 전력 손실 모드 중에 필수적인 작동들의 성공적인 실행을 식별하기 위해 개개의 지시자를 사용한다.
도 6은 전력 관리 장치(122)와 비휘발성 메모리(110)의 일 실시예(600)를 도시한다. 위에 언급된 바와 같이, 전력 관리 장치(122)는 저장 컨트롤러(104)의 일부분일 수 있다. 전력 관리 장치(122)외 비휘발성 메모리(110)는 물리적으로 동일한 저장 장치(102)의 일부분일 수 있다. 전력 관리 장치(122)는 도 5a와 관련하여 설명된 작동들을 실행할 수 있다. 도시된 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 모니터 모듈(510)과 전력 손실 모듈(520)을 포함한다. 전력 손실 모듈(520)은, 다른 실시예에서, 식별 모듈(512), 종료 모듈(514), 손상 모듈(516), 및/또는 완성 모듈(518)을 포함할 수 있다. 전력 관리 장치(122)는 또한 전력 관리 장치(122)가 직접적으로 또는 간접적으로 비휘발성 메모리(110)에 신호들을 통신할 정도로 비휘발성 메모리(110)와 통신을 한다. 전력 관리 장치(122)는, 예를 들면, 비휘발성 메모리(110)에 제어 신호를 전송하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 6은 비휘발성 메모리(110)에 대한 구조의 일 실시예를 도시한다. 비휘발성 메모리(110)는 채널들(632a 및 632b)을 포함할 수 있다. 채널들은 다수의 뱅크들을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 채널(632a)은 뱅크들(630a 및 630b)을 포함하며, 채널(632b)은 뱅크들(650a 및 650b)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 칩들(634a-c 및 654a-c)은 다수의 다이(636a-f 및 656a-f)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 각각의 칩(634a-c 및 654a-c)에 있는 하나의 다이는 뱅크를 형성하는데 사용된다. 도시된 바와 같이, 뱅크(630a)는 다이들(636a, 636c, 및 636e)을 둘러싼다. 뱅크(630b)는 다이들(636b, 636d, 및 636f)을 포함한다. 뱅크들(650a 및 650b)은 이와 유사하게 칩들(654a-c)에 있는 하나의 다이로 구성된다. 일 실시예에서, 도 6의 비휘발성 메모리(110)는 위에 설명된 도 2의 고체 상태 저장 매체(110)와 실질적으로 유사하다.
본 기술분야의 기술자는 도 6에 도시된 실시예가 간단히 플래시와 같은 비휘발성 메모리(110)에 대한 구조의 일 예이며, 수많은 다른 구조들이 또는 가능하다는 것을 이해할 것이다. 도 6은 본 발명의 이해에 도움을 주는 방식으로 비휘발성 메모리(110)의 특징에 초점을 맞추기 위해 비휘발성 메모리(110)의 단순화된 버전을 도시한다. 비휘발성 메모리(110) 실행에 대한 보다 상세한 것은 (여기 이후에 "뱅크 인터리브 출원"으로 불리는) 여기에 참조로 첨부된, "Apparatus, System, and Method for Managing Commands of Solid-State Storage Using Bank Interleave"을 명칭으로 하는, 2007년 12월 6일에 출원된 David Flynn 등의 미국 특허 출원 번호 11/952,095에 발견될 수 있다.
위에 언급된 바와 같이, 종료 모듈(514)은 작동이 실행되는 중인 메모리 영역 또는 소자를 판별하며, 메모리 영역 또는 소자를 리셋함으로써 식별 모듈(512)에 의해 식별되는 필수적이지 않은 작동을 종료할 수 있다. 여기에 사용되는 바와 같은, 메모리 영역 또는 소자는 리셋 명령으로 리셋될 수 있는 비휘발성 메모리(110)의 물리적 섹션을 가리킨다. 리셋 명령은 종료하기 위해 기록하며, 소거하며, 판독하는 것과 같이 메모리 영역에 대해 실행 중인 모든 작동들을 야기하는 명령이다. 일 실시예에서, 각각의 다이(636a-f 및 656a-f)는 각각 개개의 다이(636a-f 및 656a-f)가 특정 메모리 영역 또는 소자를 구성할 정도로 독립적으로 리셋될 수 있다. 리셋 작동은 리셋 작동의 주체인 특정 다이에 대한 작동이 프로세스를 종료시키는 것을 야기한다.
여기에 설명된 바와 같은, 특정 실시예들에서, 작동들은 뱅크를 기반으로 일어난다. 예를 들면, 소거 작동은, 일 실시예에서, 뱅크를 구성하는 다수의 다이에 미치는 논리 소거 블록에서 실행된다. 이와 같은 실시예들에서, 메모리 영역 또는 소자는 뱅크일 수 있으며, 리셋 작동은 대체로 동일한 시간에 뱅크에 있는 모든 다이에 전송된다. 리셋 작동 그 자체는 하나의 명령 또는 다수의 명령일 수 있으며; 이와 같은 실시예들에서, 뱅크에 있는 각각의 다이는 리셋되며, 이는 논리 소거 블록의 각각의 다이에 있는 각각의 물리적 블록들에 대한 소거 작동들을 정지시킨다.
다른 실시예에서, 종료 모듈(514)은 실질적으로 모든 비휘발성 메모리(110)를 동시에 리셋할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 저장 장치(102)는 각각의 뱅크(630a, 630b, 650a, 650b)에 대한 소거 작동들을 동시에 스케줄링할 수 있으며 종료 모듈(514)은 이런 스케줄링된 소거 작동들을 종료하기 위해 비휘발성 메모리(110)에 있는 각각의 뱅크(630a, 630b, 650a, 650b)에 리셋 명령을 전송할 수 있다.
이와 같은 실시예에서, 종료 모듈(514)은 버스를 통해 리셋 명령을 특정한 다이(636a-f 또는 656a-f)에 전송할 수 있다. 이는 종료 모듈(514)이 (소거와 같은) 필수적이지 않은 작동들을 실행하는 중이며 동시에 계속해서 다른 메모리 영역들에 대한 프로그래밍 작동들(즉 데이터 저장 기록 작동들)을 허용하는 메모리 영역들을 리셋하는 것을 허용한다. 일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 리셋 신호를 발신함으로써 작동들을 실행하는 것을 종료하며 명령 큐로부터 나온 작동을 제거하거나 그렇지 않으면 작동들을 건너뜀으로써 미결의 작동들(즉 아직 시작되지 않은 명령 큐에 있는 이런 작동들)을 종료한다.
특정의 필수적이지 않은 작동들은 리셋 명령의 사용 없이 종료될 수 있다. 예를 들면, 위에 설명된 바와 같이, 명령 큐에 있는 필수적이지 않은 작동들은 이들을 전혀 시작하지 않고 필수적이지 않은 작동들을 삭제하거나, 청소하거나, 실행을 방지하는 마킹을 하거나, 또는 제거함으로써 간단히 건너뛸 수 있다. 이런 작동들은 결코 시작되지 않기 때문에, 다이(636a-f 또는 656a-f)는 작동을 종료하기 위해 리셋되는 것이 필요하지 않다. 다이(636a-f 및 656a-f)에 대해 실행되지 않는 다른 필수적이지 않은 작동들은 이와 마찬가지로 심지어 이들이 실행되는 중일 때도 리셋 명령 없이 종료될 수 있으며; 예를 들면, 만약 기록 데이터 파이프라인(106)의 스테이지가 정전이 검출될 때 데이터에 대한 해시 키를 발생시키는 중이라면, 해시 발생 작동은 다이(636a-f 및 656a-f)에 전송되는 리셋 작동 없이 종료될 수 있다. 특정 실시예들에서, 특정 다이(636a-f 및 656a-f)에서 실행의 과정에 있는 프로그램/기록, 판독, 및 소거 작동들만이 리셋 명령으로 종료된다.
