KR20140042432A

KR20140042432A - 컴퓨팅 시스템 및 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법

Info

Publication number: KR20140042432A
Application number: KR1020120109193A
Authority: KR
Inventors: 이철; 김재극; 이창만; 황주영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-07
Also published as: US20140095772A1; US9201787B2; KR102050732B1

Abstract

컴퓨팅 시스템이 제공된다. 컴퓨팅 시스템은, 플래시 메모리를 저장 영역으로 이용하는 스토리지 장치, 및 저장 영역을 복수의 블록, 섹션 및 존으로 구분하고, 각 블록에 로그를 라이트하는 파일시스템을 포함하되, 파일시스템은, 어드레스가 연속된 블록을 타겟 블록으로 할당하는 연속 블록 할당 방식으로 로그가 라이트될 타겟 블록을 할당하되, 연속 블록 할당 방식으로 타겟 블록을 할당하는 것이 불가능할 경우, 복수의 섹션 중 프리 섹션을 검색하고 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록을 타겟 블록을 할당하는 블록 할당 모듈을 포함한다.

Description

컴퓨팅 시스템 및 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법{Computing system and method for managing data in the system}

본 발명은 컴퓨팅 시스템 및 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법에 관한 것이다.

파일시스템이 스토리지 장치에 파일을 저장하고자 할 때, 파일데이터와 메타데이터를 스토리지 장치에 저장한다. 파일데이터는 사용자 어플리케이션이 저장하고자 하는 파일의 내용을 포함하고, 메타데이터는 파일의 속성과 파일데이터가 저장되는 블록의 위치 등을 포함한다.

한편, 파일시스템이 이처럼 스토리지 장치에 파일을 저장하고자 할 때에는, 스토리지 장치에 파일이 저장될 영역을 먼저 할당하는 것이 필요하다. 이 때, 스토리지 장치의 특성을 고려하여 파일이 저장될 영역을 할당하게 되면 시스템의 리드 및 라이트 성능이 향상될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 리드 및 라이트 성능이 개선된 컴퓨팅 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 리드 및 라이트 성능이 개선된 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템은, 플래시 메모리를 저장 영역으로 이용하는 스토리지 장치, 및 저장 영역을 복수의 블록, 섹션 및 존으로 구분하고, 각 블록에 로그를 라이트하는 파일시스템을 포함하되, 파일시스템은, 어드레스가 연속된 블록을 타겟 블록으로 할당하는 연속 블록 할당 방식으로 로그가 라이트될 타겟 블록을 할당하되, 연속 블록 할당 방식으로 타겟 블록을 할당하는 것이 불가능할 경우, 복수의 섹션 중 프리 섹션을 검색하고 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록을 타겟 블록을 할당하는 블록 할당 모듈을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 섹션은 상기 플래시 메모리의 가비지 컬렉션 수행 단위와 동일하도록 정의된다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 타겟 블록으로 할당되는 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록은, 상기 검색된 프리 섹선 내에 배치된 블록 중 어드레스가 가장 앞선 블록일 수 있다. 이 때, 상기 타겟 블록으로 할당되는 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록은, 상기 로그를 라이트하는데 있어서, 존 크로싱(zone crossing)이 최소화되는 블록일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 각 블록의 크기는 상기 각 섹션의 크기보다 작고, 상기 각 섹션의 크기는 상기 각 존의 크기보다 작을 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 저장 영역은 랜덤 접근(random access) 방식으로 라이트되는 제1 영역과, 순차 접근(sequential access) 방식으로 라이트되는 제2 영역을 포함하고, 상기 로그는 상기 제2 영역에 라이트될 수 있다. 이 때, 상기 스토리지 장치에서 상기 제1 영역의 물리 어드레스는 상기 제2 영역의 물리 어드레스보다 앞설 수 있다. 또한, 상기 제1 영역에는 상기 노드 블록에 대응되는 노드 식별자(NODE ID)와, 상기 노드 식별자에 대응되는 물리 어드레스를 포함하는 노드 어드레스 테이블이 저장될 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법은, 스토리지 장치의 저장 영역을 복수의 블록, 섹션 및 존으로 구분하고, 제1 섹션 내에 배치된 제1 블록을 제1 데이터를 라이트할 제1 타겟 블록으로 할당하되, 제1 섹션은 제1 존 내에 배치되고, 제1 블록과 연속된 어드레스를 갖는 제2 블록이 프리 블록일 경우, 제2 블록을 스토리지 장치에 제1 데이터에 이어서 라이트되는 제2 데이터를 라이트할 제2 타겟 블록으로 할당하고, 제2 블록이 프리 블록이 아닐 경우, 제1 섹션과 다른 제2 섹션 내에 배치된 제3 블록을 제2 데이터를 라이트할 제2 타겟 블록으로 할당하는 것을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 섹션 내에 배치되는 모든 블록은 프리 블록일 수 있다. 그리고, 상기 제3 블록은 상기 제2 섹션 내에 배치되는 블록 중 어드레스가 가장 앞선 블록일 수 있다. 그리고, 상기 제2 섹션은 상기 제1 존 내에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2 섹션은 상기 제1 존과 다른 제2 존 내에 배치되고, 상기 제2 존 내에 배치된 모든 블록은 프리 블록일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 스토리지 장치의 저장 영역은, 플래시 메모리로 구현될 수 있다. 이 때, 상기 저장 영역은 랜덤 접근(random access) 방식으로 라이트되는 제1 영역과, 순차 접근(sequential access) 방식으로 라이트되는 제2 영역을 포함하고, 상기 스토리지 장치에서 상기 제1 영역의 물리 어드레스는 상기 제2 영역의 물리 어드레스보다 앞서고, 상기 제1 및 제2 데이터는 상기 제2 영역에 라이트될 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 호스트를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 1의 스토리지 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1의 스토리지 장치에 저장되는 파일의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 스토리지 장치를 설명하기 위한 블록도들이다.
도 6은 노드 어드레스 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 플래시 메모리 기반의 스토리지 장치에서 리드 및 라이트 성능을 개선시킬 수 있는 블록 할당 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10 내지 도 12는 도 5의 스토리지 장치의 다른 구성예들을 설명하기 위한 블록도들이다.
도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구체적인 일 예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구체적인 다른 예를 설명하기 위한 블록도들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 도 1의 호스트를 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 도 1의 스토리지 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 4는 도 1의 스토리지 장치에 저장되는 파일의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 1의 스토리지 장치를 설명하기 위한 블록도들이다. 도 6은 노드 어드레스 테이블을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1)은 호스트(10)와 스토리지 장치(20)를 포함한다.

