KR20140094467A - 스토리지 어드레스 공간의 ｎｖｍ 어드레스, 범위 및 길이로의 맵핑/변환 - Google Patents

스토리지 어드레스 공간의 ｎｖｍ 어드레스, 범위 및 길이로의 맵핑/변환 Download PDF

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Abstract

스토리지 어드레스 공간을 NVM 어드레스, 범위, 및 길이 맵핑/변환하는 것이 호스트로부터의 논리적 블록 어드레스를 NVM의 최소 판독 유닛의 어드레스로 변환하기 위한 맵핑 기능을 포함하는 고체-상태 스토리지 시스템을 위한 제어기에 의해 수행된다. 맵핑 기능은 논리적 블록 어드레스에 대응하는 범위 및 길이 정보를 제공한다. 범위 정보는 호스트에 (논리적 블록 어드레스에 대응하는) 데이터를 제공하기 위해 판독할 인접한 최소 판독 유닛들의 수를 특정한다. 길이 정보는 얼마나 많은 인접한 최소 판독 유닛들이 호스트에 제공되는 데이터에 관련하는지를 특정한다. 변환된 어드레스 및 길이 정보는 NVM의 더 이상 필요하지 않은(예를 들어, 해제되는) 부분들의 리사이클링을 개선하기 위해 이용가능하며, 정지들 및/또는 의도되지 않은 서비스의 중단으로부터의 복구를 용이하게 하기 위해 이용가능하다.

Description

스토리지 어드레스 공간의 ＮＶＭ 어드레스, 범위 및 길이로의 맵핑/변환{STORAGE ADDRESS SPACE TO NVM ADDRESS, SPAN, AND LENGTH MAPPING/CONVERTING}
[0001] 본 출원에 대한 우선권 이익 청구들은 (임의의 경우, 적절한 것으로서) 첨부하는 출원 데이터 시트(Data Sheet), 리퀘스트(Request) 또는 트랜스미탈(Transmittal)에서 이루어진다. 본 출원(instant application)의 타입에 의해 허용되는 범위로, 본 출원은 모든 목적들을 위해 하기 출원들을 인용에 의해 통합하며, 이들 모두는 발명이 구성된 시점에 본 출원으로 공동으로 소유되었다:
2010년 3월 22일 출원되고, 제 1 발명자 이름이 Radoslav DANILAK이며, ACCESSING COMPRESSED DATA OF VARYING-SIZED QUANTA IN NON-VOLATILE MEMORY란 명칭의 미국 가출원 (대리인 사건 번호 SF-10-02 및 출원 번호 61/316,373);
2010년 12월 1일 출원되고, 제 1 발명자 이름이 Jeremy Isaac Nathaniel WERNER이며 DYNAMIC HIGHER-LEVEL REDUNDANCY MODE MANAGEMENT WITH INDEPENDENT SILICON ELEMENTS란 명칭의 미국 가출원 (대리인 사건 번호 SF-10-10 및 출원 번호 61/418,846);
2011년 10월 5일 출원되고, 제 1 발명자 이름이 Earl T. COHEN이며 SELF-JOURNALING AND HIERARCHICAL CONSISTENCY FOR NON-VOLATILE STORAGE란 명칭의 미국 가출원 (대리인 사건 번호 SF-10-10 및 출원 번호 61/543,707); 및
2013년 1월 22일 출원되고, 제 1 발명자 이름이 Earl T. COHEN이며 STORAGE ADDRESS SPACE TO NVM ADDRESS, SPAN, AND LENGTH MAPPING/CONVERTING이란 명칭의 미국 가출원 (대리인 사건 번호 SF-10-12 및 출원 번호 61/755,169).
[0002] 분야: 플래시 메모리 스토리지 기술에서의 진보들이 성능, 효율성 및 사용의 유용성에서의 개선들을 제공하기 위해 요구된다.
[0003] 관련된 기술: 공개적으로 또는 잘 알려진 것으로 명시적으로 식별되지 않는 한, 맥락, 정의들 또는 비교 목적들에 대한 것을 비롯하여, 기술들 및 개념들의 본원에서의 언급은, 그와 같은 기술들 및 개념들이 이전에 공개적으로 알려지거나 그렇지 않으면 종래 기술의 일부라는 것에 대한 승인으로서 해석되어서는 안 된다. 이로써, 특허들, 특허 출원들 및 공개공보들을 비롯하여 (임의의 경우) 본원에 인용된 모든 참조들은 구체적으로 통합되든지 아니든지 간에, 모든 목적들을 위해, 그 전체들이 인용에 의해 통합된다.
개요
[0004] 본 발명은 수많은 방식들, 예를 들어, 프로세스, 제조 물건, 장치, 시스템, 물질의 조성 및 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체(예를 들어, 플래시 스토리지와 같은 비휘발성 스토리지를 갖는 집적 회로, 디스크와 같은 광학 및/또는 자기 대용량 스토리지 디바이스에서의 매체)와 같은 컴퓨터 판독가능한 매체, 또는 프로그램 명령들이 광학 또는 전자 통신 링크들을 통해 송신되는 컴퓨터 네트워크로서 구현될 수 있다. 상세한 설명은, 위에서 식별된 분야에서의 비용, 수익성, 성능, 효율성 및 이용 활용성에서의 개선들을 가능하게 하는 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예들의 설명을 제공한다. 상세한 설명은 상세한 설명의 나머지 부분의 이해를 용이하게 하기 위한 도입부를 포함한다. 도입부는 본원에 설명된 개념들에 따른 시스템들, 방법들, 제조 물건들 및 컴퓨터 판독가능한 매체 중 하나 또는 그 초과의 것의 예시적인 실시예들을 포함한다. 결론들에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 본 발명은 발행된 청구항들의 범위 내에서 모든 가능한 변경들 및 변형들을 포괄한다.
[0005] 도 1a는 어드레스 맵핑 기능의 테이블 엔트리들 내에서와 같은, 위치- 및 길이-관련된 정보를 인코딩하기 위한 다양한 기술들뿐 아니라 플래시 메모리들과 같은 비-휘발성 스토리지를 관리하기 위한 회로를 이용하여, 스토리지 어드레스 공간의 비-휘발성 메모리(NVM) 어드레스, 범위(span) 및 길이로의 맵핑/변환을 구현하는 SSD 제어기를 포함하는 고체-상태 디스크/드라이브(SSD)의 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0006] 도 1b는 도 1a의 SSD의 하나 또는 그 초과의 인스턴스들을 포함하는 시스템들의 다양한 실시예들의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0007] 도 2는 논리적 블록 어드레스(Logical Block Address : LBA)의 논리적 페이지 번호(Logical Page Number : LPN) 부분을 맵핑하는 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0008] 도 3은 집합적으로 판독 유닛들의 수량으로 측정되는 길이를 갖는, 다양한 판독 유닛들로서 조직된 판독 데이터를 생성하기 위해 판독 유닛 어드레스에서 비-휘발성 메모리(NVM)를 액세싱하는 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0009] 도 4a는 판독 유닛의 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0010] 도 4b는 판독 유닛의 다른 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0011] 도 5는 다수의 필드들을 갖는 헤더의 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0012] 도 6은 다수의 NVM 디바이스들의 블록들, 페이지들 및 판독 유닛들의 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0013] 도 7은 제 1-레벨 맵(FLM) 및 하나 또는 그 초과의 제 2 -레벨 맵(SLM) 페이지들을 갖는 2-레벨 맵을 통해 NVM에 저장되는 논리적 블록들(LBs)로 LBA들을 맵핑하는 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다.
[0014] 도 8은 데이터 길이 및 범위의 값들을 획득하기 위해 인코딩된 길이 정보의 데이터 길이 및 범위, 및 디코딩의 예들을 예시하는 개념도이다.
도면들에서의 참조 부호들의 목록
Figure pat00001

Figure pat00002

Figure pat00003

Figure pat00004

Figure pat00005
[0015] 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예들의 상세한 설명이 본 발명의 선택된 상세사항들을 예시하는 첨부한 도면들과 함께 아래에 제공된다. 본 발명은 실시예들과 관련하여 설명된다. 여기에서의 실시예들은 단지 예시적인 것으로 이해되고, 본 발명은 명백하게, 여기에서의 실시예들 중 임의의 실시예들 또는 이들 모두로 또는 이들에 의해 제한되지 않으며, 본 발명은 다수의 대안들, 변경들, 및 등가물들을 포괄한다. 설명의 단조로움을 회피하기 위해, 다양한 단어 라벨(word label)들(제 1, 최종, 특정한, 다양한, 추가의, 다른, 특히, 선택, 일부, 및 주목할만한을 포함하지만 이로 제한되지 않음)이 실시예들의 개별 세트들에 적용될 수도 있고; 여기에서 사용되는 바와 같이, 그와 같은 라벨들은 명백하게 품질, 또는 임의의 형태의 우선순위 또는 편견을 전달하는 것으로 뜻하는 것이 아니라, 단지 개별 세트들 사이를 편리하게 구별하기 위한 것이다. 개시된 프로세스들의 일부 동작들의 순서는 본 발명의 범위내에서 변경가능하다. 다수의 실시예들이 프로세스, 방법 및/또는 프로그램 명령 특징들에서 변화들을 설명하는 역할을 하는 경우에, 다른 실시예들은, 사전결정되거나 동적으로 결정된 기준에 따라 복수의 다수의 실시예들에 각각 대응하는 복수의 동작의 모드들 중 하나의 정적 및/또는 동적 선택을 수행한다는 것이 고려된다. 다수의 특정한 상세사항들은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 아래의 설명에 설명된다. 상세사항들은 예시를 목적으로 제공되고 본 발명은 상세사항들 중 일부 또는 모두 없이 청구항들에 따라 실시될 수도 있다. 명확성을 목적으로, 본 발명에 관련된 기술 분야에 공지된 기술적 자료는 본 발명이 필요없이 모호해지지 않도록 상세히 설명되지 않는다.
도입부
[0016] 이러한 도입부는 단지 상세한 설명의 더욱 빠른 이해를 용이하게 하기 위해 포함되고; 임의의 도입부의 단락들이 반드시 전체 주제에 대한 축약된 관점이고 철저한 또는 제한적인 설명인 것을 뜻하지 않기 때문에, 본 발명은 (만약 있다면, 명백한 예들을 포함하는) 도입부에 제공되는 개념들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 다음의 도입부는 특정한 실시예들에 대해서만 공간 및 구조화에 의해 제한된 개요 정보를 제공한다. 청구항들이 명세서의 나머지 부분 전반에 걸쳐 궁극적으로 도시되고 논의되는 것들을 비롯하여, 다수의 다른 실시예들이 제공된다.
약어들
[0017] 여기에 정의된 다양한 축약된 약어들(예를 들어, 두문자어들)의 적어도 일부가 여기에 사용된 특정한 엘리먼트들을 지칭한다.
Figure pat00006
Figure pat00007
[0018] 스토리지 어드레스 공간의 NVM 어드레스, 범위 및 길이로의 맵핑/변환은 호스트로부터의 논리적 블록 어드레스를 NVM의 최소 판독 유닛의 어드레스로 변환하기 위한 맵핑 기능을 포함하는 고체-상태 스토리지 시스템을 위한 제어기에 의해 수행된다. 맵핑 기능은 논리적 블록 어드레스에 대응하는 범위 및 길이 정보를 제공한다. 범위 정보는 호스트에 (논리적 블록 어드레스에 대응하는) 데이터를 제공하기 위해 판독할 인접한 최소 판독 유닛들의 수를 특정한다. 길이 정보는 얼마나 많은 인접한 최소 판독 유닛들이 호스트에 제공되는 데이터에 관련하는지를 특정한다. 변환된 어드레스 및 길이 정보는 NVM의 더 이상 필요하지 않은(예를 들어, 해제된) 부분들의 리사이클링을 개선하기 위해 사용가능하며, 정지들(outages) 및/또는 의도하지 않은 서비스의 중단들로부터의 복구를 용이하게 하기 위해 사용가능하다. 다양한 실시예들에서, 맵핑 기능은 하나 또는 그 초과의 맵들을 통해 구현된다.