특정 실시예들에서, 종료 모듈(514)은 저장 장치(102)의 특정한 영역들/섹션들/모듈들/하위 소자들을 정지하거나 그렇지 않으면 중지할 수 있다. 예를 들면, 종료 모듈(514)은 판독 데이터 파이프라인(108)을 실행하는 모든 물리적 장치들/소자들 및/또는 논리 모듈들을 중지할 수 있다. 다른 실시예에서, 종료 모듈(514)은 판독 DMA 엔진, 또는 필수적이지 않은 작동들과 관련된 다른 하위 소자들을 정지하거나 그렇지 않으면 중지할 수 있다. 종료 모듈(514)은 또한 저장 장치(102)에서 작동하는 하나 이상의 CPU들을 중지할 수 있으며; 예를 들면, 저장 장치(102)는 멀티 코어 CPU를 가질 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 종료 모듈(514)은 전력 관리 장치(122)가 사용하지 않는 CPU에 있는 하나 이상의 코어들을 중지할 수 있다.
종료 모듈(514)은 또한 전력 관리 장치(122)의 작동들과 관련되지 않은 활동이 전력 관리 장치(122)를 서포팅하는 코어에서 일어나지 않는 것을 모니터링하며 보장할 수 있다. 특정 실시예들에서, 전력 관리 장치(122)는 종료 모듈(514)이 전력을 보존하기 위해 CPU(또는 CPU들)을 간단히 중지할 수 있을 정도로 CPU로부터 분리된 하드웨어에서 실행될 수 있다. 종료 모듈(514)은 개개의 클럭들을 정지함으로써 판독 데이터 파이프라인(108)과 CPU를 중지할 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 판독 데이터 파이프라인(108), 판독 DMA 엔진, CPU, 및/또는 저장 장치(102)의 다른 하위 소자들을 중지시키는 다른 방법들을 이해할 것이다.
특정 실시예들에서, 뱅크 인터리브 출원에서 설명된 바와 같이, 특정 작동들은 뱅크 레벨에 대해 일어날 수 있으며; 예를 들면, 데이터는 뱅크(630a)에 영향을 끼치는 프로그램 작동 중에 다이(636a, 636c, 및 636e)에 프로그래밍된다(즉 기록되거나 저장된다). 뱅크들(630a-b 및 650a-b)은 이들이 (뱅크들에 n 다이가 있을 때 n 수의 물리적 소거 블록들로 구성되는) 논리 소거 블록들, (뱅크들에 N 다이가 있을 때 N 수의 물리적 소거 블록들로 구성되는) 논리 페이지들, 및 기타 등등을 제공할 정도로 조직될 수 있다. 따라서, 도 6에서, 뱅크(630a)는 (다이(636a, 636c, 및 636e)로부터) 세 개의 물리적 소거 블록들로 구성되는 논리 소거 블록, 및 다이(636a, 636c, 및 636e)로부터 세 개의 물리적 페이지들로 구성되는 데이터의 논리 페이지들을 제공할 수 있다.
이와 같은 실시예들에서, 종료 모듈(514)은 뱅크(630a)에 병렬로 이어지는 (다이(636a, 636c, 및 636e)와 같은) 다이에 버스를 통해 리셋 명령을 전송할 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 이런 그룹의 다이(636a, 636c, 및 636e)는 동시에 리셋될 것이며, 각각의 다이(636a, 636c, 및 636e)에서 일어나는 작동들을 효과적으로 정지시킬 것이다. 따라서, 소거 작동이 세 개의 물리적 다이(636a, 636c, 및 636e)에 있는 물리적 소거 블록들을 포함하는 논리 소거 블록에서 일어나기 때문에, 리셋 작동은 논리 소거 블록에 대한 과정에 있는 소거 작동을 동시에 정지시키기 위해 다이(636a, 636c, 및 636e)에 있는 세 개의 물리적 소거 블록들에 물리적으로 전송될 수 있다. 이와 마찬가지로, 다른 실시예에서, 종료 모듈(514)은 전체 비휘발성 메모리(110)를 동시에 리셋하기 위해 모든 다이들(636a-f, 656a-f)에 리셋 작동을 전송할 수 있다.
하나의 가능한 예에서, 모니터 모듈(510)은 저장 장치(102)가 전력을 손실했는지를 결정할 수 있다. 식별 모듈(512)은 뱅크(650a)에 있는 논리 소거 블록에 대응하여 비휘발성 메모리(110)에서 일어난 소거 작동이 있는지를 결정한다. 종료 모듈(514)은 뱅크(650a)에 리셋 명령을 전송하며, 이는 다이(656a, 656c, 및 656e)가 리셋되는 것을 야기하며 그에 따라 소거 작동을 종료한다. 유사한 패턴이 저장 장치(102)가 전력을 상실한 후에 비휘발성 메모리(110)에 대해 미결인 다른 소거 작동들과 판독 작동들에 대해 일어날 수 있다. 게다가, 뱅크들은 하나의 뱅크에서 일어난 작동들이 저장 장치(102)에 있는 다른 뱅크들의 작동들에 영향을 끼치지 않고 종료되거나 중지될 수 있을 정도로 서로 독립적일 수 있다.
특정 실시예들에서, 프로그램, 소거, 및 판독 작동들은 위에 설명된 바와 같이 뱅크 레벨에서 일어나지 않으며; 특정 구조들에서, 프로그램, 소거, 및 판독 작동들은 각각의 다이(636a-f 및 656a-f)에 개별적으로 일어난다. 이와 같은 실시예들에서, 리셋 작동은 영향을 받는 다이에 전송될 수 있으며; 예를 들면, 다이(636b)에 있는 물리적인 소거 블록의 소거는 다이(636b)에 리셋 명령을 전송하는 종료 모듈(514)에 의해 종료될 수 있다.
다른 방법들이 식별 모듈(512)에 의해 식별된 것으로 실행되는 필수적이지 않은 작동들을 종료하는데 취해질 수 있다. 일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 필수적이지 않은 작동을 중지함으로써 실행 중이거나 실행하기 위해 대기열을 이루는 필수적이지 않은 작동들을 종료한다. 특정한 비휘발성 메모리 장치들(110)은 실행하는 작동들이 중지되는 것을 허용할 수 있다. 이와 같은 실시예들에서, 종료 모듈(514)은 필수적이지 않은 작동들을 재개하는 연이어지는 명령을 전송하지 않고 필수적이지 않은 작동들을 중지하는 명령을 전송할 수 있으며, 이런 작동이 취소되는 것을 효과적으로 야기한다. 다른 실시예들에서, 종료 모듈(514)은 필수적이지 않은 작동들을 중지시키는 명령을 전송할 수 있으며, 모든 필수적인 프로그램 작동들이 완료될 때까지 기다릴 수 있으며, 그런 다음에 하나 이상의 재개 명령을 다양한 중지된 작동들에 전송할 수 있다.