호스트(10)와 스토리지 장치(20)는 특정한 프로토콜(protocol)을 이용하여 서로 통신한다. 예를 들어, USB(Universal Serial Bus) 프로토콜, MMC(multimedia card) 프로토콜, PCI(peripheral component interconnection) 프로토콜, PCI-E(PCI-express) 프로토콜, ATA(Advanced Technology Attachment) 프로토콜, Serial-ATA 프로토콜, Parallel-ATA 프로토콜, SCSI (small computer small interface) 프로토콜, ESDI(enhanced small disk interface) 프로토콜, 그리고 IDE(Integrated Drive Electronics) 프로토콜 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜 중 적어도 하나를 통해 통신할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

호스트(10)는 스토리지 장치(20)를 컨트롤한다. 예를 들어, 호스트(10)는 스토리지 장치(20)에 데이터를 라이트하거나, 스토리지 장치(20)로부터 데이터를 리드할 수 있다.

도 2를 참조하면, 이러한 호스트(10)는 사용자 스페이스(user space)(11)와 커널 스페이스(kernel space)(13)를 포함한다.

도 2에 도시된 각 구성요소는 소프트웨어(software) 또는, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)를 의미할 수 있다. 그렇지만 상기 구성요소들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 어드레싱(addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 상기 구성요소들 안에서 제공되는 기능은 더 세분화된 구성요소에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 구성요소들을 합하여 특정한 기능을 수행하는 하나의 구성요소로 구현할 수도 있다.

사용자 스페이스(11)는 사용자 어플리케이션(user application)(12)이 실행되는 영역이고, 커널 스페이스(13)는 커널 실행을 위해서 제한적으로 보장된(restrictively reserved) 영역이다. 사용자 스페이스(11)에서 커널 스페이스(13)를 접근하기 위해서, 시스템 콜(system call)이 이용될 수 있다.

커널 스페이스(13)는 가상 파일시스템(14), 파일시스템(16), 장치 드라이버(18) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 파일시스템(16)은 하나 이상일 수 있다. 한편, 본 발명의 몇몇 실시예에서 컴퓨팅 시스템(1)은 F2FS 파일시스템을 포함할 수 있다. 이러한 F2FS 파일시스템에 대해서는 후술하도록 한다.

한편, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 파일시스템(16)은 스토리지 장치(20)의 저장 영역을 복수의 블록, 섹션 및 존으로 구분하고, 각 블록에 사용자 어플리케이션(12)으로부터 제공받은 로그를 라이트할 수 있다. 이렇게 스토리지 장치(20)의 저장 영역을 복수의 블록, 섹션 및 존으로 구분하는 것에 대해서는 추후 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

한편, 파일시스템(16)은 도시된 것과 같이 블록 할당 모듈(17)을 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 블록 할당 모듈(17)은 어드레스가 연속된 블록을 타겟 블록으로 할당하는 연속 블록 할당 방식으로 로그가 라이트될 타겟 블록을 할당하되, 연속 블록 할당 방식으로 타겟 블록을 할당하는 것이 불가능할 경우, 복수의 섹션 중 프리 섹션(free section)을 검색하고 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록을 타겟 블록을 할당할 수 있다. 이러한 블록 할당 모듈(17)의 구체적인 동작에 대해서는 도 9를 참조하여 후술하도록 한다.

가상 파일시스템(14)은 하나 이상의 파일시스템(16)이 서로 상호 동작할 수 있도록 한다. 가상 파일시스템(14)은 서로 다른 미디어의 서로 다른 파일시스템(16)에 대해 리드/라이트 작업을 하기 위해서, 표준화된 시스템 콜을 사용할 수 있도록 한다. 따라서, 예를 들어, open(), read(), write()와 같은 시스템 콜은, 파일시스템(16)의 종류에 관계없이 사용될 수 있다. 즉, 가상 파일시스템(14)은 사용자 스페이스(11)와 파일시스템(16) 사이에 존재하는 추상화 계층이다.

장치 드라이버(18)는 하드웨어와 사용자 어플리케이션(또는 운영체제) 사이의 인터페이스를 담당한다. 장치 드라이버(18)는 하드웨어가 특정 운영체제 하에서 정상적으로 동작하기 위해 필요한 프로그램이다.