[0019] 다양한 실시예들에 따르면, 맵은: 일-레벨 맵; 2-레벨 맵; 멀티-레벨 맵; 직접 맵; 관련 맵; 및 NVM에서 물리적 스토리지 어드레스들과 호스트 프로토콜의 LBA들을 관련시키는 임의의 다른 수단 중 하나 또는 그 초과의 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 2-레벨 맵은 LBA의 제 1 기능과 LBA의 복수의 제 2-레벨 맵 페이지들 중 하나의 NVM에서의 각각의 어드레스와 관련시키는 제 1-레벨 맵을 포함하며, 제 2-레벨 맵 페이지들의 각각은 LBA의 제 2 기능과 LBA에 대응하는 데이터의 NVM에서의 각각의 어드레스와 관련한다. 추가적인 실시예들에서, LBA의 제 1 기능 및 LBA의 제 2 기능의 일 예는 제 2-레벨 맵 페이지들의 각각에 포함되는 엔트리들의 수와 동일한 정수에 의해 LBA를 나눌 때 획득되는 몫과 나머지이다. 복수의 제 2-레벨 맵 페이지들은 집합적으로 2-레벨 맵으로 칭해진다. 여기서, 맵의 하나 또는 그 초과의 엔트리들에 대한 참조들은 일-레벨 맵, 2-레벨 맵의 제 1-레벨, 2-레벨 맵의 제 2-레벨, 멀티-레벨 맵의 임의의 레벨 또는 엔트리들을 갖는 임의의 다른 타입의 맵을 포함하는, 임의의 타입의 맵의 하나 또는 그 초과의 엔트리들을 지칭한다.
[0020] 다양한 실시예들에 따르면, 2-레벨 맵(또는 멀티-레벨 맵의 하위-레벨)의 맵 페이지들의 각각은: 맵 페이지들의 다른 것들에서와 동일한 수의 엔트리들을 포함하고; 맵 페이지들의 적어도 일부 다른 것들보다 다른 수의 엔트리들을 포함하고; 맵 페이지들의 다른 것들에서와 동일한 입도의 엔트리들을 포함하며; 맵 페이지들의 다른 것들과는 다른 입도의 엔트리들을 포함하며; 맵 페이지의 컨텐츠의 레이아웃 및/또는 포맷을 특정하는 각각의 헤더를 포함하며; 및 맵 페이지의 엔트리들을 나타내기 위한 임의의 다른 포맷, 레이아웃 또는 구조화를 갖는 것 중 하나 또는 그 초과의 것이다. 예를 들어, 첫 번째 제 2-레벨 맵 페이지는 엔트리 당 4KB의 입도의 사양을 가지며, 두 번째 제 2-레벨 맵 페이지는 엔트리 당 8KB의 입도의 사양 및 첫 번째 제 2-레벨 맵 페이지의 엔트리들 수만큼의 1/2만을 갖는다.
[0021] 추가적인 실시예들에서, 상위-레벨 맵의 엔트리들은 대응하는 하위-레벨 맵 페이지들의 포맷 및/또는 레이아웃 정보를 포함한다. 예를 들어, 제 1-레벨 맵에서의 엔트리들의 각각은 관련된 제 2-레벨 맵 페이지에서의 엔트리들에 대한 입도 사양을 포함한다.
[0022] 일부 실시예들에서, 맵은 복수의 엔트리들을 포함하며, 그 엔트리들의 각각은 LBA들의 데이터가 저장되는 NVM에서의 각각의 위치를 선택적으로 포함하는 정보와 하나 또는 그 초과의 LBA들을 관련시킨다. 예를 들어, LBA들은 512B 섹터들을 특정하며, 맵에서의 각 엔트리는 LBA들의 정렬된 8-섹터(4KB) 구역과 관련된다.
[0023] 다양한 실시예들에 따르면, 맵의 엔트리들의 정보는: NVM에서의 위치; NVM에서의 판독 유닛의 어드레스; NVM에 저장되는 관련된 LBA들의 데이터를 획득하기 위해 판독할 판독 유닛들의 수; NVM에 저장되는 관련된 LBA들의 데이터의 크기, 그 크기는 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 1 바이트보다 큰 입도를 갖음; 관련된 LBA들의 데이터가 트리밍됨(trimmed)으로 인한 것과 같이, 관련된 LBA들의 데이터가 NVM에 존재하지 않는다는 표시; 관련된 LBA들의 데이터의 속성; 및 관련된 LBA들의 데이터의 임의의 다른 메타-데이터, 속성 또는 본질 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
[0024] 일부 실시예들에서, NVM에서의 어드레스들은 어드레스들 중 하나를 나타내도록 요구되는 비트들의 수를 감소시키기 위해 구역들로 그룹핑된다. 예를 들어, I/O 디바이스의 LBA들이 64개의 구역들로 분할되고, LBA 구역들의 각각에 대해 하나인, NVM이 64개의 구역들로 분할되는 경우에, 그 후에 특정 LBA와 관련된 맵 엔트리는 NVM에서의 구역들 중 하나가 특정 LBA의 구역에 의해 결정될 수 있기 때문에 6개보다 적은 어드레스 비트들을 요구한다. 다양한 실시예들에 따르면, LBA들의 구역들과 NVM의 구역들 사이의 관련은: 균등; 1-대-1 숫자 함수와 같은 직접 관련; 테이블 룩-업; 동적 맵핑; 및 숫자들의 2개의 세트들을 관련시키기 위한 임의의 다른 방법 중 하나 또는 그 초과에 의한 것이다.
[0025] 다양한 실시예들에서, NVM에서의 위치는 복수의 판독 유닛들 중 하나의 어드레스, 및 판독 유닛들의 길이 및/또는 범위를 포함한다. 길이는 NVM에 저장된 복수의 데이터 항목들 중 특정한 하나의 크기이며, 맵의 엔트리와 관련된 특정 데이터 항목은 길이를 포함한다. 다양한 실시예들에 따르면, 길이는: 일 바이트; 1보다 큰 바이트; 하나의 판독 유닛; 판독 유닛의 특정된 분수(fraction); 데이터 항목들 중 하나의 최대 허용된 압축 레이트에 따른 입도; 및 스토리지 이용을 트래킹하도록 이용되는 임의의 다른 입도 중 하나 또는 그 초과의 입도를 갖는다. 범위는 특정 데이터 항목을 저장하는 정수개의 판독 유닛들이며, 예를 들어, 특정 데이터 항목은 그 수의 판독 유닛들을 액세싱함을 통해 액세스된다. 추가적인 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 판독 유닛들의 범위에서의 제 1 판독 유닛 및/또는 판독 유닛들의 범위에서의 최종 판독 유닛은 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 데이터 항목들의 다수 항목들 중 일부 또는 전부를 저장한다. 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 길이 및/또는 범위는 길이로부터의 오프셋으로서 그 범위(때때로 인코딩되는 길이 및/또는 범위로의 문맥에서 크기라 지칭됨)를 저장함으로써와 같이, 저장되어 인코딩된다. 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 길이 및/또는 범위의 비사용된 인코딩들은 관련된 데이터 항목이 NVM에 존재하는지 여부에 관한 표시와 같은, 추가적인 정보를 인코딩한다.
[0026] 어드레스 및 길이-관련된 정보로서 NVM에서의 위치를 인코딩하는 것은 NVM에 저장된 데이터가 크기에서 변화하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 길이는 고정-소수점 수 <X,Y>로서 저장되며, 여기서 X는 정수 부분이고 Y는 분수 부분이다. 추가적인 실시예들에서, 길이는 투플(tuple) <X.Y,S>로서 저장되며, 여기서 X.Y는 길이는 나타내는 고정-소수점 숫자이고, S는 "범위 표시"이며, 범위는 X+S로서 인코딩된다. 다양한 실시예들에 따르면, S는 0 또는 1을 나타내는 1-비트 수이며; S는 -1, 0, 또는 1을 나타내는 2-비트 숫자이며; S는 N-비트 부호 수 또는 비부호 수이며; 및 S는 미리 결정된 양만큼 부호 또는 비부호 수가 저장된 오프셋이다.
예시적인 실시예들
[0027] 상세한 설명에 대한 도입부를 끝내며, 후속하는 것은 본원에 설명된 개념들에 따른 다양한 실시예 타입들의 추가적인 설명을 제공하면서 "EC들"(예시적인 조합들)로서 명시적으로 열거된 적어도 일부를 포함하는 예시적인 실시예들의 집합이다; 이들 예들은 상호 배타적이거나, 완벽한 것(exhaustive)이거나 제한적인 것을 뜻하지 않는다; 그리고 본 발명은 이들 예시적인 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 오히려 발행된 청구항들의 범위 내의 모든 가능한 변경들 및 변형들을 포괄한다.
[0028] EC1) 방법으로서,
스토리지 어드레스 공간에서의 복수의 페이지들의 각각을 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 복수의 최소 양자들의 정정가능한 데이터 중 하나의 각 어드레스로 제 1 맵핑하는 단계;
페이지들의 각각을 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 정수개의 최소 양자들의 정정가능한 데이터를 특정하는 각 범위로 제 2 맵핑하는 단계;
페이지들의 각각을 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능 데이터보다 미세한 입도를 갖는 유닛들의 각각의 길이로 제 3 맵핑하는 단계;
비-휘발성 메모리에 저장되며 특정 페이지의 각각의 어드레스 및 각각의 범위 상에 적어도 부분적으로 기초하여 페이지들 중 특정의 하나와 관련된 데이터를 판독하는 단계;
특정 페이지와 관련된 데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지의 각각의 길이에 적어도 부분적으로 기초하여 비-휘발성 메모리의 공간 이용 정보를 업데이팅하는 단계를 포함하며; 및
여기서 특정 페이지의 각각의 어드레스 및 각각의 범위에 의해 특정되는 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능한 데이터 중 하나 또는 그 초과의 것은 특정 페이지와 관련된 데이터 및 페이지들 중 적어도 하나의 다른 것과 관련된 적어도 일부 데이터 둘 다를 동시적으로 저장하는, 방법.
[0029] EC2) EC1의 방법에 있어서,
맵 테이블의 복수의 엔트리들 중 특정의 하나를 액세싱하는 단계―맵 테이블은 페이지들의 각각을 맵 테이블 엔트리들의 각각의 하나와 관련시키며, 특정 페이지는 특정 맵 테이블 엔트리와 관련됨―를 더 포함하며; 및
여기서 액세싱하는 단계는 특정 페이지의 제 1 맵핑 단계, 특정 페이지의 제 2 맵핑 단계, 및 특정 페이지의 제 3 맵핑 단계를 포함하는, 방법.
[0030] EC3) EC2의 방법에 있어서, 특정 맵 엔트리는 각각의 범위, 각각의 어드레스 및 각각의 길이를 포함하는, 방법.
[0031] EC4) EC1의 방법에 있어서, 유닛들은 단일 바이트의 유닛들보다 더 거친 입도인, 방법.
[0032] EC5) EC1의 방법에 있어서,
비-휘발성 메모리는 복수의 별개로 기록할 수 있는 비-휘발성 메모리 페이지들을 포함하며; 및
별개로 기록가능한 비-휘발성 메모리 페이지들의 각각은 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능한 데이터를 포함하는, 방법.
[0033] EC6) EC1의 방법에 있어서,
데이터를 판독하는 단계는 특정 페이지의 각각의 어드레스 및 각각의 범위에 의해 특정되는 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능한 데이터 중 하나 또는 그 초과에 저장되는 헤더를 파싱(parsing)하는 단계를 포함하며, 헤더는 특정 페이지의 각각의 어드레스 및 각각의 범위에 의해 특정되는 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능한 데이터 중 하나 또는 그 초과 내의 특정 페이지와 관련되며 비-휘발성 메모리에 저장되는 데이터의 오프셋을 포함하는, 방법.
[0034] EC7) EC1의 방법에 있어서,
특정 페이지에 관련되는 데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지와 관련되는 데이터의 길이에 따라 특정 페이지의 각각의 길이를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0035] EC8) EC7의 방법에 있어서,
특정 페이지와 관련되는 데이터를 기록하는 단계는 특정 페이지와 관련되는 데이터의 크기를 감소시키는 단계를 포함하며, 특정 페이지의 각각의 길이는 특정 페이지와 관련되는 데이터의 감소된 크기의 길이에 따르는, 방법.
[0036] EC9) EC8의 방법에 있어서, 감소시키는 단계는 압축하는 단계를 포함하는, 방법.
[0037] EC10) EC8의 방법에 있어서, 특정 페이지에 관련되는 데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지와 관련되는 감소된 데이터의 리트리브에 대해 액세스하기 위해 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능한 데이터의 수에 따라 특정 페이지의 각각의 범위를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0038] EC11) EC1의 방법에 있어서, 특정 페이지에 관련되는 데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지와 관련되는 데이터의 리트리브에 대해 액세스하기 위해 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능 데이터의 수에 따라 특정 페이지의 각각의 범위를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0039] EC12) EC1의 방법에 있어서, 페이지들 중 제 1 페이지와 관련되는 데이터의 크기는 페이지들 중 제 2 페이지와 관련되는 데이터의 크기와 다른, 방법.