도 7은 전력 관리 장치(122)와 저장 장치(102)를 위한 기록 데이터 파이프라인(106)의 일 실시예(700)를 도시한다. 일 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 도 3과 관련하여 위에 설명된 기록 데이터 파이프라인(106)과 대체로 유사하다. 도시된 실시예(700)에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 입력 버퍼(306), 압축 모듈(312), 암호화 모듈(314), 패킷화장치(302), ECC 발생기(304), 및 기록 버퍼(320)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 기록 데이터 파이프라인(106)은 기록 프로그램 모듈(310), 불필요 데이터 수집기 바이패스(316), 매체 암호화 모듈(318), 기록 동기화 버퍼(308), 및/또는 다른 스테이지들과 같은 다른 스테이지들 또는 모듈들을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기록 데이터 파이프라인(106)은 고체 상태 저장(SSS) 컨트롤러(104)의 일부분으로 실행될 수 있다. 전력 관리 장치(122)는, 일 실시예에서, 또한 SSS 컨트롤러(104)의 일부분으로 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 독립하여 실행될 수 있지만, SSS 컨트롤러(104)와 통신할 수 있다. 전력 관리 장치(122)는, 다른 실시예에서, SSS 컨트롤러(104)와 통합될 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 손상 모듈(516)은, 특정 실시예들에서, PCI-e 연결부(또는 실행에 따른 다른 연결부)를 통해 수신되며 정전 후에 수신되며 (일반적으로 손상된 데이터로 여기 이후에 불리는) 손상된 것으로 여겨지는 데이터를 식별한다. 손상 모듈(516)은, 일 실시예에서, 또한 클라이언트(114)가 손상된 것으로 여겨지는 데이터가 저장 장치(102)에 저장되지 않았다는 것을 알 수 있거나 알아야 하는 것을 보장한다. 일 실시예에서, 손상 모듈(516)은 기록 데이터 파이프라인(106)에서 가장 오래된 조각의 손상된 데이터의 위치를 결정한다. 가장 오래된 조각의 손상된 데이터는 손상 기간이 시작된 후에 수신된 데이터의 시작부에 있다. 가장 오래된 조각의 손상된 데이터로부터 나와서 기록 데이터 파이프라인(106)의 시작(예를 들면, 입력 버퍼(306))으로 되돌아가는 모든 데이터는 손상된 것으로 여겨지며 기록 데이터 파이프라인(106)으로부터 제거된다.
일 실시예에서, 손상 모듈(516)은 손상 시간을 계산하는데 사용되는 기간이 지난 후까지 저장 장치(102)가 클라이언트(114)로 되돌아서 통지를 보내는 것을 지연하는 것을 야기할 수 있다. 위에 논의된 바와 같이, 저장 장치(102)와 기록 데이터 파이프라인(106)의 구조에 의존하는 특정 실시예들에서, 손상 모듈(516)은 모니터 모듈(510)이 정전을 검출한 후에 5 마이크로초 이상에서 수신된 모든 데이터가 손상된 것으로 가정할 수 있다. 따라서, 5 마이크로초는 손상 시간을 계산하는데 사용되는 기간이다. 따라서, 손상 모듈(516)은 통지가 데이터가 저장 장치(102)에 의해 수신된 후에 5 마이크로초까지 클라이언트(114)에 전송되지 않은 것이라는 것을 구체화할 수 있다. 그 결과로, 특정 실시예들에서, 저장 장치(102)가 데이터는 정전에 의해 손상되지 않았으며 아직 검출되지 않았으며/않았거나 저장 장치(102)에 통신하였다는 것을 보장할 때까지 데이터는 저장된 것으로 결코 통지되지 않는다.
일 실시예에서, 손상 모듈(516)은 일단 데이터가 버퍼 컨트롤러(208)에 의해 관리되지만, 기록 데이터 파이프라인(106)에 들어오는 데이터에 앞서 버퍼들을 떠나면 통지를 전송한다. 예를 들면, 데이터가 직접 메모리 접속("DMA") 엔진에 의해 저장 장치(102)에 있는 버퍼들로 전송될 수 있으며, 그런 다음에 이런 데이터는 하나 이상의 버퍼 컨트롤러들(208)에 의해 기록 데이터 파이프라인(106)으로 이동된다.
일 실시예에서, 버퍼 컨트롤러(208)는 DMA 엔진으로부터 데이터를 수신하는 버퍼가 채워지는 것을 허용하며, 손상 시간의 종료를 기다리며, 그런 다음에 클라이언트(114)에 통지를 전송한다. 버퍼가 채워진 후에 일단 기간이 지나면, 정전이 버퍼에 있는 모든 또는 일부분의 데이터를 손상시켰는지 아닌지가 알려지며 데이터가 안전하게 통지될 수 있다. 만약 정전이 일어났다면, 데이터는 기록 데이터 파이프라인(106)에 전송되지 않고 버퍼로부터 제거될 수 있다. 더구나, 만약 정전이 일어났다면, 통지는 데이터가 저장되었다는 것을 알려주는 클라이언트(114)에 전송되지 않을 수 있다. 최선의 실시에 따라, 그러므로 클라이언트(114)는 데이터가 저장되지 않았다는 것을 가정해야 한다. 다른 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)에서 데이터 손상의 잠재적인 위험은 받아들일 수 있으며 그래서 버퍼 컨트롤러(208)는 버퍼가 채워지는 것을 허용하며, 지연이 손상 시간 동안 부여되지 않으며, 그런 다음에 저장 장치(102)가 클라이언트(114)에 통지를 전송한다. 특정 실시예들에서, 저장 장치(102)는 디폴트로 손상 회피 지연을 삽입하며 손상 회피 지연을 삽입하지 않는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
그 결과로, 이와 같은 실시예에서, 손상 모듈(516)은 정전에 의해 손상된 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)으로 들어오는 것을 방지할 수 있으며 저장 장치(102)가 정전 중에 데이터가 손상되지 않았다는 것을 가정할 수 있는 후까지 저장 장치(102)가 통지를 전송하는 것을 더 방지할 수 있다.
다른 실시예에서, 손상 모듈(516)은 초크 점에서 기록 데이터 파이프라인(106) 내에서 손상된 데이터를 정지시킨다. 초크 점은, 정전이 검출된 경우에, 초크 점의 위(즉, 입력 버퍼(306)에 있는 데이터를 포함하는, 초크 점과 입력 버퍼(306) 사이)에 있는 임의의 데이터가 손상된 것으로 여겨지는 기록 데이터 파이프라인(106)의 위치이다. 초크 점의 위치는 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 그리고 또는 손상 시간을 결정하는데 사용되는 기간에 진행하는 속도로 결정될 수 있다. 예를 들면, 손상 모듈(516)은, 손상 시간 이후 5 마이크로초 내에, 기록 데이터 파이프라인(106)으로 이동될 수 있는 가장 먼 데이터가 ECC 발생기(304)에 있다는 것을 가정할 수 있다. 따라서, ECC 발생기(304)는, 예시적인 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)의 초크 점이다. 정전이 검출되는 경우에, 손상 모듈(516)은 ECC 발생기(304) 내에 있는 데이터와 기록 데이터 파이프라인의 위로 더 멀리 있는(즉, 매체 암호화 모듈(314), 패킷화장치(302), 및 기록 데이터 파이프라인(106)의 위에 있는 기타 등등) 임의의 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 그리고 비휘발성 메모리(110)로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 특정 실시예들에서, 손상 모듈(516)은 초크 점의 위에 있는 기록 데이터 파이프라인(106)에서 일어나는 작동들을 중단한다.