이하에서는, 본 실시예에 따른 파일시스템(16)으로 F2FS 파일시스템을 예로 들어, F2FS 파일시스템이 스토리지 장치(20)를 어떻게 제어하는지를 설명한다. 하지만, 본 실시예에 따른 파일시스템(16)이 이에 제한되는 것은 아니며, 파일시스템(16)의 종류는 얼마든지 변형될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 스토리지 장치(20)는 SSD(Static Solid Disk)와 같이 플래시 메모리(flash memory)를 포함하는 플래시 기반의 장치일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 스토리지 장치(20)는 HDD(Hard Disk Drive), eMMC와 같은 각종 카드 스토리지, 데이터 서버 등으로 얼마든지 변형될 수 있다.

한편, 스토리지 장치(20)는 도 3에 도시된 것과 같이, 구성될 수 있다. 세그먼트(SEGMENT)(53)는 다수의 블록(BLK)(51)을 포함하고, 섹션(SECTION)(55)은 다수의 세그먼트(53)를 포함하고, 존(ZONE)(57)은 다수의 섹션(55)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록(51)은 4Kbyte이고, 세그먼트(53)는 512개의 블록(51)을 포함하여 2M byte일 수 있다. 이러한 구성은, 스토리지 장치(20)의 포맷(format) 시점에서 결정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 섹션(55)과 존(57)의 사이즈는 포맷 시점에서 수정될 수도 있다. F2FS 파일시스템은 모든 데이터를 4Kbyte의 페이지 단위로 리드/라이트할 수 있다. 즉, 블록(51)에 하나의 페이지가 저장되고, 세그먼트(53)에 다수의 페이지가 저장될 수 있다.

한편, 스토리지 장치(20)에 저장되는 파일은 도 4에 도시된 것과 같은, 인덱싱 구조(indexing structure)를 가질 수 있다. 하나의 파일은 사용자 어플리케이션(도 2의 12)이 저장하고자 하는 파일의 내용을 포함하는 파일데이터와, 파일의 속성과 파일데이터가 저장되는 블록의 위치 등을 포함하는 메타데이터를 포함할 수 있다. 여기서, 데이터 블록(70)은 파일데이터를 저장하는 부분이고, 노드 블록(80, 81~88, 91~95)은 메타데이터를 저장하는 부분이다.

노드 블록(80, 81~88, 91~95)은 다이렉트 노드 블록(direct node block)(81~88), 인다이렉트 노드 블록(indirect node block)(91~95), 아이노드 블록(inode block)(80)을 포함할 수 있다.

다이렉트 노드 블록(81~88)은, 데이터 블록(70)을 직접 가리키는 데이터 포인터(data pointer)를 포함한다. 인다이렉트 노드 블록(91~95)은 데이터 블록(70)이 아닌, 다른 노드 블록(83~88)(즉, 하위의 노드 블록)을 가리키는 포인터를 포함한다. 인다이렉트 노드 블록(91~95)은 예를 들어, 제1 인다이렉트 노드 블록(91~94), 제2 인다이렉트 노드 블록(95) 등을 포함할 수 있다. 제1 인다이렉트 노드 블록(91~94)은 다이렉트 노드 블록(83~88)을 가리키는 제1 노드 포인터를 포함한다. 제2 인다이렉트 노드 블록(95)은 제1 인다이렉트 노드 블록(93, 94)을 가리키는 제2 노드 포인터를 포함한다.

아이노드 블록(80)은 데이터 블록(70)을 직접 가리키는 데이터 포인터, 다이렉트 노드 블록(81, 82)를 가리키는 제1 노드 포인터, 제1 인다이렉트 노드 블록(91, 92)을 가리키는 제2 노드 포인터, 제2 인다이렉트 노드 블록(95)를 가리키는 제3 노드 포인터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 하나의 파일은 예를 들어, 최대 3Tbyte일 수 있고, 이러한 대용량의 파일은 다음과 같은 인덱스 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 아이노드 블록(80) 내의 데이터 포인터는 994개이고, 994개의 데이터 포인터 각각은 994개의 데이터 블록(70) 각각을 가리킬 수 있다. 제1 노드 포인터는 2개이고, 2개의 제1 노드 포인터 각각은 2개의 다이렉트 노드 블록(81, 82)를 가리킬 수 있다. 제2 노드 포인터는 2개이고, 2개의 제2 노드 포인터 각각은 2개의 제1 인다이렉트 노드 블록(91, 92)을 가리킬 수 있다. 제3 노드 포인터는 1개이고, 제2 인다이렉트 노드 블록(95)를 가리킬 수 있다.

또한, 파일별로 아이노드 메타데이터를 포함하는 아이노드 페이지가 존재한다.

한편, 도 5에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1)에서, 스토리지 장치(20)는 제1 영역(I)과 제2 영역(II)으로 나누어질 수 있다. 파일시스템(16)은 포맷(format)할 때, 스토리지 장치(20)를 제1 영역(I)과 제2 영역(II)으로 나눌 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 영역(I)은 시스템 전체로 관리되는 각종 정보가 저장되는 영역으로, 예를 들어, 현재 할당된 파일 수, 유효한 페이지 수, 위치 등의 정보를 포함할 수 있다. 제2 영역(II)은 실제 사용자가 사용하고 있는 각종 디렉토리 정보, 데이터, 파일 정보 등을 저장하는 공간이다.

또한, 제1 영역(I)은 스토리지 장치(20)의 앞부분에 저장되고, 제2 영역(II)은 스토리지 장치(20)의 뒷부분에 저장될 수 있다. 여기서, 앞부분은 뒷부분보다 물리 어드레스(physical address)를 기준으로 앞에 있음을 의미한다.