[0040] EC13) EC1의 방법에 있어서, 페이지들 중 제 1 페이지의 각각의 길이는 페이지들 중 제 2 페이지의 각각의 길이와 다른, 방법.
[0041] EC14) EC1의 방법에 있어서, 페이지들 중 제 1 페이지의 각각의 범위는 페이지들 중 제 2 페이지의 각각의 범위와 다른, 방법
[0042] EC15) EC1의 방법에 있어서, 페이지들 중 제 1 페이지의 각각의 어드레스는 페이지들 중 제 2 페이지와 관련되는 데이터의 각각의 어드레스와 동일한, 방법.
[0043] EC16) 방법으로서,
스토리지 어드레스 공간에서의 복수의 페이지들의 각각을 복수의 판독 수량들 중 하나의 각각의 어드레스로 제 1 맵핑하는 단계―판독 수량들의 각각은 비-휘발성 메모리로부터 판독가능한 최소수량들의 정정가능한 데이터임―;
페이지들의 각각을 정수개의 판독 수량들을 특정하는 각각의 범위로 제 2 맵핑하는 단계;
페이지들의 각각을 최소의 정정가능한 판독 수량들 중 임의의 것보다 미세한 입도를 갖는 유닛들의 각각의 길이로 제 3 맵핑하는 단계;
특정 페이지의 각각의 어드레스 및 각각의 범위 상에 적어도 부분적으로 기초하여 페이지들 중 특정의 하나와 관련되며 비-휘발성 메모리에 저장되는 데이터를 판독하는 단계;
특정 페이지와 관련되는 데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지의 각각의 길이에 적어도 부분적으로 기초하여 비-휘발성 메모리의 공간 이용 정보를 업데이팅하는 단계를 포함하며; 및
여기서 특정 페이지의 각각의 어드레스 및 각각의 범위는 데이터를 판독함으로써 액세스되는 판독 수량들 중 특정 하나들을 특정하며, 특정 판독 수량들 중 적어도 하나는 특정 페이지와 관련되는 데이터의 적어도 일부 및 페이지들 중 다른 하나와 관련되는 적어도 일부 데이터를 포함하는, 방법.
[0044] EC17) 방법으로서,
스토리지 공간 어드레스에서 복수의 페이지들 중 특정의 하나의 페이지 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 하나 또는 그 초과의 비-휘발성 메모리들의 복수의 판독 유닛들 중 하나의 판독 유닛 어드레스를 결정하는 단계;
페이지 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 정수개의 판독 유닛들을 특정하는 범위를 결정하는 단계;
페이지 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 판독 유닛들보다 더 미세한 입도를 갖는 유닛들의 길이를 결정하는 단계;
판독 유닛 어드레스 및 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 특정 페이지와 관련되는 데이터를 판독하는 단계―판독하는 단계는 판독 유닛들 중 N 정수개의 유닛들을 액세싱하는 단계를 포함하며, 여기서 N은 범위에 적어도 부분적으로 기초함―;
데이터를 기록하는데 응답하여, 길이에 적어도 부분적으로 기초하여 비-휘발성 메모리의 공간 이용 정보를 업데이팅하는 단계를 포함하며;
여기서 판독 유닛들의 각각은 비-휘발성 메모리들로부터 판독가능한 최소 양자들의 정정가능한 데이터이며; 및
여기서 판독 유닛들의 N 정수개의 유닛들 중 적어도 하나는 특정 페이지와 관련되는 데이터의 적어도 일부 및 페이지들 중 적어도 다른 하나와 관련되는 적어도 일부 데이터를 포함하는, 방법.
[0045] EC18) EC17의 방법에 있어서, N은 범위와 동일한, 방법.
[0046] EC19) EC17의 방법에 있어서,
판독 유닛 어드레스를 결정하는 단계는 페이지들의 각각을 판독 유닛들의 각각의 유닛들의 각각의 판독 유닛 어드레스들로 맵핑하는 단계를 포함하며, 판독 유닛 어드레스는 특정 페이지가 맵핑되는 각각의 판독 유닛 어드레스이며;
범위를 결정하는 단계는 페이지들의 각각을 각각의 정수개의 판독 유닛들을 특정하는 각각의 범위들로 맵핑하는 단계를 포함하며, 범위는 특정 페이지가 맵핑되는 각각의 범위이며; 및
길이를 결정하는 단계는 페이지들의 각각을 판독 유닛들보다 더 미세한 입도를 갖는 유닛들의 각각의 길이들로 맵핑하는 단계를 포함하며, 길이는 특정 페이지가 맵핑되는 각각의 길이인, 방법.
[0047] EC20) EC19의 방법으로서,
맵 테이블의 복수의 엔트리들 중 특정의 하나를 액세싱하는 단계―맵 테이블은 페이지들의 각각을 맵 테이블 엔트리들의 각각의 하나와 관련시키며, 특정 페이지는 특정 맵 테이블 엔트리와 관련됨―를 더 포함하며; 및
액세싱하는 단계는 특정 페이지를 판독 유닛 어드레스로 맵핑하는 단계, 특정 페이지를 범위로 맵핑하는 단계, 및 특정 페이지를 길이로 맵핑하는 단계를 포함하는, 방법.
[0048] EC21) EC20의 방법에 있어서,
특정 맵 엔트리는 각각의 범위, 각각의 어드레스 및 각각의 길이를 포함하는, 방법.
[0049] EC22) EC17의 방법에 있어서,
길이 유닛들은 단일 바이트의 유닛들보다 더 거친 입도인, 방법.
[0050] EC23) EC17의 방법에 있어서,
비-휘발성 메모리들은 복수의 별개로 기록가능한 비-휘발성 메모리 페이지들을 포함하며; 및
별개로 기록가능한 비-휘발성 메모리 페이지들의 각각은 복수의 판독 유닛들을 포함하는, 방법.
[0051] EC24) EC17의 방법에 있어서,
데이터를 판독하는 단계는 액세스된 판독 유닛들에 포함되는 헤더를 파싱하는 단계를 포함하며, 헤더는 특정 페이지와 관련되는 데이터를 식별하는 오프셋을 포함하는, 방법.
[0052] EC25) EC17의 방법에 있어서,
데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지와 관련되는 데이터의 길이에 따라 길이를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0053] EC26) EC25의 방법에 있어서,
데이터를 기록하는 단계는 특정 페이지와 관련되는 데이터의 크기를 감소시키는 단계를 포함하며, 특정 페이지의 각각의 길이는 특정 페이지와 관련되는 데이터의 감소된 크기의 길이에 따르는, 방법.
[0054] EC27) EC26의 방법에 있어서,
감소시키는 단계는 압축하는 단계를 포함하는, 방법.
[0055] EC28) EC26의 방법에 있어서,
데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지와 관련되는 감소된 데이터의 리트리브에 대해 액세스하기 위해 판독 유닛들의 수에 따라 특정 페이지의 각각의 범위를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0056] EC29) EC17의 방법에 있어서,
데이터를 기록하는데 응답하여, 특정 페이지와 관련되는 데이터의 리트리브에 대해 액세스하기 위해 판독 유닛들의 수에 따라 특정 페이지의 각각의 범위를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0057] EC30) EC17의 방법에 있어서,
페이지들 중 제 1 페이지와 관련되는 데이터의 크기는 페이지들 중 제 2 페이지와 관련되는 데이터의 크기와 다른, 방법.
[0058] EC31) EC17의 방법에 있어서,
길이는 특정 페이지와 다른 페이지들 중 하나의 길이와 다른, 방법.
[0059] EC32) EC17의 방법에 있어서,
범위는 특정 페이지와 다른 페이지들 중 하나의 범위와 다른, 방법.
[0060] EC33) EC17의 방법에 있어서,
판독 유닛 어드레스는 특정 페이지와 다른 페이지들 중 하나의 판독 유닛 어드레스와 동일한, 방법.
[0061] EC34) EC33의 방법에 있어서,
길이는 특정 페이지와 다른 페이지들 중 하나의 길이와 동일하지 않은, 방법.
[0062] EC35) EC34의 방법에 있어서,
범위는 특정 페이지와 다른 페이지들 중 하나의 범위와 동일한, 방법.
[0063] EC36) 시스템으로서,
호스트 스토리지 공간 어드레스를 수신하기 위해, 그리고 호스트 어드레스를 NVM의 판독 유닛 어드레스, 및 인코딩된 길이 정보로 변환하기 위해 인에이블되는 맵핑 모듈; 및
NVM의 비사용된 공간을 복구하기 위해 판독 유닛 어드레스, 및 인코딩된 길이 정보를 이용하기 위해, 및 NVM의 빈(free) 및/또는 사용된 공간의 카운트들을 유지하기 위해 인에이블되는 리사이클링 모듈을 포함하는, 시스템.
[0064] EC37) EC36의 시스템에 있어서,
길이 및 범위를 획득하기 위해 인코딩된 길이 정보를 디코딩하기 위한 수단을 더 포함하며, 길이는 미리 결정된 수의 바이트들의 유닛들에서 표현되는 값을 가지며, 범위는 미리 결정된 수의 판독 유닛들의 유닛들에서 표현되는 값을 갖는, 시스템.
[0065] EC38) EC37의 시스템에 있어서,
판독 유닛들의 각각은 특정된 수의 바이트들인, 시스템
[0066] EC39) EC37의 시스템에 있어서,
미리 결정된 수의 바이트들은 고정된-길이 판독 유닛에서의 바이트들의 수와 동일하며, 길이는 판독 유닛들에서 표현되는 수치적 값을 갖는, 시스템.
[0067] EC40) EC37의 시스템에 있어서,
범위는 길이의 입도보다 더 거친 입도로 표현되는, 시스템.
[0068] EC41) EC37의 시스템에 있어서,
NVM의 다수의 인접한 판독 유닛들에 대한 액세스를 스케줄링하기 위해 판독 유닛 어드레스 및 범위를 이용하도록 인에이블되는 스케줄링 모듈을 더 포함하며, 그 수는 범위와 동일하며, 범위는 길이에 의해 특정되는 바이트들의 수보다 크거나 동일한 바이트들의 수를 특정하는, 시스템.
[0069] EC42) EC36의 시스템에 있어서,
맵핑 모듈은 단일-레벨 맵을 더 포함하는, 시스템.
[0070] EC43) EC37의 시스템에 있어서,
맵핑 모듈은 듀얼-레벨 맵을 더 포함하는, 시스템.
[0071] EC44) EC43의 시스템에 있어서,
듀얼-레벨 맵은 제 1-레벨 맵 및 제 2-레벨 맵을 포함하며, 제 2-레벨 맵은 제 2-레벨 맵 페이지들로 분할되며, 제 2-레벨 맵 페이지는 미리 결정된 정수개의 맵 페이지 엔트리들을 갖는, 시스템.
[0072] EC45) EC44의 시스템에 있어서,
제 1- 및 제 2-레벨 맵 페이지들 및 맵 페이지 엔트리들을 선택하기 위해 이용가능한 정보를 제공하도록 인에이블되는 정수 디바이더를 더 포함하는, 시스템.
[0073] EC46) EC45의 시스템에 있어서,
정수 디바이더는 제 2 레벨 맵 페이지에서의 엔트리들의 정수 숫자에 의해 호스트 스토리지 어드레스를 나누도록 인에이블되며, 정수 몫과 정수 나머지를 생성하도록 더 인에이블되며, 정수 몫은 제 1-레벨 맵 엔트리를 선택하도록 인에이블되며, 제 1-레벨 맵 엔트리의 일부분은 제 2-레벨 맵 페이지를 선택하도록 인에이블되며, 정수 나머지는 선택된 제 2-레벨 맵 페이지 내의 엔트리를 선택하도록 인에이블되며, 선택된 제 2-레벨 맵 페이지 내의 엔트리는 NVM의 인접한 판독 유닛들의 수를 선택하도록 인에이블되며, 그 수는 범위와 동일한, 시스템.
[0074] EC47) EC36의 시스템에 있어서, 맵핑 모듈은 적어도 3-레벨 맵을 더 포함하는, 시스템.
[0075] EC48) EC37의 시스템에 있어서, 길이는 <X.Y>와 같은 정수 부분 및 분수 부분을 갖는 고정-소수점 수로서 인코딩되는, 시스템.
[0076] EC49) EC48의 시스템에 있어서, 길이 및 범위는 인코딩된 길이 정보의 제 1 및 제 2 서브-필드들로서 인코딩되며, 하나의 서브-필드는 고정-소수점 길이 <X.Y>를 포함하며, 다른 서브-필드는 범위 오프셋, S를 포함하는, 시스템.