다른 실시예에서, 초크 점의 위치는 기록 데이터 파이프라인(106)이 비휘발성 메모리(110)에 데이터를 기록하기에 충분한 정보를 가지는 위치에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 일단 패킷화장치(302)가 완성된 패킷에 추가된 헤더 메타데이터를 가진다면, 기록 데이터 파이프라인(106)은 패킷을 더 처리하며(즉 ECC 발생기(304) 등으로 패킷을 통과시키며) 비휘발성 메모리(110)에 패킷을 기록하기에 충분한 정보를 가진다. 패킷은, 일 실시예에서, 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 가장 작은 기록 가능한 단위의 데이터이다. 이런 예시적인 실시예에서, 패킷화장치(302)는 초크 점이다. 다른 실시예에서, ECC 청크 또는 코드워드는 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 가장 작은 기록 가능한 단위의 데이터이며, ECC 발생기(304)는 초크 점일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전력 공급부(124)의 특징은 데이터가 초크 점으로부터 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 충분히 통과될 만큼 충분하게 긴 전력 유지 시간을 제공하며 비휘발성 메모리(110)에 기록되기 위해 선택된다.
특정 실시예들에서, 일단 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 초크 점을 통해 완전히 이동되었다면 손상 모듈(516)은 데이터에 대한 통지를 전송한다. 따라서, 손상 데이터는 정지될 수 있으며, 손상 데이터에 작용하는 작동들은 통지가 전송되기 전에 중단될 수 있다. 그 결과로, 클라이언트(114)는 저장되거나 저장되기 위해 이런 파이프라인에 있는 데이터가 양호하며 손상되지 않은 데이터일 때까지 통지를 주지 않는다.
특정 실시예들에서, 데이터는 원자 데이터 유닛으로 조직될 수 있다. 예를 들면, 원자 데이터 유닛은 패킷, 페이지, 논리 페이지, 논리 패킷, 블록, 논리 블록, (논리 블록 어드레스가 인접하거나 인접하지 않은) 하나 이상의 논리 블록 어드레스와 관련된 한 세트의 데이터, 파일, 문서, 또는 다른 그룹의 관련된 데이터일 수 있다. 이와 같은 실시예들에서, 손상 모듈(516)은 전체 원자 데이터 유닛이 초크 점을 통해 통과될 때까지 통지를 전송하는 것을 지연시킬 수 있다. 예를 들면, 파일의 일부분이 초크 점을 통해 통과될 수 있으며 그에 따라 손상되지 않은 데이터인 것으로 알려지며; 그러나, 파일의 마지막 반은 초크 점을 통해 아직 통과되지 않았으며 그에 따라 손상된 데이터를 포함할 수 있다. 원자 데이터 유닛의 일부분만이 이동될 때 통지를 전송하는 것과 반대로, 손상 모듈(516)은 전체 원자 데이터 유닛이 통지를 전송하기 전에 초크 점을 통해 통과될 때까지 기다릴 수 있다. 일 실시예에서, 손상 모듈(516)은 손상된 원자 데이터 유닛들을 부분적으로 버린다. 다른 실시예에서, 손상 모듈(516)은 원자 데이터 유닛의 손상되지 않은 부분, 또는 원자 데이터 유닛의 손상되지 않은 부분과 손상된 부분 모두가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 통과되며 비휘발성 메모리(110)에 기록되는 것을 허용한다. 특정 실시예들에서, 원자 데이터 유닛은 부분적인 데이터 또는 손상된 데이터를 포함할 수 있는 경우에, 전력 관리 장치(122)는 적절한 상태의 원자 데이터 유닛을 지시하기 위해 저장된 데이터를 가지는 지시자를 포함할 수 있다.
손상 모듈(516)은 정전이 검출된 후에 기록 데이터 파이프라인(106)으로 데이터의 흐름을 정지시키는 원인이 더 될 수 있다. 따라서, 손상된 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)의 외부에서 또는 기록 데이터 파이프라인(106) 내부에서 취급되는지에 관계없이, 손상 모듈(516)은 정전이 검출된 후에 임의의 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)에 들어오는 것을 방지할 수 있다.
완성 모듈(518)은 또한 손상되지 않으며 통지되지 않은 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 이동되며 비휘발성 메모리(110)에 저장되는 것을 보장하기 위해 기록 데이터 파이프라인(106)과 함께 작용할 수 있다. 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 모듈들/스테이지들은 이들의 작동들을 서포팅하기 위해 버퍼들을 사용할 수 있다. 특정 실시예들에서, (모듈들(302-314)과 같은) 모듈들은 일단 관련된 버퍼가 채워지면 단지 작동들만을 실행한다. 예를 들면, ECC 발생기(304)는 버퍼가 채워질 때까지 기다릴 수 있으며 그런 다음에 전체 버퍼에 대한 ECC 값을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 버퍼 컨트롤러(208)는 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 버퍼들을 통해 데이터의 흐름을 관리한다. 이와 마찬가지로, 기록 데이터 파이프라인(106)은 도 3과 관련하여 위에 설명된 것과 같이 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 스테이지들에 대한 하나 이상의 제어 큐들(342)을 포함할 수 있다.
통상의 작동 중에, 기록 데이터 파이프라인(106)은 버퍼들이 항상 채워질 정도로 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 데이터를 계속해서 스트리밍한다. 그러나, 정전의 경우에, 기록 데이터 파이프라인(106)으로 데이터 흐름은 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 하나 이상의 버퍼들이 단지 부분적으로 채워질 때 정지될 수 있다. 예를 들면, 위에 언급된 바와 같이, 손상 모듈(516)은 기록 데이터 파이프라인(106)으로부터 손상된 데이터를 제거할 수 있으며 새로운 데이터가 저장 장치(102)로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 그 결과로, 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 하나 이상의 버퍼들은 부분적으로 채워지게 할 수 있다. 만약 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 이동되지 않는다면, 데이터는 일단 제2 전력 공급부(124)가 소진되면 전력 유지 시간의 끝에서 손실될 것이다.
특정 실시예들에서, 완성 모듈(518)은 전력 손실 모드 중에 기록 데이터 파이프라인(106)에 있는 부분적으로 채워진 버퍼들을 통해 데이터를 플러싱한다. 완성 모듈(518)은, 일 실시예에서, 채우는 데이터로 부분적으로 채워진 버퍼들을 채운다. 다른 실시예들에서, 위에 설명된 바와 같이, 완성 모듈(518)은 채우는 데이터, 또는 이와 유사한 것으로 버퍼의 채워지지 않은 부분에 저장된 존재하는 값들을 사용함으로써 채우는 데이터를 추가하지 않고 데이터를 플러싱할 수 있다. 그 결과로, 데이터와 채우는 것은 버퍼에서 작동되며, 이로부터 이동되며, 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 이동된다. 기록 데이터 파이프라인(106)에 사용되는 버퍼들은 모두 동일한 크기가 아닐 수 있으며; 이와 같은 실시예들에서, 완성 모듈(518)은 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 이동될 때 데이터를 모니터링하며 버퍼가 부분적으로 채워지는 임의의 점에서 추가적인 버퍼들을 플러싱할 수 있다.