구체적으로, 제1 영역(I)은 슈퍼블록(61, 62), 체크포인트 영역(CheckPoint area, CP)(63), 세그먼트 정보 테이블(Segment Information Table, SIT)(64), 노드 어드레스 테이블(Node Address Table, NAT)(65), 세그먼트 요약 영역(Segment Summary Area, SSA)(66) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 슈퍼블록(61, 62)에는, 파일시스템(16)의 디폴트 정보가 저장된다. 예를 들어, 블록(51)의 크기, 블록(51)의 개수, 파일시스템(16)의 상태 플러그(clean, stable, active, logging, unknown) 등이 저장될 수 있다. 도시된 것과 같이, 슈퍼블록(61, 62)은 2개일 수 있고, 각각에는 동일한 내용이 저장될 수 있다. 따라서, 둘 중 어느 하나에 문제가 발생하더라도, 다른 하나를 이용할 수 있다.

체크포인트 영역(63)은 체크포인트를 저장한다. 체크포인트는 논리적인 중단점으로서, 이러한 중단점까지의 상태가 완전하게 보존된다. 컴퓨팅 시스템의 동작 중에 사고(예를 들어, 파워 오프(sudden power off))가 발생하면, 파일시스템(16)은 보존된 체크포인트를 이용하여 데이터를 복구할 수 있다. 이러한 체크포인트의 생성 시점은, 예를 들어, 주기적으로 생성, System shutdown 시점 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

노드 어드레스 테이블(65)은 도 6에 도시된 것과 같이, 노드 각각에 대응되는 다수의 노드 식별자(NODE ID)와, 다수의 노드 식별자 각각에 대응되는 다수의 물리 어드레스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 노드 식별자 N0에 대응되는 노드 블록은 물리 어드레스 a에 대응되고, 노드 식별자 N1에 대응되는 노드 블록은 물리 어드레스 b에 대응되고, 노드 식별자 N2에 대응되는 노드 블록은 물리 어드레스 c에 대응될 수 있다. 모든 노드(아이노드, 다이렉트 노드, 인다이렉트 노드 등)는 각각 고유의 노드 식별자를 갖는다. 다르게 설명하면, 모든 노드(아이노드, 다이렉트 노드, 인다이렉트 노드 등)는 노드 어드레스 테이블(65)로부터 고유의 노드 식별자를 할당 받을 수 있다. 노드 어드레스 테이블(65)은 아이노드의 노드 식별자, 다이렉트 노드의 노드 식별자 및 인다이렉트 노드의 노드 식별자 등을 저장할 수 있다. 각 노드 식별자에 대응되는 각 물리 어드레스는 업데이트(update)될 수 있다.

세그먼트 정보 테이블(64)는 각 세그먼트의 유효한 페이지의 개수와, 다수의 페이지의 비트맵을 포함한다. 비트맵은 각 페이지가 유효한지 여부를 0 또는 1로 표시한 것을 의미한다. 세그먼트 정보 테이블(64)은 클리닝(cleaning) 작업(또는 가비지 컬렉션(garbage collection)에서 사용될 수 있다. 특히 비트맵은 클리닝 작업을 수행할 때, 불필요한 리드 요청을 줄일 수 있고, 어댑티브 데이터 로깅(adaptive data logging)시 블록 할당할 때 이용될 수 있다.

세그먼트 요약 영역(66)는 제2 영역(II)의 각 세그먼트의 요약 정보를 모아둔 영역이다. 구체적으로, 세그먼트 요약 영역(66)은 제2 영역(II)의 각 세그먼트의 다수의 블록이 속하는 노드의 정보를 기술한다. 세그먼트 요약 영역(66)은 클리닝(cleaning) 작업(또는 가비지 컬렉션(garbage collection))에서 사용될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 노드 블록(80, 81~88, 91~95)은 데이터 블록(70) 또는 하위의 노드 블록(예를 들어, 다이렉트 노드 블록 등)의 위치를 확인하기 위해, 노드 식별자 목록 또는 어드레스를 가지고 있다. 이와는 반대로, 세그먼트 요약 영역(66)은 데이터 블록(70) 또는 하위의 노드 블록(80, 81~88, 91~95)이 상위의 노드 블록(80, 81~88, 91~95)의 위치를 확인할 수 있는 인덱스(index)를 제공한다. 세그먼트 요약 영역(66)은 다수의 세그먼트 요약 블록을 포함한다. 하나의 세그먼트 요약 블록은, 제2 영역(II)에 위치한 하나의 세그먼트에 대한 정보를 가지고 있다. 또한, 세그먼트 요약 블록은 다수의 요약 정보로 구성되어 있으며, 하나의 요약 정보는 하나의 데이터 블록 또는 하나의 노드 블록에 대응된다.

제2 영역(II)은 서로 분리된 데이터 세그먼트(data segment)(DS0, DS1)과 노드 세그먼트(node segment)(NS0, NS1)을 포함할 수 있다. 다수의 데이터는 데이터 세그먼트(DS0, DS1)에 저장되고, 다수의 노드는 노드 세그먼트(NS0, NS1)에 저장될 수 있다. 데이터와 노드가 분리되는 영역이 서로 다르면, 효율적으로 세그먼트를 관리할 수 있고, 데이터를 리드할 때 보다 효과적으로 빠른 시간 내에 리드할 수 있다.

한편, 제2 영역(II)은 순차 접근(sequential acess) 방식으로 라이트되는 영역이고, 제1 영역(I)은 랜덤 접근(random acess) 방식으로 라이트되는 영역일 수 있다. 제2 영역(II)은 스토리지 장치(20)의 뒷부분에 저장될 수 있고, 제1 영역(I)은 스토리지 장치(20)의 앞부분에 저장된다. 여기서, 앞부분은 뒷부분보다 물리 어드레스(physical address)를 기준으로 앞에 있음을 의미할 수 있다.