[0077] EC50) EC49의 시스템에 있어서, 범위가 X+S와 동일하도록, 범위는 길이의 정수 부분 및 범위 오프셋의 값의 합계와 동일한 값을 갖는, 시스템.
[0078] EC51) EC49의 시스템에 있어서, 범위가 X+1+S와 동일하도록, 범위는 길이의 정수 부분, 정수 1 및 범위 오프셋의 값의 합계와 동일한 값을 갖는, 시스템.
[0079] EC52) EC49의 시스템에 있어서, 범위가 X+2+S와 동일하도록, 범위는 길이의 정수 부분, 정수 2 및 범위 오프셋의 값의 합계와 동일한 값을 갖는, 시스템.
[0080] EC53) EC49의 시스템에 있어서, 범위 오프셋은 세트 {-1, 0, 1}로부터 선택되는 정수 값을 갖는, 시스템.
[0081] EC54) EC49의 시스템에 있어서, 범위 오프셋은 세트 {0, 1}로부터 선택되는 정수 값을 갖는, 시스템.
[0082] EC55) EC49의 시스템에 있어서, 범위 오프셋은 세트 {0, 1, 2}로부터 선택되는 정수 값을 갖는, 시스템.
[0083] EC56) EC37의 시스템에 있어서, 범위는 판독 유닛들의 양의 정수 숫자에 의해 인코딩된 길이 정보로 표현되며 길이는 길이 오프셋에 의해 표현되는, 시스템.
[0084] EC57) EC56의 시스템에 있어서, 길이 오프셋은 <M.N>과 같은, 정수 부분 및 분수 부분을 갖는 고정-소수점 음이 아닌(non-negative) 실수에 의해 표현되는, 시스템.
[0085] EC58) EC56의 시스템에 있어서, 길이의 값은 길이가 (범위-M.N)과 동일하도록, 범위로부터 길이 오프셋을 감산함으로써 획득되는, 시스템.
[0086] EC59) EC36의 시스템에 있어서, 맵핑 모듈 및 리사이클링 모듈은 플래시 메모리들과 같은 NVM을 이용하여 SSD의 일부로서 구현되는, 시스템.
[0087] EC60) EC59의 시스템에 있어서, 맵핑 모듈 및 리사이클링 모듈은 SSD 제어기를 포함하는 단일 집적된 회로의 일부로서 구현되는, 시스템.
[0088] EC61) EC60의 시스템에 있어서, SSD 제어기는 플래시 메모리들과 같은 NVM을 이용하여 고체-상태 디스크를 제어하기 위해 이용되는, 시스템.
[0089] EC62) EC61의 시스템에 있어서, 플래시 메모리들은 복수의 다이로 이루어지는, 시스템.
[0090] EC63) EC59의 시스템에 있어서, SSD를 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
[0091] EC64) EC63의 시스템에 있어서, SSD를 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하기 위한 수단은 스토리지 인터페이스 표준과 호환가능한, 시스템.
[0092] EC65) EC59의 시스템에 있어서, 플래시 메모리들과 인터페이싱하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
[0093] EC66) EC65의 시스템에 있어서, 플래시 메모리들과 인터페이싱하기 위한 수단은 플래시 메모리 인터페이스를 포함하는, 시스템.
[0094] EC67) EC59의 시스템에 있어서,
SSD를 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하기 위한 수단; 및
플래시 메모리들과 인터페이싱하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
[0095] EC68) EC67의 시스템에 있어서, 수단은 단일 집적된 회로(IC)에서 집합적으로 구현되는, 시스템.
[0096] EC69) EC67의 시스템에 있어서, 수단은 고체-상태 디스크(SSD)에 포함되는, 시스템.
[0097] EC70) EC67의 시스템에 있어서, 컴퓨팅 호스트의 전부 또는 임의의 부분들을 더 포함하는, 시스템.
[0098] EC71) 시스템으로서,
NVM의 복수의 판독 유닛들 중 하나의 어드레스와, 그리고 인코딩된 길이 정보와 논리적 페이지 어드레스를 관련시키도록 인에이블되는 맵핑 테이블; 및
리사이클링할 NVM의 특정 블록들을 결정하기 위해 판독 유닛 어드레스, 및 인코딩된 길이 정보를 이용하도록 인에이블되는 리사이클러를 포함하는, 시스템.
[0099] EC72) EC71의 시스템에 있어서, 길이 및 범위를 획득하기 위해 인코딩된 길이 정보를 디코딩하기 위한 수단을 더 포함하며, 길이는 미리 결정된 수의 바이트들의 유닛들에서 표현되는 값을 가지며, 범위는 미리 결정된 수의 판독 유닛들의 유닛들에서 표현되는 값을 갖는, 시스템.
[0100] EC73) EC72의 시스템에 있어서, 판독 유닛들의 각각은 특정된 수의 바이트들인, 시스템.
[0101] EC74) EC72의 시스템에 있어서, 미리 결정된 수의 바이트들은 고정된-길이 판독 유닛에서 바이트들의 수와 동일하며, 길이는 판독 유닛들에서 표현되는 수치적 값을 갖는, 시스템.
[0102] EC75) EC72의 시스템에 있어서, 길이는 판독 유닛들의 비-정수 숫자이며 단일 판독 유닛보다 더 미세한 입도로 표현되는, 시스템.
[0103] EC76) EC72의 시스템에 있어서, 범위는 길이의 입도보다 더 거친 입도로 표현되는, 시스템.
[0104] EC77) EC72의 시스템에 있어서, 인접한 수의 판독 유닛들을 액세스하기 위해 판독 유닛 어드레스 및 범위를 이용하도록 인에이블된 스케줄러를 더 포함하며, 판독 유닛 어드레스에서 NVM에 위치되는 판독 유닛으로 시작하여, 범위와 동일한 총계에 대해 계속하는, 시스템.
[0105] EC78) EC71의 시스템에 있어서, 맵핑 테이블은 단일-레벨 맵을 더 포함하는, 시스템.
[0106] EC79) EC72의 시스템에 있어서, 맵핑 테이블은 듀얼-레벨 맵을 더 포함하는, 시스템.
[0107] EC80) EC79의 시스템에 있어서, 듀얼-레벨 맵은 제 1-레벨 맵 및 제 2-레벨 맵을 포함하며, 추가로 제 2-레벨 맵은 제 2-레벨 맵 페이지로 분할되며, 제 2-레벨 맵 페이지는 맵 페이지 엔트리들의 미리 결정된 정수 숫자를 갖는, 시스템.
[0108] EC81) EC80의 시스템에 있어서, 제 1- 및 제 2-레벨 맵 페이지들 및 맵 페이지 엔트리들을 선택하기 위해 이용가능한 정보를 제공하도록 인에이블되는 정수 디바이더를 더 포함하는, 시스템.
[0109] EC82) EC81의 시스템에 있어서, 정수 디바이더는 제 2 레벨 맵 페이지에서의 엔트리들의 정수 숫자에 의해 논리적 페이지 어드레스를 나누도록 인에이블되며, 정수 몫 및 정수 나머지를 생성하도록 더 인에이블되며, 정수 몫은 제 1-레벨 맵 엔트리를 선택하도록 인에이블되며, 정수 나머지는 선택된 제 2-레벨 맵 페이지 내의 엔트리를 선택하도록 인에이블되며, 선택된 제 2-레벨 맵 페이지 내의 엔트리는 NVM의 인접한 판독 유닛들의 수를 선택하도록 인에이블되며, 그 수는 범위와 동일한, 시스템.
[0110] EC83) EC71의 시스템에 있어서, 맵핑 테이블은 적어도 3-레벨 맵을 더 포함하는, 시스템.
[0111] EC84) EC72의 시스템에 있어서, 길이는 <X.Y>와 같은 정수 부분 및 분수 부분을 갖는 고정-소수점 숫자로서 인코딩되는, 시스템.
[0112] EC85) EC84의 시스템에 있어서, 길이 및 범위는 고정-소수점 길이 표현, <X.Y> 및 범위 오프셋, S로서 인코딩되는, 시스템.
[0113] EC86) EC85의 시스템에 있어서, 길이 및 범위는 인코딩된 길이 정보의 제 1 및 제 2 서브-필드들로서 인코딩되며, 하나의 서브-필드는 고정-소수점 길이 <X.Y>를 포함하며, 다른 서브-필드는 범위 오프셋, S를 포함하는, 시스템.
[0114] EC87) EC86의 시스템에 있어서, 범위가 X+S와 동일하도록, 범위는 길이의 정수 부분 및 범위 오프셋의 값의 합계와 동일한 값을 갖는, 시스템.
[0115] EC88) EC86의 시스템에 있어서, 범위가 X+1+S와 동일하도록, 범위는 길이의 정수 부분, 정수 1 및 범위 오프셋의 값의 합계와 동일한 값을 갖는, 시스템.
[0116] EC89) EC86의 시스템에 있어서, 범위가 X+2+S와 동일하도록, 범위는 길이의 정수 부분, 정수 2 및 범위 오프셋의 값의 합계와 동일한 값을 갖는, 시스템.
[0117] EC90) EC86의 시스템에 있어서, 범위 오프셋은 세트 {-1, 0, 1}로부터 선택되는 정수 값을 갖는, 시스템.
[0118] EC91) EC86의 시스템에 있어서, 범위 오프셋은 세트 {0, 1}로부터 선택되는 정수 값을 갖는, 시스템.
[0119] EC92) EC86의 시스템에 있어서, 범위 오프셋은 세트 {0, 1, 2}로부터 선택되는 정수 값을 갖는, 시스템.
[0120] EC93) EC72의 시스템에 있어서, 범위는 판독 유닛들의 양의 정수 숫자에 의해 인코딩된 길이 정보로 표현되며 길이는 길이 오프셋에 의해 표현되는, 시스템.
[0121] EC94) EC93의 시스템에 있어서, 길이 오프셋은 <M.N>과 같은, 정수 부분 및 분수 부분을 갖는 고정-소수점 음이 아닌 실수에 의해 표현되는, 시스템.
[0122] EC95) EC93의 시스템에 있어서, 길이의 값은 길이가 (범위-M.N)과 동일하도록, 범위로부터 길이 오프셋을 감산함으로써 획득되는, 시스템.
[0123] EC96) EC71의 시스템에 있어서, 맵핑 모듈 및 리사이클링 모듈은 플래시 메모리들과 같은 NVM을 이용하여 SSD의 일부로서 구현되는, 시스템.
[0124] EC97) EC71의 시스템에 있어서, 맵핑 모듈 및 리사이클링 모듈은 SSD 제어기를 포함하는 단일 집적된 회로의 일부로서 구현되는, 시스템.
[0125] EC98) EC97의 시스템에 있어서, SSD 제어기는 플래시 메모리들과 같은 NVM을 이용하여 고체-상태 디스크를 제어하기 위해 이용되는, 시스템.
[0126] EC99) EC98의 시스템에 있어서, 플래시 메모리들은 복수의 다이들로 이루어지는, 시스템.
[0127] EC100) EC96의 시스템에 있어서, SSD를 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
[0128] EC101) EC100의 시스템에 있어서, SSD를 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하기 위한 수단은 스토리지 인터페이스 표준과 호환가능한, 시스템.
[0129] EC102) EC96의 시스템에 있어서, 플래시 메모리들과 인터페이싱하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
[0130] EC103) EC102의 시스템에 있어서, 플래시 메모리들과 인터페이싱하기 위한 수단은 플래시 메모리 인터페이스를 포함하는, 시스템.
[0131] EC104) EC96의 시스템에 있어서,
SSD를 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하기 위한 수단; 및
플래시 메모리들과 인터페이싱하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템.
[0132] EC105) EC104의 시스템에 있어서, 수단은 단일 집적된 회로(IC)에서 집합적으로 구현되는, 시스템.
[0133] EC106) EC104의 시스템에 있어서, 수단은 고체-상태 디스크(SSD)에 포함되는, 시스템.
[0134] EC107) EC104의 시스템에 있어서, 컴퓨팅 호스트의 전부 또는 임의의 부분들을 더 포함하는, 시스템.
[0135] EC108) 방법으로서,
호스트 스토리지 공간 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 전송량 입도의 유닛들의 전송량 값을 설명하는 엘리먼트, 및 공간량 입도의 유닛들의 공간량 값을 결정하는 단계;
엘리먼트에 적어도 부분적으로 기초하여, 전송량 값 및 공간량 값을 결정하는 단계;
비-휘발성 메모리(NVM)로부터, 전송량 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 호스트 스토리지 공간 어드레스에 대응하는 데이터를 판독하는 단계;
공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 NVM의 공간 이용 정보를 트래킹하는 단계를 포함하며; 및
여기서 전송량 입도는 공간량 입도보다 더 거친, 방법.