특정 실시예들에서, 완성 모듈(518)은 미래에 채우는 데이터가 실제 데이터와 틀리는 것을 방지하도록 채우는 데이터를 식별하기 위해 특정한 마커, 지시자, 또는 헤더를 사용한다. 특정 실시예들에서, 패드 시퀀스는 "1"이 비휘발성 메모리(110) 셀들이 일어난 이런 셀들의 프로그램에 앞서 있는 상태일 때 1 값으로 구성된다. 예를 들면, 플래시 메모리에서, 프로그램 작동들은 1들을 0들로 변환한다. 1들로 구성되는 패드 시퀀스를 사용함으로써, 1들을 0들로 변환하는데 필요한 전력은 보존될 수 있다. 관련된 실시예에서, 패드 데이터를 구성하는 1들은 셀들이 이미 1 상태일 때 프로그램 작동을 시작하기 전에 전송되는 것을 필요하지 않는다.
특정 실시예들에서, 데이터가 저장 I/O 버스(210)를 통해, 그리고 비휘발성 메모리(110)로 기록 데이터 파이프라인(106)으로부터 이동될 때, 지시자는 데이터가 적절하게 기록되었는지 아닌지를 가리키는 패킷으로 삽입된다. 특정 실시예들에서, 지시자는 데이터에 대한 패킷의 헤더로 삽입되며 지시자를 가지는 패킷에 우선하는 패킷에 있는 데이터가 적절하게 기록되었는지를 가리킨다. 따라서, 만약 패킷이 성공적으로 프로그래밍된다면, 연이어지는 패킷의 헤더는 프로그래밍된 마지막 패킷이 성공적으로 프로그래밍된 것을 알리는 지시자로 프로그래밍된다.
다른 실시예들에서, 지시자는 풋터에 있는 패킷의 끝에 배치되며 지시자가 포함되는 패킷이 적절하게 기록되었는지를 가리킨다. 일 실시예에서, 이는 데이터가 헤더 공간으로 침입할 정도로 데이터를 1 비트 앞에 이동시킴으로써 행해진다. 따라서, 만약 헤더가 64 비트 헤더라면, 이동은 헤더 공간을 63 비트로 감소시키며 풋터에 1 비트를 추가한다. 이는 지시자로 사용될 수 있는 패킷의 끝에 1 비트를 남긴다. 이런 방법은 각각의 패킷이 이의 자신의 상태를 지시하는 것을 허용하면서 적절하게 정렬을 유지하며, 실시예들에서 이는 경계 정렬에 민감할 수 있다.
지시자는 패킷이 채우는 것을 포함하며 데이터가 그에 따라 완성되지 않으며 시스템에 의해 사용 가능할 수 없는지를 식별하는데 사용될 수 있다. 특정 실시예들에서, 저장 장치(102)가 정전 후에 다시 전력이 공급될 때, 지시자는 비휘발성 메모리(110)에 대한 인덱스들와 타당성 맵의 재구성에 도움을 주는데 사용된다.
특정 실시예들에서, 하나의 지시자는 각각의 원자 데이터 유닛에 삽입된다. 위에 언급된 바와 같이, 지시자는 원자 데이터 유닛에 있는 마지막 패킷의 끝에 있는 풋터로 배치될 수 있다. 따라서 지시자는 전체 원자 데이터 유닛에 대한 데이터가 적절하게 기록되었는지를 가리킬 수 있다. 만약, 예를 들면, 정전이 원자 데이터 유닛의 일부분만이 기록되는 것을 야기하며, 마지막 패킷이 위에 설명된 바와 같이 채워졌다면, 지시자는 전체 원자 데이터 유닛이 적절하게 기록되지 않았다는 것을 지시할 것이다. 더구나, 위에 논의된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 통지가 특정 실시예들에서, 클라이언트(114)에 전송될 것이다.
일 실시예에서, 손상된 데이터는 비휘발성 메모리(110)로 진행하는 통지된 양호한 데이터를 플러싱하기 위해 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 진행하는 것이 허용된다. 손상된 데이터는 위에 설명된 바와 같은 지시자를 설정함으로써 식별될 수 있으며, 이런 지시자는 타당하지 않은 것/손상된 것으로 데이터를 플래그한다. 관련된 실시예들에서, 특수화된 패킷들, 헤더들, 유일한 문자 스트림들, 마커들 및 본 기술분야에 숙련된 사람들에게 알려진 유사한 방법들과 같은 다른 형태의 지시자들은 비휘발성 메모리(110)에 저장된 손상된 데이터를 무효로 하기 위해 위에 설명된 지시자와 대체될 수 있다. 모든 이와 같은 경우에, 손상된 데이터는 클라이언트(114)에 결코 통지되지 않아야 한다.
도 5와 관련하여 위에 설명된 바와 같이, 완성 모듈(518)은, 일 실시예에서, 유일한 헤더, 풋터, 토큰, 마커, 패턴, 또는 전력 관리 장치(122)가 기록 데이터 파이프라인(106) 또는 이와 유사한 것을 통해 기록 데이터를 성공적으로 플러싱하며 전력 유지 시간 중에 비휘발성 메모리(110)에 데이터를 성공적으로 저장하는 것과 같은 전력 손실 모드에서 필수적인 작동들을 성공적으로 완료하였는지를 식별하는 다른 지시자를 사용한다. 지시자는, 일 실시예에서, 손상된 데이터, 채우는 데이터, 또는 이와 유사한 것을 식별하는 위에 설명된 동일한 지시자이다. 다른 실시예에서, 완성 모듈(518)은 전력 손실 모드 중에 필수적인 작동들의 성공적인 실행을 식별하기 위해 개개의 지시자를 사용한다.
일 실시예에서, 원자 데이터 유닛은 복수의 인접하지 않으며/인접하지 않거나 손상된 논리 블록 어드레스들 또는 기록 데이터 파이프라인(106)이 단일 원자 데이터 유닛으로 취급하는 다른 지시사들과 연결된다. 여기에 사용되는 바와 같이, 단일 기록 작동에 인접하지 않으며/인접하지 않거나 손상된 논리 블록들을 기록하는 것은 원자 기록으로 불린다. 일 실시예에서, 하드웨어 컨트롤러는 수신된 순서로 작동을 처리하며 클라이언트(114)의 소프트웨어 드라이버는 단일 원자 기록을 위해 하드웨어 컨트롤러에 작동들을 함께 전송하며 그 결과 기록 데이터 파이프라인(106)은 통상적으로 원자 기록 작동을 프로세싱할 수 있다. 하드웨어가 순서대로 프로세싱되기 때문에, 이는 주어진 원자 기록에 대한 상이한 논리 블록 어드레스들 또는 다른 식별자들이 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 비휘발성 메모리(110)로 함께 진행하는 것을 보장한다. 일 실시예에서, 종료 모듈(514)이 통지된 기록 작동들을 종료하지 않기 때문에, 통지된 원자 기록들은 비휘발성 메모리(110)에 성공적으로 저장되며 만약 클라이언트(114)가 통지를 수신하지 않는다면, 클라이언트(114)는 전력 손실 또는 이와 유사한 것 때문에 원자 기록이 실패했는지를 검출할 수 있다. 클라이언트(114)는, 일 실시예에서, 일단 전력이 회복되었다면 회복 중에 실패한 원자 기록들 및/또는 다른 실패하거나 종료된 작동들을 취소하거나, 다시 처리하거나, 또는 그렇지 않으면 취급할 수 있다.