스토리지 장치(20)가 예를 들어, 앞서 설명한 플래시 메모리 기반의 SSD(Static Solid Disk)인 경우, SSD 내부에 버퍼(buffer)가 있을 수 있다. 버퍼는 예를 들어, 리드/라이트 속도가 빠른 SLC(Single Layer Cell) 메모리일 수 있다. 따라서, 이러한 버퍼는 한정된 공간의 랜덤 접근 방식의 라이트 속도를 빠르게 할 수 있다.

도면에서는, 제1 영역(I)이 슈퍼블록(61, 62), 체크포인트 영역(62), 세그먼트 정보 테이블(64), 노드 어드레스 테이블(65), 세그먼트 요약 영역(66) 순서로 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 세그먼트 정보 테이블(64)과 노드 어드레스 테이블(65)의 위치가 바뀌어도 무방하고, 노드 어드레스 테이블(65)과 세그먼트 요약 영역(66)의 위치가 바뀌어도 무방하다.

한편, 스토리지 장치(20)가 앞서 설명한 것과 같이 플래시 메모리 기반의 장치인 경우, 파일시스템(16)의 블록 할당 모듈(17)이 아래와 같은 규칙을 통해 블록을 할당할 경우, 시스템의 리드 및 라이트 성능이 향상될 수 있다.

(1) 플래시 메모리 기반의 스토리지 장치(20)는, 데이터를 라이트할 때, 볼륨 전체에 대해 연속 블록 할당(continuous block allocation) 방식으로 블록(도 3의 51)을 할당할 경우, 시스템의 성능이 가장 좋으며, 스토리지 장치(20)의 수명도 길어진다.

여기서, 연속 블록 할당 방식이란, 최근에 데이터가 라이트된 블록(도 3의 51)의 어드레스가 x일 때, 데이터가 라이트될 다음 블록(여기서는 이를 타겟 블록이라고 정의한다)의 어드레스가 (x+1)이 됨을 의미한다.

(2) 상기 (1)에서와 같이 볼륨 전체에서 연속 블록 할당을 하지 않더라도, 볼륨을 균일하게 나누는 가상적인 영역 안에서 연속 블록 할당을 할 경우, 상기 (1)과 성능이 유사한 영역이 존재한다. 이러한 영역은 스토리지 장치(20) 내의 가상의 영역이나, 이를 예시적으로 설명하자면 앞서 설명한 섹션(도 3의 55)에 대응된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 이러한 섹션(도 3의 55)은 스토리지 장치(20)의 가비지 컬렉션(garbage collection) 단위일 수 있다.

(3) 상기 (2)에서와 같이 볼륨 전체를 섹션(도 3의 55)으로 나누고 블록(도 3의 51)을 할당하는 섹션(도 3의 55)을 하나만 선정하는 것이 아니라, 다수의 섹션(도 3의 55)의 묶음인 가상적인 영역 안에서는 한 순간에 하나의 섹션(도 3의 55)에서만 블록(도 3의 51)을 할당하되, 다른 영역 간에는 각각 서로 다른 섹션(도 3의 55)에서 블록(도 3의 51)을 할당하더라도 상기 (2)와 성능이 유사한 영역이 존재한다. 이러한 영역 역시 스토리지 장치(20) 내의 가상의 영역이나, 이를 예시적으로 설명하자면 앞서 설명한 존(도 3의 57)에 대응된다.

(4) 블록(도 3의 51) 할당이 다수의 존(도 3의 57)에서 번갈아가면서 이루어 지는 존 크로싱(zone crossing)은 최소화하는 것이 성능에 이득이된다.

이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여, 앞서 설명한 (1)~(4)의 규칙에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 7 및 도 8은 플래시 메모리 기반의 스토리지 장치에서 리드 및 라이트 성능을 개선시킬 수 있는 블록 할당 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

먼저 도 7은 앞서 설명한 (1)~(4)의 규칙을 따라 블록을 할당한 것을 도시한 도면이다. 앞서 설명한 것과 같이 데이터는 스토리지 장치(20)의 제2 영역(II)에 순차 접근 방식을 통해 라이트되므로, 도 7에서는 스토리지 장치(20)의 제2 영역(II) 만을 도시하였다. 그리고, 설명의 편의 상, 세그먼트(도 3의 53)는 그 도시를 생략하였다.

구체적으로, 도 7을 참조하면, 제1 데이터(①)를 제1 존에 포함된 제2 섹션의 제3 블록에 할당하였다. 그리고, 제2 데이터(②)를 제1 존에 포함된 제2 섹션의 제3 블록과 인접한 제4 블록에 할당하였다. 제3 블록의 어드레스를 x라고 할 때, 제4 블록의 어드레스는 x+1이므로, 상기 (1)의 규칙이 지켜지고 있음을 알 수 있다.

어어서, 제3 데이터(③)는 제1 존에 포함된 제1 섹션의 제1 블록에 할당되었다. 즉, 상기 (1)의 규칙이 지켜지지 않는 상황에서는 상기 (2)의 규칙이 지켜지고 있음을 알 수 있다.

이어서, 제4 데이터(④)는 제2 존에 포함된 제3 섹션의 제2 블록에 할당되었다. 여기서, 제4 데이터(④)는 제3 데이터(③)와 연속 블록 할당되지 않았다. 하지만, 제4 데이터(④)는 제3 데이터(③)와 서로 다른 존에 할당되었으며, 제5 데이터(⑤)가 제2 존에 포함된 제3 섹션의 제3 블록에 할당되어 연속 블록 할당이 이루어졌으므로, 상기 규칙 (3)을 만족시키고 있음을 알 수 있다.