[0136] EC109) EC108의 방법에 있어서, 엘리먼트의 결정하는 단계는 호스트 스토리지 공간 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, NVM에서의 데이터의 시작 어드레스 및 엘리먼트를 제공하도록 인에이블되는 맵핑 모듈을 적어도 부분적으로 통하는, 방법.
[0137] EC110) EC109의 방법에 있어서, 데이터의 판독하는 단계는 시작 어드레스에서 시작하는 NVM으로부터 데이터를 판독하는, 방법.
[0138] EC111) EC109의 방법에 있어서, 시작 어드레스는 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터에 대응하는 입도를 갖는, 방법.
[0139] EC112) EC111의 방법에 있어서, NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터는 생(raw) 데이터 부분 및 생 데이터 부분을 보호하는 체크 비트들 부분에 대응하는, 방법.
[0140] EC113) EC108의 방법에 있어서, 전송량 값은 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터의 정수배를 표현하는, 방법.
[0141] EC114) EC113의 방법에 있어서, NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터는 생 데이터 부분 및 생 데이터 부분과 관련되는 하위-레벨 에러-정정 코드 비트들에 대응하는, 방법.
[0142] EC115) EC113의 방법에 있어서, 엘리먼트의 제 1 서브-엘리먼트는 전송량 값을 포함하며 엘리먼트의 제 2 서브-엘리먼트는 공간량 값을 포함하는, 방법.
[0143] EC116) EC113의 방법에 있어서, 엘리먼트의 제 1 서브-엘리먼트는 전송량 값을 표시하는 정수를 포함하며, 엘리먼트의 제 2 서브-엘리먼트는 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터보다 적은 데이터의 양을 표시하는 분수를 포함하며, 조합되는 정수 및 분수는 공간량 값에 대응하는, 방법.
[0144] EC117) EC108의 방법에 있어서, 공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 NVM의 각각의 부분들을 리사이클링하는 것을 관리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0145] EC118) EC117의 방법에 있어서, 공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 각각의 부분들 중 특정의 하나에 대해 이용된 공간량을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0146] EC119) EC118의 방법에 있어서, 이용된 공간량에 적어도 부분적으로 기초한 리사이클링을 위해 각각의 부분들 중 특정 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0147] EC120) EC108의 방법에 있어서, 데이터의 적어도 일부분을 변환하는 단계 및 호스트 스토리지 공간 어드레스를 특정하는 호스트로부터의 판독 요청에 응답하여 호스트에 변환하는 단계의 결과들의 적어도 일부분을 리턴하는 단계를 더 포함하는, 방법.
[0148] EC121) EC120의 방법에 있어서, 변환하는 단계는 압축해제(uncompressing)하는 단계를 포함하는, 방법.
[0149] EC122) EC120의 방법에 있어서, 변환하는 단계는 복호화하는 단계를 포함하는, 방법.
[0150] EC123) 프로세싱 엘리먼트에 의해 실행될 때 프로세싱 엘리먼트로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령들의 세트가 저장되어 있는 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
그 동작들은,
호스트 스토리지 공간 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 전송량 입도의 유닛들의 전송량 값을 설명하는 엘리먼트, 및 공간량 입도의 유닛들의 공간량 값을 결정하는 것;
엘리먼트에 적어도 부분적으로 기초하여, 전송량 값 및 공간량 값을 결정하는 것;
비-휘발성 메모리(NVM)로부터, 전송량 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 호스트 스토리지 공간 어드레스에 대응하는 데이터를 판독하는 것;
공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 NVM의 공간 이용 정보를 트래킹하는 것을 포함하며, 그리고
여기서 전송량 입도는 공간량 입도보다 더 거친, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0151] EC124) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 엘리먼트의 결정하는 것은, 호스트 스토리지 공간 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, NVM에서의 데이터의 시작 어드레스 및 엘리먼트를 제공하도록 인에이블되는 맵핑 모듈을 적어도 부분적으로 통하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0152] EC125) EC124의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 데이터의 판독은 시작 어드레스에서 시작하는 NVM으로부터 데이터를 판독하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0153] EC126) EC124의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 시작 어드레스는 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터에 대응하는 입도를 갖는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0154] EC127) EC126의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터는 생 데이터 부분 및 생 데이터 부분을 보호하는 체크 비트들 부분에 대응하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0155] EC128) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 전송량 값은 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터의 정수배를 표현하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0156] EC129) EC128의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터는 생 데이터 부분 및 생 데이터 부분과 관련되는 하위-레벨 에러-정정 코드 비트들에 대응하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0157] EC130) EC128의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 엘리먼트의 제 1 서브-엘리먼트는 전송량 값을 포함하며 엘리먼트의 제 2 서브-엘리먼트는 공간량 값을 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0158] EC131) EC128의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 엘리먼트의 제 1 서브-엘리먼트는 전송량 값을 표시하는 정수를 포함하며, 엘리먼트의 제 2 서브-엘리먼트는 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터보다 적은 데이터의 양을 표시하는 분수를 포함하며, 조합되는 정수 및 분수는 공간량 값에 대응하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0159] EC132) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 NVM의 각각의 부분들을 리사이클링하는 것을 관리하는 것을 더 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0160] EC133) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 각각의 부분들 중 특정의 하나에 대해 이용된 공간량을 결정하는 것을 더 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0161] EC134) EC132의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 이용된 공간량에 적어도 부분적으로 기초한 리사이클링을 위해 각각의 부분들 중 특정의 하나를 선택하는 것을 더 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0162] EC135) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 데이터의 적어도 일부분을 변환하는 것 및 호스트 스토리지 공간 어드레스를 특정하는 호스트로부터의 판독 요청에 응답하여 호스트에 변환하는 단계의 결과들의 적어도 일부분을 리턴하는 것을 더 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0163] EC136) EC135의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 변환하는 단계는 압축해제하는 단계를 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0164] EC137) EC135의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 변환하는 것은 복호화하는 것을 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0165] EC138) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 동작들은 요청들을 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하는 것을 관리하는 것을 더 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0166] EC139) EC138의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 요청들을 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하는 것은 스토리지 인터페이스 표준과 호환가능한, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0167] EC140) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 저장하는 것은 플래시 메모리들과 인터페이싱하는 것을 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0168] EC141) EC140의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 플래시 메모리들과 인터페이싱하는 것은 플래시 메모리 인터페이스를 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0169] EC142) EC123의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서,
동작들은:
적어도 부분적으로 호스트 인터페이스 논리 회로를 컴퓨팅하는 것을 관리하는 것을 통해 요청들과 컴퓨팅 호스트를 인터페이싱하는 것을 관리하는 것을 더 포함하며; 그리고
여기서 저장하는 것은 적어도 부분적으로 플래시 메모리들과 인터페이싱하도록 인에이블되는 플래시 메모리 인터페이스 논리 회로를 통해 이루어지는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0170] EC143) EC142의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 호스트 인터페이스 논리 회로 및 플래시 메모리 인터페이스 논리 회로를 컴퓨팅하는 것은 단일 집적된 회로(IC)에 집합적으로 구현되는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0171] EC144) EC142의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 호스트 인터페이스 논리 회로 및 플래시 메모리 인터페이스 논리 회로를 컴퓨팅하는 것은 고체-상태 디스크(SSD)에 포함되는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0172] EC145) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 동작들은 컴퓨팅 호스트의 전부 또는 임의의 부분들을 동작시키는 것을 관리하는 것을 더 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0173] EC146) EC123의 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 동작들은 플래시 메모리들 중 적어도 하나를 동작시키는 것을 관리하는 것을 더 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
[0174] EC147) 스토리지 인터페이스 표준을 갖거나 지칭하는 전술한 EC들 중 임의의 하나에 있어서, 스토리지 인터페이스 표준은,
유니버설 직렬 버스(USB) 인터페이스 표준,
콤팩트 플래시(CF) 인터페이스 표준,
멀티미디어카드(MMC) 인터페이스 표준,
임베디드 MMC(eMMC) 인터페이스 표준,
선더볼트(Thunderbolt) 인터페이스 표준,
UFS 인터페이스 표준,
보안 디지털(SD) 인터페이스 표준,
메모리 스틱 인터페이스 표준,
xD-픽처 카드 인터페이스 표준,
집적된 드라이브 전자제품(IDE) 인터페이스 표준,
직렬 어드밴스드 기술 부착(SATA) 인터페이스 표준,
외부 SATA(eSATA) 인터페이스 표준,
소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI) 인터페이스 표준,
직렬 부착된 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SAS) 인터페이스 표준,
파이버 채널 인터페이스 표준,
이더넷 인터페이스 표준, 및
주변 컴포넌트 상호접속 익스프레스(PCIe) 인터페이스 표준 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
[0175] EC148) 플래시 메모리 인터페이스를 갖거나 지칭하는 전술한 EC들 중 임의의 하나에 있어서, 플래시 메모리 인터페이스는,
개방 NAND 플래시 인터페이스(ONFI),
토글-모드 인터페이스,
더블-데이터-레이트(DDR) 동기 인터페이스,
DDR2 동기 인터페이스,
동기 인터페이스, 및
비동기 인터페이스 중 하나 또는 그 초과의 것과 호환가능하다.
[0176] EC149) 컴퓨팅 호스트를 갖거나 지칭하는 전술한 EC들 중 임의의 하나에 있어서, 컴퓨팅 호스트는,
컴퓨터,
워크스테이션 컴퓨터,
서버 컴퓨터,
스토리지 서버,
스토리지 부착된 네트워크(SAN),
네트워크 부착된 스토리지(NAS) 디바이스,
직접 부착된 스토리지(DAS) 디바이스,
스토리지 전자기기,
개인 컴퓨터(PC),
랩톱 컴퓨터,
노트북 컴퓨터,
넷북 컴퓨터,
태블릿 디바이스 또는 컴퓨터,
울트라북 컴퓨터,
전자 판독 디바이스(e-리더),
개인 휴대 정보 단말(PDA),
네비게이션 시스템,
(휴대용) 위성 위치 확인 시스템(GPS) 디바이스,
자동차 제어 시스템,
자동차 매체 제어 시스템 또는 컴퓨터,
프린터, 복사기 또는 팩스 머신 또는 일체형(all-in-one) 디바이스,
POS(Point Of Sale) 디바이스,
캐시 레지스터,
매체 플레이어,
텔레비전,
매체 레코더
디지털 비디오 레코더(DVR),
디지털 카메라,
셀룰러 핸드셋,
코드리스 전화 핸드셋, 및
전자 게임 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
[0177] EC150) 적어도 하나의 플래시 메모리를 갖거나 지칭하는 전술한 EC들 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 플래시 메모리의 적어도 일부분은,
NAND 플래시 기술 스토리지 셀들, 및
NOR 플래시 기술 스토리지 셀들 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
[0178] EC151) 적어도 하나의 플래시 메모리를 갖거나 지칭하는 전술한 EC들 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 플래시 메모리의 적어도 일부분은,
단일-레벨 셀(SLC) 플래시 기술 스토리지 셀들, 및
멀티-레벨 셀(MLC) 플래시 기술 스토리지 셀들 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
[0179] EC152) 적어도 하나의 플래시 메모리를 갖거나 지칭하는 전술한 EC들 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 플래시 메모리의 적어도 일부분은,
폴리실리콘 기술-기반된 전하 스토리지 셀들, 및
실리콘 질화물 기술-기반된 전하 스토리지 셀들 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
[0180] EC153) 적어도 하나의 플래시 메모리를 갖거나 지칭하는 전술한 EC들 중 임의의 하나에 있어서, 적어도 하나의 플래시 메모리의 적어도 일부분은,
2-차원의 기술-기반된 플래시 메모리 기술, 및
3-차원의 기술-기반된 플래시 메모리 기술 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
시스템
[0181] 일부 실시예들에서, SSD와 같은 I/O 디바이스는 SSD 제어기를 포함한다. SSD 제어기는 호스트 인터페이스와 SSD의 NVM 사이의 브리지로서 동작하며 SSD의 호스트 인터페이스를 통해 컴퓨팅 호스트로부터 송신되는 호스트 프로토콜의 커맨드들을 실행한다. 커맨드들의 적어도 일부는 컴퓨팅 호스트로부터 그리고 컴퓨팅 호스트에 각각 송신되는 데이터로 NVM을 기록하고 판독할 것을 SSD에 지시한다. 추가적인 실시예들에서, SSD 제어기는 NVM에서의 물리적 스토리지 어드레스들과 호스트 프로토콜의 LBA들 사이로 변환하는 맵을 이용하도록 인에이블된다. 추가적인 실시예들에서, 맵의 적어도 일부분은 I/O 디바이스의 사설 스토리지(컴퓨팅 호스트에 보이지 않음)를 위해 이용된다. 예를 들어, 컴퓨팅 호스트에 의해 액세스가능하지 않은 LBA들의 일부분은 로그들, 통계들 또는 다른 사설 데이터에 대한 액세스를 관리하기 위해 I/O 디바이스에 의해 이용된다.