일 실시예에서, 클라이언트(114)에 있는 소프트웨어 드라이버는 특정 블록이 원자 기록의 일부분인지를 지시하는 메타데이터 플래그를 가지는 원자 기록의 블록들을 마킹할 수 있다. 일 예의 메타데이터 마킹은 메타데이터 플래그, 또는 이와 유사한 것과 함께 비휘발성 메모리(110)의 로그 기록/첨부 전용 프로토콜에 의존하는 것이다. 데이터를 저장하기 위한 첨부 전용 로그의 사용과 임의의 인터리브된 블록들의 방지는 원자 기록 멤버쉽 메타데이터가 단일 비트인 것을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 블록이 원자 기록의 멤버가 아니라면 플래그 비트는 0일 수 있으며, 그런 다음에 비트는 1일 수 있거나 그 반대일 수 있다. 만약 블록이 원자 기록의 멤버이며 원자 기록의 마지막 블록이라면, 일 실시예에서, 메타데이터 플래그는 블록이 원자 기록의 마지막 블록인지를 가리키기 위해 0일 수 있다. 다른 실시예에서, 상이한 하드웨어 명령이 원자 기록의 제1 블록, 원자 기록의 중간 멤버 블록들, 원자 기록의 꼬리, 또는 이와 유사한 것과 같은 원자 기록을 위한 상이한 헤더들을 마킹하기 위해 전송될 수 있다.
클라이언트(114) 또는 저장 장치(102)의 전력 손실 또는 다른 고장으로부터 회복 중에, 일 실시예에서, 저장 컨트롤러(104), 전력 관리 장치(122), 또는 이와 유사한 것은 결정적 방향으로 비휘발성 메모리(110)에 대한 로그를 스캐닝한다(예를 들면, 일 실시예에서 로그의 시작은 꼬리이며 로그의 끝은 헤드이며 데이터는 항상 헤드에 추가된다). 일 실시예에서, 전력 관리 장치(122)는 로그의 헤드로부터 로드의 꼬리를 향해 스캐닝한다. 다른 실시예들에서, 전력 관리 장치(122)는 로그의 꼬리로부터 로그의 헤드를 향해 스캐닝할 수 있거나, 꼬리로부터 한번 그리고 헤드로부터 꼬리까지 한번 스캐닝할 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 회복을 위해 로그를 스캐닝할 수 있다. 원자 기록 회복을 위해, 일 실시예에서, 꼬리에서 헤드를 스캐닝할 때, 만약 메타데이터 플래그 비트가 0이라면, 그러면 블록은 단일 블록 원자 기록이거나 비원자 기록 블록이다. 일 실시예에서, 일단 메타데이터 플래그 비트가 0에서부터 1까지 변한다면, 스캐닝된 이전의 블록과 잠재적으로 스캐닝된 현재 블록은 원자 기록의 멤버들이다. 전력 관리 장치(122)는, 일 실시예에서, 메타데이터 플래그가 로그에 있는 이런 점에서 0으로 다시 변경될 때까지 로그를 계속해서 스캐닝하며, 스캐닝된 이전의 블록은 원자 기록의 마지막 멤버이며 원자 기록을 위해 저장된 제1 블록이다.
일 실시예에서, 비휘발성 메모리(110)는 새로운 기록들이 로그의 전방에(즉 로그의 헤드에) 계속되는 경우에 로그 기반, 첨부 전용 기록 구조 기록 시스템을 사용한다. 다른 실시예에서, 저장 컨트롤러(104)는 불필요 데이터 수집 시스템, 그루머, 클리너 에이전트, 또는 이와 유사한 것을 사용하여 로그의 삭제되며, 무효이며/무효이거나 손상된 블록들을 다시 이용한다. 저장 컨트롤러(104)는, 다른 실시예에서, 첨부 전용 기록 구조와 불필요 데이터 수집의 사용을 용이하게 하도록 물리적 어드레스들까지 논리 블록 어드레스들을 맵핑하기 위해 포워드 맵을 사용한다.
저장 컨트롤러(104)는, 다른 실시예에서, 인플라이트 트리, 또는 이와 유사한 것과 같은 데이터 구조를 사용하여 저장 장치(102)의 통상의 작동 중에 프로세스 내의 기록 작동들을 추적한다. 인플라이트 트리는, 일 실시예에서, 저장 장치(102)에 의해 수신되었지만 아직 완성되지 않은 (특정 기록 요청들에서) 블록 저장 요청들의 기록을 유지하는 데이터 구조이다. 전력 관리 장치(122)는, 일 실시예에서, 단일 블록 기록에 대해, 심지어 전력이 상실되더라도 기록이 완성되도록 보증된다는 것을 보장한다.
도시된 실시예(700)에서, 패킷화장치(302)는 미완성 패킷(702) 및 완성 패킷(704)을 포함한다. 일 실시예에서, 만약 미완성의 패킷(702)이 원자 데이터 유닛의 끝에 있다면, 손상 모듈(516)은 미완성 패킷(702)과 완성 패킷(704)의 데이터에 대한 통지를 클라이언트(114)에 전송할 수 있다. 전력 손실 모드 중에, 일 실시예에서, 완성 모듈(518)은 패킷화장치(302)로부터 미완성 패킷(702)을 플러싱한다. 위에 설명된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 완성 모듈(518)은 미완성 패킷(702)에서 타당한 데이터의 끝을 지시하는 마커를 추가할 수 있으며, 패킷(702)에 채우는 데이터를 추가할 수 있으며/ 추가할 수 있거나, 그렇지 않으면 패킷화장치(302)로부터 미완성 패킷(702)을 플러싱할 수 있다.
다른 실시예에서, 만약 완성 패킷(704)이 원자 데이터 유닛의 끝에 있으며 미완성 패킷(702)이 미완성의 상이한 원자 데이터 유닛으로부터 나왔다면, 손상 모듈(516)은 완성 패킷(704)의 데이터에 대해 클라이언트(114)에 통지를 전송하지만, 미완성 패킷(702)의 데이터를 클라이언트(114)에 통지하지 않는다. 전력 손실 모드 중에, 일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 통지되지 않은 데이터로 미완성 패킷(702)을 버릴 수 있으며, 필수적이지 않은 작동들, 또는 이와 유사한 것으로서 미완성 패킷(702)과 관련된 하나 이상의 작동들을 건너뛸 수 있다.