한편 도 8은 앞서 설명한 (1)~(4)의 규칙을 따라 블록을 할당하지 않은 것을 도시한 도면이다.

구체적으로, 도 8을 참조하면, 제1 데이터(①)를 제1 존에 포함된 제1 섹션의 제3 블록에 할당하였다. 그리고, 제2 데이터(②)를 제1 존에 포함된 제1 섹션의 제1 블록에 할당하였다. 이처럼, 제1 데이터(①)와 제2 데이터(②)가 동일한 섹션 내에서 연속 블록 할당이 이루어지지 않았으므로, 상기 (1)의 규칙이 지켜지지 않고 있음을 알 수 있다.

어어서, 제3 데이터(③)는 제2 존에 포함된 제3 섹션의 제2 블록에 할당되었다. 그리고, 제4 데이터(④)는 제1 존에 포함된 제2 섹션의 제2 블록에 할당되었다. 그리고, 제5 데이터(⑤)는 제2 존에 포함된 제3 섹션의 제3 블록에 할당되었다. 여기서, 제3 데이터(③)와 제4 데이터(④) 사이에는 불필요한 존 크로싱이 발생했으며, 제5 데이터(⑤)가 제4 데이터(④)와 연속 블록 할당이 가능함에도 연속 블록 할당이 이루어지지 않았기 때문에, 상기 (1)~(4)의 규칙이 지켜졌다고 볼 수 없다. 따라서, 도 7에 도시된 경우에 비해, 리드 및 라이트 성능이 좋지 못하게 된다.

이제 도 9를 참조하여, 리드 및 라이트 성능을 개선시킬 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는, 로그 L(여기서, 로그 L은 예를 들어, 호스트(도 1의 10)가 스토리지 장치(도 1의 20)에 라이트를 명령한 복수의 데이터 집합이다) 저장을 위해 가장 최근에 할당된 블록(즉, 가장 최근에 선정된 타켓 블록)의 어드레스를 X라고 하고, 이러한 블록이 존 Z에 포함되어 있다고 가정하고 설명을 계속하도록 한다.

도 9를 참조하면, 먼저 존 Z내의 어드레스 (X+1)을 갖는 블록이 프리 상태인지 판단한다(S100). 만약, 해당 블록이 프리 상태인 프리 블록이라면, 어드레스 (X+1)을 갖는 블록을 다음 타겟 블록으로 할당한다(S110). 구체적으로, 앞서 살펴본 규칙(1)에 의해, 연속 블록 할당 방식이 가장 좋은 성능을 가질 수 있으므로, 어드레스 (X+1)에 있는 블록이 프리 상태이고, 어드레스 (X+1)을 갖는 블록과 어드레스 X를 갖는 블록이 동일한 존 Z내에 있으면, 어드레스 (X+1)을 갖는 블록을 다음 타겟 블록으로 할당할 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 만약, 해당 블록이 프리 상태가 아니라면, 모든 블록이 프리 상태인 프리 섹션을 검색한다(S120). 이 때, 존 크로싱을 최소화하기 위해, 존 Z에 포함된 섹션들을 대상으로 상기 프리 섹션 여부를 우선적으로 검색할 수 있다. 그리고, 검색된 프리 섹션이 존 Z내에 존재하는지 판단한다(S130). 만약, 검색된 프리 섹션이 존 Z내에 존재한다면, 검색된 프리 섹션의 첫번째 블록을 다음 타겟 블록으로 할당한다(S140). 구체적으로, 앞서 살펴본 규칙 (4)에 의해, 존 크로싱은 적게 일어날수록 좋다 따라서, 이와 같이 존 크로싱이 일어나지 않는 프리 섹션이 검색되면, 검색된 프리 섹션의 첫번째 블록을 다음 타겟 블록으로 할당할 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 만약, 검색된 프리 섹션이 존 Z내에 존재하지 않고 다른 존에 존재한다면, 검색된 프리 섹션이 존재하는 존을 Zn이라고 설정한다(S150). 그리고, 존 Zn에 이미 라이트된 다른 로그(현재 라이트되어야 하는 로그 L외의 다른 로그)가 있는지 판단한다(S160). 만약, 존 Zn에 이미 라이트된 다른 로그가 존재하지 않는다면, 검색된 프리 섹션의 첫번째 블록을 다음 타겟 블록으로 할당한다(S140). 구체적으로, 존 Zn에 이미 라이트된 다른 로그가 존재하지 않다면(즉, 존 Zn에 배치된 모든 블록이 프리 블록이라면), 존 Zn에 로그 L를 라이트할 경우, 상기 (1)에서 설명한 연속 블록 할당 방식으로 데이터가 라이트될 가능성이 높고, 상기 (4)에서 설명한 것과 같이 존 크로싱이 일어날 확률이 작아진다. 따라서, 존 Zn에 이미 라이트된 다른 로그가 존재하지 않다면, 검색된 프리 섹션의 첫번째 블록을 다음 타겟 블록으로 할당할 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 만약, 존 Zn에 이미 라이트된 다른 로그가 존재한다면, 상기 S120을 몇번 수행했는지 확인한다(S170). 만약, S120을 수행한 횟수가 미리 정한 임계값 보다 크다면, 검색된 프리 섹션의 첫번째 블록을 다음 타겟 블록으로 할당한다(S140). 하지만, 만약, S120을 수행한 횟수가 미리 정한 임계값 이하라면, 모든 블록이 프리 상태인 프리 섹션을 다시 검색한다(S120).