[0182] 일부 실시예들에서, NVM에서의 변화하는-크기의 수량들의 압축된 데이터를 액세싱하는 것은 일부 이용 시나리오들에서의 개선된 스토리지 효율성을 제공한다. 예를 들어, SSD 제어기는 (예를 들어, 디스크 기록 커맨드에 관련한) 컴퓨팅 호스트로부터 (압축해제된) 데이터를 수신하고, 데이터를 압축하며, 압축된 데이터를 플래시 메모리에 저장한다. (예를 들어, 디스크 판독 커맨드에 관련한) 컴퓨팅 호스트로부터의 후속적인 요청에 응답하여, SSD 제어기는 플래시 메모리로부터 압축된 데이터를 판독하고, 압축된 데이터를 압축해제하며, 압축해제된 데이터를 컴퓨팅 호스트에 제공한다. 압축된 데이터는 변화하는-크기의 수량들에 따라 플래시 메모리에 저장되며, 양자 크기는 예를 들어, 다양한 데이터에 관한 압축 효율성, 동작 모드 및 압축 알고리즘으로 인하여 변화한다. SSD 제어기는 헤더(들)가 플래시 메모리에 저장되는 곳을 결정하기 위해 포함된 맵 테이블을 참고함으로써 부분적으로 데이터를 압축해제한다. SSD 제어기는 적절한(압축된) 데이터가 플래시 메모리에 저장되는 곳을 결정하기 위해 플래시 메모리로부터 획득되는 헤더(들)를 파싱한다. SSD 제어기는 컴퓨팅 호스트에 제공하기 위해 압축해제된 데이터를 생성하도록 플래시 메모리로부터 적절한 데이터를 압축해제한다. 본 출원에서, 압축해제(및 그 변형들)는 비압축(decompress)(및 그 변형들)와 동의어이다.
[0183] 다양한 실시예들에서, SSD 제어기는 컴퓨팅 호스트와 인터페이싱하기 위한 호스트 인터페이스, 플래시 메모리와 같은 NVM과 인터페이싱하기 위한 인터페이스 및 인터페이스들을 제어하고 압축 및 비압축뿐 아니라, 하위-레벨 에러 정정, 상위-레벨 에러 정정 및 독립적 실리콘 엘리먼트들로의 동적 상위-레벨 리던던시 모드 관리를 수행하기 위한(및/또는 그 수행의 다양한 양상들을 제어하기 위한) 회로를 포함한다.
[0184] 다양한 실시예들에 따르면, 일부 호스트 인터페이스들은 USB 인터페이스 표준, CF 인터페이스 표준, MMC 인터페이스 표준, eMMC 인터페이스 표준, 선더볼트 인터페이스 표준, UFS 인터페이스 표준, SD 인터페이스 표준, 메모리 스틱 인터페이스 표준, xD-픽처 카드 인터페이스 표준, IDE 인터페이스 표준, SATA 인터페이스 표준, SCSI 인터페이스 표준, SAS 인터페이스 표준, 및 PCIe 인터페이스 표준 중 하나 또는 그 초과와 호환가능하다. 다양한 실시예들에 따르면, 컴퓨팅 호스트는 컴퓨터, 워크스테이션 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 스토리지 서버, SAN, NAS 디바이스, DAS 디바이스, 스토리지 전자기기, PC, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 태블릿 디바이스 또는 컴퓨터, 울트라북 컴퓨터, (e-리더와 같은) 전자 판독 디바이스, PDA, 네비게이션 시스템, (휴대용) GPS 디바이스, 자동차 제어 시스템, 자동차 매체 제어 시스템 또는 컴퓨터, 프린터, 복사기 또는 팩스 머신 또는 일체형 디바이스, POS 디바이스, 캐시-레지스터, 매체 플레이어, 텔레비전, 매체 레코더, DVR, 디지털 카메라, 셀룰러 핸드셋, 코드리스 전화 핸드셋 및 전자 게임중 전부 또는 임의의 부분들이다. 일부 실시예들에서, (SAS/SATA 브리지와 같은) 인터페이싱 호스트는 컴퓨팅 호스트로서 및/또는 컴퓨팅 호스트에 대한 브리지로서 동작한다.
[0185] 다양한 실시예들에서, SSD 제어기는 하나 또는 그 초과의 프로세서들을 포함한다. 프로세서들은 SSD 제어기의 동작을 제어 및/또는 수행하기 위한 펌웨어를 실행한다. SSD 제어기는 커맨드들 및/또는 상태뿐 아니라 데이터를 송신하고 수신하도록 컴퓨팅 호스트와 통신한다. 컴퓨팅 호스트는 운영 시스템, 드라이버 및 애플리케이션 중 하나 또는 그 초과의 것을 실행한다. SSD 제어기와 컴퓨팅 호스트에 의한 통신은 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 드라이버 및/또는 애플리케이션을 통한다. 제 1 예에서, SSD 제어기에 대한 모든 통신은 드라이버를 통하며, 애플리케이션은 드라이버가 SSD 제어기를 위한 특정 커맨드들로 변환하는 상위-레벨 커맨드들을 드라이버에 제공한다. 제 2 예에서, 드라이버는 바이패스 모드를 구현하며 애플리케이션은 드라이버를 통해 SSD 제어기에 특정 커맨드들을 송신하도록 인에이블된다. 제 3 예에서, PCIe SSD 제어기는 일단 구성되면, 드라이버를 바이패싱하면서, SSD 제어기와 직접 통신하기 위해 애플리케이션을 인에이블링하는, 하나 또는 그 초과의 가상 기능들(VFs)을 지원한다.
[0186] 다양한 실시예들에 따르면, 일부 SSD들은 형성-팩터들, 전기적 인터페이스들, 및/또는 HDD들, CD 드라이브들 및 DVD 드라이브들과 같은 자기 및/또는 광학 비-휘발성 스토리지에 의해 이용되는 프로토콜들과 호환가능하다. 다양한 실시예들에서, SSD들은 제로 또는 그 초과의 패리티 코드들, 제로 또는 그 초과의 RS 코드들, 제로 또는 그 초과의 BCH 코드들, 제로 또는 그 초과의 비터비 또는 다른 트렐리스(trellis) 코드들, 및 제로 또는 그 초과의 LDPC 코드들의 다양한 조합들을 이용한다.
[0187] 도 1a는 어드레스 맵핑 기능의 테이블 엔트리들 내에(예를 들어, 도 1a의 맵(141))서와 같은 위치- 및 길이-관련된 정보를 인코딩하기 위한 다양한 기술들을 이용하여, 스토리지 어드레스 공간의 비-휘발성 메모리(NVM) 어드레스, 범위 및 길이로의 맵핑/변환을 구현하는 SSD 제어기뿐 아니라, 플래시 메모리들과 같은 비-휘발성 스토리지를 관리하기 위한 회로를 포함하는 SSD의 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. SSD 제어기는 NVM 엘리먼트들(예를 들어, 플래시 메모리들)을 통해 구현된 바와 같은, 비-휘발성 스토리지를 관리하기 위한 것이다. SSD 제어기(100)는 하나 또는 그 초과의 외부 인터페이스들(110)을 통해 호스트(예시되지 않음)에 통신가능하게 커플링된다. 다양한 실시예들에 따르면, 외부 인터페이스들(110)은: SATA 인터페이스; SAS 인터페이스; PCIe 인터페이스; 파이버 채널 인터페이스; (10 기가비트 이더넷과 같은) 이더넷 인터페이스; 이전의 인터페이스들 중 임의의 것의 비-표준 버전; 커스톰 인터페이스; 또는 스토리지 및/또는 통신들 및/또는 컴퓨팅 디바이스들을 상호접속하기 위해 이용되는 임의의 다른 타입의 인터페이스 중 하나 또는 그 초과의 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, SSD 제어기(100)는 SATA 인터페이스 및 PCIe 인터페이스를 포함한다.
[0188] SSD 제어기(100)는 플래시 디바이스(192)의 하나 또는 그 초과와 같은, 하나 또는 그 초과의 스토리지 디바이스들을 포함하는 NVM(199)에 하나 또는 그 초과의 디바이스 인터페이스들(190)을 통해 더 통신가능하게 커플링된다. 다양한 실시예들에 따르면, 디바이스 인터페이스들(190)은: 비동기 인터페이스; 동기 인터페이스; 단일-데이터-레이트(SDR) 인터페이스; 더블-데이터-레이트(DDR) 인터페이스; DRAM-호환가능한 DDR 또는 DDR2 동기 인터페이스; ONFI 2.2 또는 ONFI 3.0 호환가능한 인터페이스와 같은 ONFI 호환가능한 인터페이스; 토글-모드 호환가능한 플래시 인터페이스; 이전의 인터페이스들 중 임의의 것의 비-표준 버전; 커스톰 인터페이스; 또는 스토리지 디바이스들에 접속하기 위해 이용되는 임의의 다른 타입의 인터페이스 중 하나 또는 그 초과의 것이다.
[0189] 각 플래시 디바이스(192)는 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 개별 플래시 다이(194)를 갖는다. 플래시 디바이스(192)의 특정 하나의 타입에 따르면, 특정 플래시 디바이스(192)에서의 복수의 플래시 다이(194)는 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 병렬로 액세스가능하다. 플래시 디바이스(192)는 단지 SSD 제어기(100)에 통신가능하게 커플링하도록 인에이블되는 일 타입의 스토리지 디바이스를 나타낸다. 다양한 실시예들에서, SLC NAND 플래시 메모리, MLC NAND 플래시 메모리, NOR 플래시 메모리, 폴리실리콘 또는 실리콘 질화물 기술-기반된 전하 스토리지 셀들을 이용하는 플래시 메모리, 2- 또는 3-차원 기술-기반된 플래시 메모리, 판독-전용 메모리, 정적 랜덤 액세스 메모리, 동적 랜덤 액세스 메모리, 강자성 메모리, 위상-변경 메모리, 레이스트랙(racetrack) 메모리, ReRAM, 또는 임의의 다른 타입의 메모리 디바이스 또는 저장 매체와 같은 임의의 타입의 스토리지 디바이스가 이용가능하다.
[0190] 다양한 실시예들에 따르면, 디바이스 인터페이스들(190)은: 버스 당 하나 또는 그 초과의 플래시 디바이스(192)를 갖는 하나 또는 그 초과의 버스들; 일 그룹에서의 버스들이 일반적으로 병렬로 액세스되는 경우의, 버스 당 하나 또는 그 초과의 플래시 디바이스(192)를 갖는 버스들의 하나 또는 그 초과의 그룹들; 또는 디바이스 인터페이스들(190) 상에 하나 또는 그 초과의 플래시 디바이스(192)의 임의의 다른 구조화로서 구조화된다.
[0191] 도 1a에 계속하여, SSD 제어기(100)는 호스트 인터페이스들(111), 데이터 프로세싱(121), 버퍼(131), 맵(141), 리사이클러(151), ECC(161), 디바이스 인터페이스 논리(191) 및 CPU(171)와 같은 하나 또는 그 초과의 모듈들을 갖는다. 도 1a에 예시되는 특정 모듈들 및 상호접속들은 단지 일 실시예를 나타내며, 모듈들 중 일부 또는 전부의 많은 배치들 및 상호접속들뿐 아니라, 예시되지 않은 추가적인 모듈들이 구상된다. 제 1 예에서, 일부 실시예들에서, 듀얼-포팅을 제공하기 위해 2개 또는 그 초과의 호스트 인터페이스들(111)이 존재한다. 제 2 예에서, 일부 실시예들에서, 데이터 프로세싱(121) 및/또는 ECC(161)는 버퍼(131)와 조합된다. 제 3 예에서, 일부 실시예들에서, 호스트 인터페이스들(111)은 버퍼(131)에 직접 커플링되며, 데이터 프로세싱(121)은 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 버퍼(131)에 저장되는 데이터 상에 동작한다. 제 4 예에서, 일부 실시예들에서, 디바이스 인터페이스 논리(191)는 버퍼(131)에 직접 커플링되며, ECC(161)는 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 버퍼(131)에 저장되는 데이터 상에 동작한다.