도시된 실시예에서, 기록 버퍼(320)는 하나의 미완성 페이지(708)와 두 개의 완성 페이지(710, 712)를 포함한다. 일 실시예에서, 페이지들(708, 710, 712)은 위에 설명된 바와 같은 논리 페이지들을 포함한다. 완성 모듈(518)은, 일 실시예에서, ECC 발생기(304)를 통해 그리고 전력 손실 모드 중에 기록 버퍼(320)로 패킷들(702, 704) 중의 하나 또는 양쪽 모두를 플러싱한다.
일 실시예에서, 기록 버퍼(320)는 대체로 통상적으로, 심지어 전력 손실 모드 중에 비휘발성 메모리(110)에 완성 페이지들(710, 712)를 기록한다. 다른 실시예에서, 종료 모듈(514)은 비휘발성 메모리(110)에 대한 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들을 종료할 수 있으며/종료할 수 있거나 리셋할 수 있으며 그 결과 기록 버퍼(320)는 비휘발성 메모리(110)에 완성 페이지들(710, 712)을 기록할 수 있다. 완성 모듈(518)은, 일 실시예에서, 기록 버퍼(320)로부터 비휘발성 메모리(110)까지 미완성 페이지(708)를 플러싱하며 그 결과 비휘발성 메모리(110)는 전력 유지 시간 내에 미완성 페이지(708)를 저장한다. 위에 설명된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 완성 모듈(518)은 미완성 페이지(708)에서 타당한 데이터의 끝을 지시하는 마커를 추가할 수 있으며, 미완성 페이지(708)에 채우는 데이터를 추가할 수 있으며/추가할 수 있거나, 그렇지 않으면 기록 버퍼(320)로부터 미완성 페이지(708)를 플러싱할 수 있다.
도 8은 저장 장치(102)의 전력 손실 관리를 위한 방법(800)의 일 실시예를 도시한다. 방법(800)은 시작하며, 모니터 모듈(510)은 제1 전력 연결부(130)로부터 나온 전력이 미리 결정된 한계치보다 낮은지를 판별한다(802). 도시된 실시예에서, 만약 모니터 모듈(510)이 제1 전력 연결부(130)로부터 나온 전력이 미리 결정된 한계치보다 낮지 않다고 결정하면(802), 모니터 모듈(510)은 제1 전력 연결부(130)로부터 나온 전력의 양을 계속해서 모니터링을 한다(802).
도시된 실시예에서, 만약 모니터 모듈(510)이 제1 전력 연결부(130)로부터 나온 전력이 미리 결정된 한계치보다 낮다고 결정하면(802), 모니터 모듈(510)은 저장 장치(102)에서 전력 손실 모드를 시작한다(804). 저장 장치(102)는 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 제2 전원(124)으로부터 나온 전력을 받아들인다(806). 전력 손실 모듈(520)은, 도시된 실시예에서, 전력 손실 모드 중에 저장 장치(102)에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하며(808) 그 결과 필수적인 프로세스 내의 작동들이 전력 유지 시간 내에 실행되며, 방법(800)은 종료된다.
도 9는 정전 중에 개선된 저장 장치 작동을 위한 방법(900)의 일 실시예를 도시한다. 방법(900)은 저장 장치(102)에 대한 전력을 모니터링하는 것(902)으로 시작한다. 일 실시예에서, 모니터 모듈(510)은 저장 장치(102)에 대한 전력을 모니터링한다. 방법(900)은 또한 저장 장치(102)에 대한 전력이 차단되었는지, 미리 결정된 한계치보다 낮게 떨어지는지, 또는 이와 유사한 것을 결정하는 것(904)을 포함한다.
만약 저장 장치(102)에 대한 전력이 차단되지 않았다면, 모니터 모듈(510)은 계속해서 차단에 대해 저장 장치(102)에 대한 전력을 모니터링한다. 차단의 경우에, 방법은 저장 장치(102)에 대한 미완성 작동들을 식별하는 것(906)을 포함한다. 일 실시예에서, 식별 모듈(512)은 미완성 작동들을 식별한다(906). 특정 실시예들에서, 식별 모듈(512)은 단지 소거 작동들, 판독 작동들, 및 프로그램 작동들만을 처리한다. 특정 실시예들에서, 다른 타입의 작동들이 또한 식별된다.
도시된 실시예에서, 만약 미완성 작동들이 판독 또는 소거 작동들이라면, 식별 모듈(512)은 어떤 판독 작동들과 소거 작동들이 현재 실행되는 중이며(즉, 비휘발성 메모리(110)에 대해 현재 일어나는 것들) 어떤 것이 미결된 것인지를 결정할 수 있다(908). 현재 실행 중인 이런 판독 및 소거 작동들에 대해, 일 실시예에서, 종료 모듈(514)은 영향을 받는 메모리 영역을 리셋하며(910) 관련된 작동을 취소하기 위해 리셋 명령을 전송한다. 위에 논의된 바와 같이, 종료 모듈(514)은 우선 시스템에 따른 이런 행위들을 실행할 수 있으며, 또한 그 대신으로 거의 완성인 특정 작동들이 완성되는 것을 허용하기 위해 선택될 수 있다.
만약 미완성 판독/소거 작동들이 현재 실행되지 않는다면, 종료 모듈(514)은 작동들이 취소되거나(914) 그렇지 않으면 건너뛰게 되는 것을 간단히 야기할 수 있다. 예를 들면, 작동들은 하나 이상의 명령 큐들과 대기 실행으로 대기열을 이룰 수 있다. 종료 모듈(514)은 이들이 실행되지 않을 정도로 큐로부터 판독 및 소거 작동들을 제거할 수 있다. 또는 종료 모듈(514)은 작동들이 무시되거나 건너뛰게 되는 것을 야기할 수 있으며; 즉, 작동들은 큐에 남겨질 수 있지만 실행을 위해 선택되지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 종료 모듈(514)은 필수적이지 않은 작동들을 유지하는 하나 이상의 필수적이지 않은 명령 큐들을 무시할 수 있으며, 필수적인 작동들, 또는 이와 유사한 것을 유지하는 하나 이상의 필수적인 명령 큐들로부터 실행을 위해 작동들을 선택할 수 있다.
만약 미완성 작동이 프로그램 작동이라면, 식별 모듈(512)은 통지가 클라이언트(114)에 전송되었는지 아닌지를 결정할 수 있다(912). 만약 통지가 전송되었다면, 종료 모듈(514)은 위에 설명된 바와 같이 대기열을 이룬 작동을 취소하거나 영향을 받은 메모리 영역을 리셋하기 위해 선택될 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로그램 작동들은 만약 이들이 저장 장치(102)에 있다면 통지가 전송되었는지 아닌지에 관계 없이 완성되는 것이 허용될 수 있다.
만약 통지가 전송되었다면, 프로그램 작동은 완성되는 것이 허용된다(916). 그 결과로, 프로그램 작동과 관련된 데이터는 클라이언트(114)에 보고되는 것으로 비휘발성 메모리(110)로 이동된다. 위에 논의된 바와 같이, 손상 모듈(516)은 방법(900)의 일부분으로서 기록 데이터 파이프라인(106)으로부터 손상된 데이터를 제거할 수 있다. 이와 마찬가지로, 완성 모듈(518)은 프로그래밍된 데이터가 기록 데이터 파이프라인(106)을 통해 이동되는 것을 보장하기 위해 부분적으로 채워진 버퍼들을 플러싱할 수 있다. 위에 논의된 바와 같이, 손상 모듈(516) 및/또는 완성 모듈(518)은 지시자가 설정되는 것을 야기할 수 있으며 이는 저장 장치(102)에 있는 손상된 데이터를 식별한다.