이와 같은 방법으로, 로그 L을 스토리지 장치(20)에 라이트할 경우, 앞서 설명한 (1)~(4)의 규칙들이 지켜질 수 있으므로, 컴퓨팅 시스템(1)의 리드 및 라이트 성능이 개선될 수 있다.

도 10 내지 도 12는 도 5의 스토리지 장치의 다른 구성예들을 설명하기 위한 블록도들이다. 이하에서 설명의 편의를 위해서, 도 5를 이용하여 설명한 내용과 다른 점을 위주로 설명한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 스토리지 장치에서, 제2 영역(II)은 서로 분리된 다수의 세그먼트(S1~Sn, 단, n은 자연수)를 포함할 수 있다. 각 세그먼트(S1~Sn)에는, 데이터와 노드 구분없이 저장될 수 있다.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템에서, 스토리지 장치는 서로 분리된 데이터 세그먼트(DS0, DS1), 노드 세그먼트(NS0, NS1)를 포함한다. 다수의 데이터는 데이터 세그먼트(DS0, DS1)에 저장되고, 다수의 노드는 노드 세그먼트(NS0, NS1)에 저장될 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 스토리지 장치에서, 제1 영역(I)은 세그먼트 요약 영역(도 5의 66 참조)을 포함하지 않는다. 즉, 제1 영역(I)은 슈퍼블록(61, 62), 체크포인트 영역(62), 세그먼트 정보 테이블(64), 노드 어드레스 테이블(65)을 포함한다.

세그먼트 요약 정보는 제2 영역(II)내에 저장될 수 있다. 구체적으로, 제2 영역(II)은 다수의 세그먼트(S0~Sn)를 포함하고, 각 세그먼트(S0~Sn)는 다수의 블록으로 구분된다. 각 세그먼트(S0~Sn)의 적어도 하나의 블록(SS0~SSn)에 세그먼트 요약 정보를 저장할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 스토리지 장치에서, 제1 영역(I)은 세그먼트 요약 영역(도 5의 66 참조)을 포함하지 않는다. 즉, 제1 영역(I)은 슈퍼블록(61, 62), 체크포인트 영역(62), 세그먼트 정보 테이블(64), 노드 어드레스 테이블(65)을 포함한다.

세그먼트 요약 정보는 제2 영역(II) 내에 저장될 수 있다. 제2 영역(II)은 다수의 세그먼트(53)를 포함하고, 각 세그먼트(53)는 다수의 블록(BLK0~BLKm)으로 구분되고, 각 블록(BLK0~BLKm)은 OOB(Out Of Band)(OOB1~OOBm, 단, m은 자연수) 영역을 포함할 수 있다. OOB 영역(OOB1~OOBm)에 세그먼트 요약 정보를 저장할 수 있다.

이하에서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템이 적용될 수 있는 구체적인 시스템을 설명한다. 이하에서 설명되는 시스템은 예시적인 것에 불과하고, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구체적인 일 예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 13을 참조하면, 호스트 서버(300)는 네트워크(20)를 통해서 다수의 데이터 베이스 서버(330, 340, 350, 360)와 접속되어 있다. 호스트 서버(300) 내에, 데이터 베이스 서버(330, 340, 350, 360)의 데이터를 관리하기 위한 파일시스템(316)을 설치될 수 있다. 파일시스템(316)은 도 1 내지 도 12를 이용하여 설명한 파일시스템 중 어느 하나일 수 있다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구체적인 다른 예를 설명하기 위한 블록도들이다.

우선, 도 14를 참조하면, 스토리지 장치(100)(도 1의 20에 대응됨)는 비휘발성 메모리 장치(1100) 및 컨트롤러(1200)를 포함할 수 있다.

여기서, 비휘발성 메모리 장치(1100)에는, 전술한 슈퍼블록(61, 62), 체크포인트 영역(63), 세그먼트 정보 테이블(64), 노드 어드레스 테이블(65) 등이 저장되어 있을 수 있다.

컨트롤러(1200)는 호스트 및 비휘발성 메모리 장치(1100)에 연결된다. 호스트(Host)로부터의 요청에 응답하여, 컨트롤러(1200)는 비휘발성 메모리 장치(1100)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들면, 컨트롤러(1200)는 비휘발성 메모리 장치(1100)의 리드, 라이트, 이레이즈, 그리고 백그라운드(background) 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(1200)는 비휘발성 메모리 장치(1100) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 컨트롤러(1200)는 비휘발성 메모리 장치(1100)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다.

예시적으로, 컨트롤러(1200)는 램(RAM, Random Access Memory), 프로세싱 유닛(processing unit), 호스트 인터페이스(host interface), 그리고 메모리 인터페이스(memory interface)와 같은 잘 알려진 구성 요소들을 더 포함한다. 램(RAM)은 프로세싱 유닛의 동작 메모리, 비휘발성 메모리 장치(1100) 및 호스트(Host) 사이의 캐시 메모리, 그리고 비휘발성 메모리 장치(1100) 및 호스트(Host) 사이의 버퍼 메모리 중 적어도 하나로서 이용된다. 프로세싱 유닛은 컨트롤러(1200)의 제반 동작을 제어한다.

컨트롤러(1200) 및 비휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 예시적으로, 컨트롤러(1200) 및 비휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1200) 및 비휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 PC 카드(PCMCIA, personal computer memory card international association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 것이다.

컨트롤러(1200) 및 비휘발성 메모리 장치(1100)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 SSD(Solid State Drive)를 구성할 수 있다. SSD는 반도체 메모리에 데이터를 저장하도록 구성되는 저장 장치를 포함한다. 시스템(1000)이 반도체 드라이브(SSD)로 이용되는 경우, 시스템(1000)에 연결된 호스트(Host)의 동작 속도는 획기적으로 개선될 수 있다.