[0192] 호스트 인터페이스들(111)은 외부 인터페이스들(110)을 통해 커맨드들 및/또는 데이터를 송신하고 수신하며, 일부 실시예들에서, 태그 트래킹(113)을 통해 개별 커맨드들의 진행을 트래킹한다. 예를 들어, 커맨드들은 (LBA와 같은) 어드레스 및 판독할 (LBA 수량들의 수와 같은, 예를 들어, 섹터들) 데이터의 양을 특정하는 판독 커맨드를 포함한다. 다른 예에 대해, 커맨드들은 (LBA와 같은) 어드레스 및 기록할 (LBA 수량들의 수와 같은, 예를 들어, 섹터들) 데이터의 양을 포함한다; 이에 응답하여 SSD는 기록 상태 및/또는 요청들 기록 데이터를 제공하며 임의선택적으로 후속하여 기록 상태를 제공한다. 또 다른 예에 대해, 커맨드들은 더 이상 할당될 필요가 없는 (하나 또는 그 초과의 LBA들과 같은) 하나 또는 그 초과의 어드레스들을 특정하는 할당-해제(de-allocation) 커맨드(예를 들어, 트림 커맨드)를 포함하며; 이에 응답하여 SSD는 그에 따라 맵을 수정하며 임의선택적으로 할당-해제 상태를 제공한다. 일부 문맥들에서 ATA 호환가능한 TRIM 커맨드는 예시적인 할당-해제 커맨드이다. 또 다른 예에 대해, 커맨드들은 수퍼 커패시터 테스트 커맨드 또는 데이터 경화(hardening) 성공 질문을 포함한다; 이에 응답하여, SSD는 적절한 상태를 제공한다. 일부 실시예들에서, 호스트 인터페이스들(111)은 SATA 프로토콜과 호환가능하며, NCQ 커맨드들을 이용하여, 0 내지 31의 수로서 표현되는 고유한 태그를 각각 갖는, 최대 32개의 계류중인 커맨드들을 갖도록 인에이블된다. 일부 실시예들에서, 태그 트래킹(113)은 SSD 제어기(100)에 의한 프로세싱 동안 커맨드를 트래킹하기 위해 이용되는 내부 태그를 갖는 외부 인터페이스들(110)을 통해 수신되는 커맨드에 대한 외부 태그를 관련시키도록 인에이블된다.
[0193] 다양한 실시예들에 따르면, 하나 또는 그 초과의 것은: 데이터 프로세싱(121)은 임의선택적으로 및/또는 선태적으로 버퍼(131)와 외부 인터페이스들(110) 사이에 송신되는 일부 또는 모든 데이터를 프로세싱하며; 및 데이터 프로세싱(121)은 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 버퍼(131)에 저장되는 데이터를 프로세싱한다. 일부 실시예들에서, 데이터 프로세싱(121)은 포맷팅; 리포맷팅; 트랜스코딩; 및 임의의 다른 데이터 프로세싱 및/또는 조작 태스크 중 하나 또는 그 초과의 것을 수행하기 위해 하나 또는 그 초과의 엔진들(123)을 이용한다.
[0194] 버퍼(131)는 외부 인터페이스들(110)에/로부터 디바이스 인터페이스들(190)로부터/에 송신된 데이터를 저장한다. 일부 실시예들에서, 버퍼(131)는 하나 또는 그 초과의 플래시 디바이스(192)를 관리하기 위해 SSD 제어기(100)에 의해 이용되는, 일부 또는 전부의 맵 테이블들과 같은 시스템 데이터를 추가로 저장한다. 다양한 실시예들에서, 버퍼(131)는: 데이터의 일시적 스토리지를 위해 이용되는 메모리(137); 버퍼(131)에 및/또는 그로부터 데이터의 이동을 제어하기 위해 이용되는 DMA(133); 및 상위-레벨 에러 정정 및/또는 리던던시 기능들을 제공하기 위해 이용되는 ECC-X(135); 및 다른 데이터 이동 및/또는 조작 기능들을 갖는다. 상위-레벨 리던던시 기능의 일 예는 RAID-형 능력(예를 들어, RASIE)이며, 여기서 리던던시는 디스크 레벨 대신에 플래시 디바이스(예를 들어, 플래시 디바이스(192)들의 다수의 하나들) 레벨 및/또는 플래시 다이(예를 들어, 플래시 다이(194)) 레벨에 있다.
[0195] 다양한 실시예들에 따르면, 하나 또는 그 초과의 것은: ECC(161)는 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 버퍼(131)와 디바이스 인터페이스들(190) 사이에 송신되는 일부 또는 모든 데이터를 프로세싱하며; 및 ECC(161)는 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 버퍼(131)에 저장된 데이터를 프로세싱한다. 일부 실시예들에서, ECC(161)는 하나 또는 그 초과의 ECC 기술들에 따라서와 같은, 하위-레벨 에러 정정 및/또는 리던던시 기능들을 제공하기 위해 이용된다. 일부 실시예들에서, ECC(161)는 CRC 코드; 해밍 코드; RS 코드; BCH 코드; LDPC 코드; 비터비 코드; 트렐리스 코드; 하드-결정(hard-decision) 코드; 소프트-결정(soft-decision) 코드; 소거-기반된 코드; 임의의 에러 검출 및/또는 정정 코드; 및 선행하는 것의 임의의 조합 중 하나 또는 그 초과의 것을 구현한다. 일부 실시예들에서, ECC(161)는 (LDPC 디코더들과 같은) 하나 또는 그 초과의 디코더들을 포함한다.
[0196] 디바이스 인터페이스 논리(191)는 디바이스 인터페이스들(190)을 통해 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들을 제어한다. 디바이스 인터페이스 논리(191)는 플래시 디바이스(192)의 프로토콜에 따른 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들에/로부터 데이터를 송신하도록 인에이블된다. 디바이스 인터페이스 논리(191)는 디바이스 인터페이스들(190)을 통해 플래시 디바이스들(192)의 인스턴스들의 제어를 선택적으로 시퀀싱하기 위해 스케줄링(193)을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 스케줄링(193)은 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들에 대한 동작들을 큐잉하도록, 그리고 플래시 디바이스(192)(또는 플래시 다이(194))의 인스턴스들 중 개별 하나들이 이용가능함에 따라 플래시 디바이스(192)(또는 플래시 다이(194))의 인스턴스들의 개별 인스턴스들에 동작들을 선택적으로 송신하도록 인에이블된다.
[0197] 맵(141)은 NVM(199)에서의 위치들로 외부 데이터 어드레스들을 맵핑하기 위해 테이블(143)을 이용하여, 외부 인터페이스들(110) 상에 이용되는 데이터 어드레싱과 디바이스 인터페이스들(190) 상에 이용되는 데이터 어드레싱 사이를 변환한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 맵(141)은 테이블(143)에 의해 제공되는 맵핑을 통해, 하나 또는 그 초과의 플랫 다이(194)를 타겟팅하는 어드레스들을 블로킹 및/또는 페이징하기 위해 외부 인터페이스들(110) 상에 이용되는 LBA들을 변환한다. 드라이브 제조 또는 할당-해제 이후로 기록되지 않은 LBA들에 대해, LBA들이 판독되는 경우에 리턴하기 위해 맵은 디폴트 값을 포인팅한다. 예를 들어, 할당-해제 커맨드를 프로세싱할 때, 맵은 할당-해제된 LBA들에 대응하는 엔트리들이 디폴트 값들 중 하나를 포인팅하도록 수정된다. 다양한 실시예들에서, 각각 대응하는 포인터를 갖는 다양한 디폴트 값들이 존재한다. 복수의 디폴트 값들은 일부 할당-해제된 LBA들(제 1 범위에서와 같음)을 하나의 디폴트 값으로서 판독하는 한편, 다른 할당-해제된 LBA들(제 2 범위에서와 같음)을 다른 디폴트 값으로서 판독하는 것을 가능하게 한다. 다양한 실시예들에서 디폴트 값들은 플래시 메모리, 하드웨어, 펌웨어, 커맨드 및/또는 원시(primitive) 아규먼트들 및/또는 파라미터들, 프로그램가능한 레지스터들, 또는 그들의 다양한 조합들에 의해 정의된다.
[0198] 일부 실시예들에서, 맵(141)은 외부 인터페이스들(110) 상에 이용되는 어드레스들과 디바이스 인터페이스들(190) 상에 이용되는 데이터 어드레싱 사이의 변환들을 수행하고 및/또는 룩업하기 위해 테이블(143)을 이용한다. 다양한 실시예들에 따르면, 테이블(143)은: 일-레벨 맵; 2-레벨 맵; 멀티-레벨 맵; 맵 캐시; 압축된 맵; 하나의 어드레스 공간으로부터 다른 공간으로의 임의의 타입의 맵핑; 및 전술한 바의 임의의 조합 중 하나 또는 그 초과의 것이다. 다양한 실시예들에 따르면, 테이블(143)은: 정적 랜덤 액세스 메모리; 동적 랜덤 액세스 메모리; (플래시 메모리와 같은) NVM; 캐시 메모리; 온-칩 메모리; 오프-칩 메모리; 및 전술한 바의 임의의 조합 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다.
[0199] 일부 실시예들에서, 리사이클러(151)는 가비지(garbage) 수집을 수행한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들은 블록들이 재-기록가능하기 전에 소거되어야 하는 블록들을 포함한다. 리사이클러(151)는 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들의 일부분들이 맵(141)에 의해 유지되는 맵을 스캐닝함으로써와 같이, 활성적으로 사용중인지(예를 들어, 할당-해제 대신 할당되는)를 결정하도록, 그리고 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들의 비사용된(예를 들어, 할당-해제된) 부분들이 비사용된 부분들을 소거함으로써 기록을 위해 이용가능하게 만들도록 인에이블된다. 추가적인 실시예들에서, 리사이클러(151)는 기록을 위해 이용가능한 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들의 더 큰 인접한 부분들을 만들기 위해 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들 내에 저장된 데이터를 이동시키도록 인에이블된다.
[0200] 일부 실시예들에서, 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들은 서로 다른 타입들 및/또는 속성들의 데이터를 저장하기 위한 하나 또는 그 초과의 대역들을 갖도록 선택적으로 및/또는 동적으로 구성, 관리 및/또는 이용된다. 대역들의 수, 배치, 크기 및 타입은 동적으로 변경가능하다. 예를 들어, 컴퓨팅 호스트로부터의 데이터는 핫(활성) 대역에 기록되는 한편, 리사이클러(151)로부터의 데이터는 콜드(덜 활성) 대역에 기록된다. 일부 이용 시나리오들에서, 컴퓨팅 호스트가 긴, 순차적 스트림을 기록하는 경우에, 핫 대역의 크기가 성장하는 한편, 컴퓨팅 호스트가 랜덤 기록들 또는 소수의 기록들을 행하는 경우에, 콜드 대역의 크기가 성장한다.
[0201] CPU(171)는 SSD 제어기(100)의 다양한 부분들을 제어한다. CPU(171)는 CPU 코어(172)를 포함한다. CPU 코어(172)는 다양한 실시예들에 따라, 하나 또는 그 초과의 단일-코어 또는 멀티-코어 프로세서들이다. CPU 코어(172)에서의 개별 프로세서들 코어들은 일부 실시예들에서, 멀티-스레드된다. CPU 코어(172)는 명령 및/또는 데이터 캐시들 및/또는 메모리들을 포함한다. 예를 들어, 명령 메모리는 CPU 코어(172)가 SSD 제어기(100)를 제어하기 위해 프로그램들(예를 들어, 때때로 펌웨어로 칭해지는 소프트웨어)을 실행하게 할 수 있는 명령들을 포함한다. 일부 실시예들에서, CPU 코어(172)에 의해 실행되는 펌웨어 중 일부 또는 전부는 (예시된 바와 같이, 예를 들어, 도 1b에서의 NVM(199)의 펌웨어(106)로서) 플래시 디바이스(192)의 인스턴스들 상에 저장된다.