정전 중에 비휘발성 저장 장치(102)에 의해 실행되는 작동들의 수를 감소시킴으로써, 제2 전력 공급부(124)의 크기, 비용, 및 복잡성이 감소될 수 있다. 특정 실시예들에서, 주안점은 특히 중요하지 않지만 상당한 전력을 소비하는 소거들과 같은 전력 저가/고가 작동들에 있다. 시스템(100)은 필수적인 프로그램들(통지가 클라이언트(114)에 전송된 것들)과 필수적이지 않은 프로그램들(통지가 전송되지 않은 것들) 사이를 더 구별할 수 있다.
본 발명은 이의 정신 또는 필수적인 특징들로부터 벗어나지 않고 다른 특정한 형태들로 구현될 수 있다. 설명된 실시예들은 모든 점에서 단지 설명하며 제한하지 않는 것으로 고려되는 것이다. 본 발명의 범위는, 그러므로, 앞의 설명보다는 오히려 첨부된 청구항들에 의해 표시된다. 청구항들의 동등물의 의미와 범위 내에서 나오는 모든 변화는 이들의 범위 내에 포함되는 것이다.

Claims (22)

  1. 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법으로서,
    상기 방법은:
    비휘발성 데이터 저장 장치에 미리 결정된 한계치보다 높은 전력을 공급하지 못하는 제1 전원에 응답하여 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에서 전력 손실 모드를 시작하는 단계;
    상기 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 제2 전원으로부터 상기 비휘발성 데이터 저장 장치를 위한 전력을 받아들이는 단계; 및
    필수적인 프로세스 내의 작동들이 상기 전력 유지 시간 내에 실행되도록 상기 전력 손실 모드 중에 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계는 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 상기 프로세스 내의 작동들로부터 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들은 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 클라이언트들에 통지되지 않은 기록 작동들, 소거 작동들, 및 판독 작동들을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들을 실행하지 않고 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 전력을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계는 상기 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들이 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에서 실행되지 않도록 하나 이상의 명령 큐들에서 하나 이상의 필수적이지 않은 작동들을 건너뛰는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필수적인 프로세스 내의 작동들은 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 클라이언트들에 통지된 기록 작동들을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계는 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들을 리셋하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계는 상기 하나 이상의 비휘발성 메모리 영역들을 리셋하는 것에 응답하여 상기 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들에 상기 필수적인 프로세스 내의 작동들을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들은 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 실질적으로 모든 비휘발성 메모리 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들은 상기 프로세스 내의 작동들로부터 필수적이지 않은 작동을 현재 처리하는 비휘발성 메모리 소자들의 하나 이상의 뱅크들을 포함하며,
    각각의 뱅크는 복수의 비휘발성 메모리 다이들을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 필수적이지 않은 작동은 소거 작동을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계는 상기 전력 유지 시간 내에 상기 필수적인 프로세스 내의 작동들을 실행하기 위해 프로세스 내의 작동들의 선택을 재정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전력 손실 모드를 시작하는 단계에 응답하여 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 하위 소자들의 작동을 정지하는 단계를 더 포함하며,
    상기 하나 이상의 하위 소자들의 작동을 정지시키는 단계는 상기 전력 유지 시간을 제공하기 위해 상기 제2 전원의 에너지를 보존하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 단계는 비휘발성 메모리가 상기 전력 유지 시간 내에 버퍼링된 미완성 데이터를 저장하도록 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 상기 비휘발성 메모리에 필수적인 프로세스 내의 작동들과 관련된 상기 버퍼링된 미완성 데이터를 플러싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 비휘발성 데이터 저장 장치가 상기 전력 손실 모드를 시작하는 식별자를, 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에, 저장하는 단계를 더 포함하며,
    상기 식별자는 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 전력의 회복에 응답하여 상기 비휘발성 데이터 저장 장치로부터 검색을 위해 저장되는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 필수적인 프로세스 내의 작동들이 상기 전력 유지 시간 내에 실행을 완료하였는지를 식별하는 식별자를, 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에, 저장하는 단계를 더 포함하며,
    상기 식별자는 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 전력의 회복에 응답하여 상기 비휘발성 데이터 저장 장치로부터 검색을 위해 저장되는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전력 공급부는 상기 필수적인 프로세스 내의 작동들을 실행하도록 상기 전력 유지 시간을 제공하기 위해 충분한 에너지를 저장할 수 있는 하나 이상의 캐패시터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 방법.
  18. 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 장치로서,
    상기 장치는:
    비휘발성 데이터 저장 장치에 대해 미리 결정된 한계치보다 높은 전력을 공급하지 못하는 제1 전원에 응답하여 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에서 전력 손실 모드를 시작하는 모니터 모듈;
    상기 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에 전력을 공급하는 제2 전원; 및
    필수적인 프로세스 내의 작동들이 상기 전력 유지 시간 내에 실행되도록 상기 전력 손실 모드 중에 상기 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 전력 손실 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전력 손실 모듈은 필수적이지 않은 작동을 종료하기 위해 상기 프로세스 내의 작동들로부터 상기 필수적이지 않은 작동을 현재 처리하는 상기 비휘발성 데이터 저장 장치의 하나 이상의 비휘발성 메모리 소자들을 리셋함으로써 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 장치.
  20. 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 시스템으로서,
    상기 시스템은:
    둘 이상의 비휘발성 데이터 저장 장치들을 받아들이도록 구성되는 어댑터;
    상기 둘 이상의 비휘발성 데이터 저장 장치들에 전력을 공급하기 위해 상기 어댑터에 전기적으로 결합되는 제1 전원;
    미리 결정된 한계치보다 높은 전력을 공급하지 못하는 상기 제1 전원에 응답하여 상기 비휘발성 데이터 저장 장치들에서 전력 손실 모드를 시작하는 적어도 하나의 모니터 모듈;
    상기 어댑터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 제2 전원으로서, 각각의 제2 전원은 상기 전력 손실 모드 중에 적어도 전력 유지 시간 동안 상기 비휘발성 데이터 저장 장치들 중의 적어도 하나에 전력을 공급하도록 구성되는 상기 적어도 하나의 제2 전원; 및
    필수적인 프로세스 내의 작동들이 상기 전력 유지 시간 내에 실행되도록 상기 전력 손실 모드 중에 상기 비휘발성 데이터 저장 장치들에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하는 하나 이상의 전력 손실 모듈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전력 손실 모듈들은 각각의 비휘발성 저장 장치를 위한 별도의 전력 손실 모듈을 포함하며,
    각각의 상기 별도의 전력 손실 모듈은 상기 관련된 비휘발성 데이터 저장 장치에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전력 손실 모듈들은 상기 둘 이상의 비휘발성 데이터 저장 장치들에 대한 프로세스 내의 작동들의 실행을 조절하도록 구성되는 단일 시스템 전력 손실 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 장치의 전력 손실 관리를 위한 시스템.
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