다른 예로서, 시스템(1000)은 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), 3차원 수상기(3-dimensional television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등과 같은 전자 장치의 다양한 구성 요소들 중 하나로 제공된다.

예시적으로, 비휘발성 메모리 장치(1100) 또는 시스템(1000)은 다양한 형태들의 패키지로 실장될 수 있다. 예를 들면, 비휘발성 메모리 장치(1100) 또는 시스템(1000)은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지화되어 실장될 수 있다.

이어서, 도 15를 참조하면, 시스템(2000)은 비휘발성 메모리 장치(2100) 및 컨트롤러(2200)를 포함한다. 비휘발성 메모리 장치(2100)는 복수의 비휘발성 메모리 칩들을 포함한다. 복수의 비휘발성 메모리 칩들은 복수의 그룹들로 분할된다. 복수의 비휘발성 메모리 칩들의 각 그룹은 하나의 공통 채널을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하도록 구성된다. 예를 들어, 복수의 비휘발성 메모리 칩들은 제 1 내지 제 k 채널들(CH1~CHk)을 통해 컨트롤러(2200)와 통신하는 것으로 도시되어 있다.

도 15에서, 하나의 채널에 복수의 비휘발성 메모리 칩들이 연결되는 것으로 설명되었다. 그러나, 하나의 채널에 하나의 비휘발성 메모리 칩이 연결되도록 시스템(2000)이 변형될 수 있음이 이해될 것이다.

이어서, 도 16을 참조하면, 시스템(3000)은 중앙 처리 장치(3100), 램(3200, RAM, Random Access Memory), 사용자 인터페이스(3300), 전원(3400), 그리고 도 15의 시스템(2000)을 포함한다.

시스템(2000)은 시스템 버스(3500)를 통해, 중앙처리장치(3100), 램(3200), 사용자 인터페이스(3300), 그리고 전원(3400)에 전기적으로 연결된다. 사용자 인터페이스(3300)를 통해 제공되거나, 중앙 처리 장치(3100)에 의해서 처리된 데이터는 시스템(2000)에 저장된다.

도 16에서, 비휘발성 메모리 장치(2100)는 컨트롤러(2200)를 통해 시스템 버스(3500)에 연결되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 비휘발성 메모리 장치(2100)는 시스템 버스(3500)에 직접 연결되도록 구성될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 호스트 14: 가상 파일시스템
16: 파일시스템 17: 블록 할당 모듈
18: 장치 드라이버 20: 스토리지 장치

Claims

플래시 메모리를 저장 영역으로 이용하는 스토리지 장치; 및
상기 저장 영역을 복수의 블록, 섹션 및 존으로 구분하고, 상기 각 블록에 로그를 라이트하는 파일시스템을 포함하되,
상기 파일시스템은,
어드레스가 연속된 블록을 타겟 블록으로 할당하는 연속 블록 할당 방식으로 상기 로그가 라이트될 타겟 블록을 할당하되, 상기 연속 블록 할당 방식으로 상기 타겟 블록을 할당하는 것이 불가능할 경우, 상기 복수의 섹션 중 프리 섹션을 검색하고 상기 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록을 상기 타겟 블록을 할당하는 블록 할당 모듈을 포함하는 컴퓨팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 섹션은 상기 플래시 메모리의 가비지 컬렉션 수행 단위와 동일하도록 정의되는 컴퓨팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 타겟 블록으로 할당되는 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록은, 상기 검색된 프리 섹선 내에 배치된 블록 중 어드레스가 가장 앞선 블록인 컴퓨팅 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 타겟 블록으로 할당되는 검색된 프리 섹션 내에 배치된 블록은, 상기 로그를 라이트하는데 있어서, 존 크로싱(zone crossing)이 최소화되는 블록인 컴퓨팅 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 각 블록의 크기는 상기 각 섹션의 크기보다 작고, 상기 각 섹션의 크기는 상기 각 존의 크기보다 작은 컴퓨팅 시스템.
스토리지 장치의 저장 영역을 복수의 블록, 섹션 및 존으로 구분하고,
제1 섹션 내에 배치된 제1 블록을 제1 데이터를 라이트할 제1 타겟 블록으로 할당하되, 상기 제1 섹션은 제1 존 내에 배치되고,
상기 제1 블록과 연속된 어드레스를 갖는 제2 블록이 프리 블록일 경우, 상기 제2 블록을 상기 스토리지 장치에 상기 제1 데이터에 이어서 라이트되는 제2 데이터를 라이트할 제2 타겟 블록으로 할당하고,
상기 제2 블록이 프리 블록이 아닐 경우, 상기 제1 섹션과 다른 제2 섹션 내에 배치된 제3 블록을 상기 제2 데이터를 라이트할 상기 제2 타겟 블록으로 할당하는 것을 포함하는 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법.
제 6항에 있어서,
상기 제2 섹션 내에 배치되는 모든 블록은 프리 블록인 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법.
제 7항에 있어서,
상기 제3 블록은 상기 제2 섹션 내에 배치되는 블록 중 어드레스가 가장 앞선 블록인 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법.
제 7항에 있어서,
상기 제2 섹션은 상기 제1 존 내에 배치되는 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법.
제 7항에 있어서,
상기 제2 섹션은 상기 제1 존과 다른 제2 존 내에 배치되고,
상기 제2 존 내에 배치된 모든 블록은 프리 블록인 컴퓨팅 시스템의 데이터 관리 방법.