[0202] 다양한 실시예들에서, CPU(171)는: 커맨드들이 진행하는 동안 외부 인터페이스들(110)를 통해 수신되는 커맨드들을 트래킹하고 제어하기 위한 커맨드 관리(173); 버퍼(131)의 할당 및 이용을 제어하기 위한 버퍼 관리(175); 맵(141)을 제어하기 위한 변환 관리(177); 데이터 어드레싱의 일관성을 제어하고 외부 데이터 액세스들과 리사이클 데이터 액세스들 사이와 같은 충돌들을 회피하기 위한 코히런시 관리(179); 디바이스 인터페이스 논리(191)를 제어하기 위한 디바이스 관리(181); 식별 정보의 전달 및 수정을 제어하기 위한 아이덴티티 관리(182), 및 임의선택적으로 다른 관리 유닛들을 더 포함한다. 다양한 실시예들에 따르면, CPU(171)에 의해 수행되는 관리 기능들 중 아무것도, 임의의 것, 또는 전부는 하드웨어, (외부 인터페이스들(110)을 통해 접속되는 호스트 상에 또는 CPU 코어(172) 상에 실행하는 펌웨어와 같은) 소프트웨어, 또는 그의 임의의 조합에 의해 제어되고 및/또는 관리된다.
[0203] 일부 실시예들에서, CPU(171)는: 성능 통계들을 수집하고 및/또는 보고하는 것; SMART를 구현하는 것; 전력 시퀀싱을 제어하는 것, 전력 소모를 제어하는 것 및/또는 모니터링하는 것 및/또는 조정하는 것; 전력 실패들에 응답하는 것; 클록 레이트들을 제어하는 것 및/또는 모니터링하는 것 및/또는 조정하는 것; 및 다른 관리 태스크들 중 하나 또는 그 초과와 같은 다른 관리 태스크들을 수행하도록 인에이블된다.
[0204] 다양한 실시예들은 SSD 제어기(100)와 유사하며 호스트 인터페이스들(111) 및/또는 외부 인터페이스들(110)의 적응을 통해서와 같은, 다양한 컴퓨팅 호스트들과의 동작과 호환가능한 컴퓨팅-호스트 플래시 메모리 제어기를 포함한다. 다양한 컴퓨팅 호스트들은 컴퓨터, 워크스테이션 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 스토리지 서버, SAN, NAS 디바이스, DAS 디바이스, 스토리지 전자기기, PC, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 태블릿 디바이스 또는 컴퓨터, 울트라북 컴퓨터, (e-리더와 같은) 전자 판독 디바이스, PDA, 네비게이션 시스템, (휴대용) GPS 디바이스, 자동차 제어 시스템, 자동차 매체 제어 시스템 또는 컴퓨터, 프린터, 복사기 또는 팩스 머신 또는 일체형 디바이스, POS 디바이스, 캐시-레지스터, 매체 플레이어, 텔레비전, 매체 레코더, DVR, 디지털 카메라, 셀룰러 핸드셋, 코드리스 전화 핸드셋 및 전자 게임 중 하나 또는 임의의 조합을 포함한다.
[0205] 다양한 실시예들에서, SSD 제어기(또는 컴퓨팅-호스트 플래시 메모리 제어기)의 전부 또는 임의의 부분들은 단일 IC, 멀티-다이 IC의 단일 다이, 멀티-다이 IC의 복수의 다이들, 또는 복수의 IC들 상에 구현된다. 예를 들어, 버퍼(131)는 SSD 제어기(100)의 다른 엘리먼트들에서와 동일한 다이 상에 구현된다. 다른 예에 대해, 버퍼(131)는 SSD 제어기(100)의 다른 엘리먼트들과 다른 다이 상에 구현된다.
[0206] 도 1b는 도 1a의 SSD의 하나 또는 그 초과의 인스턴스들을 포함하는 시스템들의 다양한 실시예들의 선택된 상세사항들을 예시한다. SSD(101)는 디바이스 인터페이스들(190)를 통해 NVM(199)에 커플링된 SSD 제어기(100)를 포함한다. 도면은 실시예들의 다양한 클래스들을 예시한다: 호스트에 직접 커플링되는 단일 SSD, 각각의 외부 인터페이스들을 통해 호스트에 직접 각각 개별적으로 커플링되는 복수의 SSD들, 및 다양한 상호접속 엘리먼트들을 통해 호스트에 간접으로 커플링되는 하나 또는 그 초과의 SSD들.
[0207] 호스트에 직접 커플링되는 단일 SSD의 예시적인 실시예로서, SSD(101)의 하나의 인스턴스는 외부 인터페이스들(110)(예를 들어, 스위치/패브릭/중간 제어기(103)는 생략되고, 바이패스되거나, 통과됨)를 통해 호스트(102)에 직접 커플링된다. 각각의 외부 인터페이스들을 통해 호스트에 직접 각각 커플링되는 복수의 SSD들의 예시적인 실시예로서, SSD(101)의 복수의 인스턴스들의 각각은 외부 인터페이스들(110)(예를 들어, 스위치/패브릭/중간 제어기(103)는 생략되고, 바이패스되거나, 통과됨)를 통해 호스트(102)에 직접 각각 커플링된다. 다양한 상호접속 엘리먼트들에 간접으로 커플링되는 하나 또는 그 초과의 SSD들의 예시적인 실시예로서, SSD(101)의 하나 또는 그 초과의 인스턴스들의 각각은 호스트(102)에 간접으로 각각 커플링된다. 각각의 간접 커플링은 스위치/패브릭/중간 제어기(103)에 커플링되는 외부 인터페이스들(110) 및 호스트(102)에 커플링하는 중간 인터페이스들(104)의 각각의 인스턴스들을 통한다.
[0208] 스위치/패브릭/중간 제어기(103)를 포함하는 실시예들 중 일부는 또한 메모리 인터페이스(180)에 커플링되며 SSD들에 의해 액세스가능한 카드 메모리(112C)를 포함한다. 다양한 실시예들에서, SSD들, 스위치/패브릭/중간 제어기, 및/또는 카드 메모리 중 하나 또는 둘 이상이 물리적으로 식별가능한 모듈, 카드 또는 플러그가능한 엘리먼트(예를 들어, I/O 카드(116)) 상에 포함된다. 일부 실시예들에서, SSD(101)(또는 그의 변형들)는 호스트(102)로서 동작하는 개시자에 커플링되는 SATA 드라이브 또는 SAS 드라이브에 대응한다.
[0209] 호스트(102)는 OS(105), 드라이버(107), 애플리케이션(109) 및 멀티-디바이스 관리 소프트웨어(114)의 다양한 조합들과 같은, 호스트 소프트웨어(115)의 다양한 엘리먼트들을 실행하도록 인에이블된다. 점선 화살표(107D)는 호스트 소프트웨어 ←→ I/O 디바이스 통신을 나타내며, 예를 들어, 드라이버(107)를 통해, 또는 VF로서 직접, 드라이버(107)를 통한 OS(105), 드라이버(107), 및 애플리케이션(109) 중 임의의 하나 또는 그 초과로부터/에 그리고 SSD(101)의 인스턴스들 중 하나 또는 그 초과에/로부터 데이터가 송신/수신되는 것을 나타낸다.
[0210] OS(105)는 SSD와 인터페이싱하기 위한 (드라이버(107)에 의해 개념적으로 예시된) 드라이버들을 포함하고 및/또는 드라이버들로 동작하도록 인에이블된다. 다양한 버전들의 윈도우즈(예를 들어, 95, 98, ME, NT, XP, 2000, 서버, 비스타, 및 7), 다양한 버전들의 리눅스(예를 들어, Red Hat, Debian, 및 Ubuntu), 및 다양한 버전들의 MacOS(예를 들어, 8, 9 및 X)가 OS(105)의 예들이다. 다양한 실시예들에서, 드라이버들은 SATA, AHCI 또는 NVM 익스프레스와 같은 표준 인터페이스 및/또는 프로토콜로 동작가능한 표준 및/또는 일반 드라이버들(때때로 "수축-랩핑된(shrink-wrappe)" 또는 "사전-설치된(pre-installed)"으로 칭해짐)이거나, SSD(101)에 특정한 커맨드들의 이용을 인에이블하기 위해 커스토마이징 및/또는 벤더 특정된다. 일부 드라이브들 및/또는 드라이버들은 심지어 일반 드라이버로 SSD(101)에 특정한 커맨드들을 이용하기 위해 커스토마이징된 애플리케이션을 인에이블링하면서, SSD(101)에 직접 커맨드들을 전달하기 위해, 최적화된 NAND 액세스(때때로 ONA로 칭해짐) 또는 직접 NAND 액세스(때때로 DNA로 칭해짐) 기술들을 통해 애플리케이션(109)과 같은, 애플리케이션-레벨 프로그램들을 인에이블하도록 통과 모드들을 갖는다. ONA 기술들은: 비-표준 수정자들(힌트들)의 이용; 벤더-특정 커맨드들의 이용; 압축능력에 따른 실제 NVM 이용과 같은 비-표준 통계들의 통신; 및 다른 기술들 중 하나 또는 둘 이상을 포함한다. DNA 기술들은: NVM에 대한 액세스를 비맵핑된 판독, 기록, 및/또는 소거를 제공하는 벤더-특정 또는 비-표준 커맨드들의 이용; I/O 디바이스가 달리 이용하는 데이터의 포맷팅을 바이패싱함으로써와 같은, NVM에 대한 더 직접 액세스를 제공하는 비-표준 또는 벤더-특정 커맨드들의 이용; 및 다른 기술들 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함한다. 드라이버의 예들은 ONA 또는 DNA 지원이 없는 드라이버, ONA-인에이블된 드라이버, DNA-인에이블된 드라이버, 및 ONA/DNA-인에이블된 드라이버이다. 드라이버의 추가적인 예들은 벤더-제공된, 벤더-개발된, 및/또는 벤더-강화된 드라이버, 및 클라이언트-제공된, 클라이언트-개발된, 및/또는 클라이언트-강화된 드라이버이다.
[0211] 애플리케이션-레벨 프로그램들의 예들은 ONA 또는 DNA 지원이 없는 애플리케이션, ONA-인에이블된 애플리케이션, DNA-인에이블된 애플리케이션, 및 ONA/DNA-인에이블된 애플리케이션이다. 점선(109D)은 애플리케이션 ←→ I/O 디바이스 통신(예를 들어, 드라이버를 통한 바이패스 또는 애플리케이션을 위한 VF를 통한 바이패스)을 나타내며, 예를 들어, ONA-인에이블된 애플리케이션 및 ONA-인에이블된 드라이버는 중재자로서 OS를 이용하는 애플리케이션이 없이, SSD와 통신한다. 점선(109V)은 애플리케이션 ←→ I/O 디바이스 통신(예를 들어, 애플리케이션에 대한 VF를 통한 바이패스)을 나타내며, 예를 들어 DNA-인에이블된 애플리케이션 및 DNA-인에이블된 드라이버는 중재자들로서 OS 또는 드라이버를 이용하는 애플리케이션이 없이 SSD과 통신한다.
[0212 ] NVM(199)의 하나 또는 그 초과의 부분들은 일부 실시예들에서, 펌웨어 스토리지, 예를 들어, 펌웨어(106)를 위해 이용된다. 펌웨어 스토리지는 하나 또는 그 초과의 펌웨어 이미지들(또는 그의 일부분들)을 포함한다. 펌웨어 이미지는 예를 들어, SSD 제어기(100)의 CPU 코어(172)에 의해, 실행되는 펌웨어의 하나 또는 그 초과의 이미지들을 갖는다. 펌웨어 이미지는 다른 예로서, 예를 들어, 펌웨어 실행 동안 CPU 코어에 의해 참조되는, 상수들, 파라미터 값들 및 NVM 디바이스 정보 중 하나 또는 둘 이상을 갖는다. 펌웨어의 이미지들은 예를 들어, 현재의 펌웨어 이미지 및 제로 또는 그 초과의 이전(펌웨어 업데이트들에 관한) 펌웨어 이미지들에 대응한다. 다양한 실시예들에서, 펌웨어는 일반, 표준, ONA 및/또는 DNA 동작 모드들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 펌웨어 동작 모드들은 임의선택적으로 드라이버에 의해 전달되고 및/또는 제공되는 키들(keys) 또는 다양한 소프트웨어 기술들을 통해 인에이블된다(예를 들어, 하나 또는 그 초과의 API들이 "로킹해제(unlocked)"된다).
[0213] 스위치/패브릭/중간 제어기를 결여하는 일부 실시예들에서, SSD는 외부 인터페이스들(110)을 통해 직접 호스트에 커플링된다. 다양한 실시예들에서, SSD 제어기(100)는 RAID 제어기와 같은, 다른 제어기들의 하나 또는 그 초과의 중간 레벨들을 통해 호스트에 커플링된다. 일부 실시예들에서, SSD(101)(또는 그의 변형들)는 SAS 드라이브 또는 SATA 드라이브에 대응하며, 스위치/패브릭/중간 제어기(103)는 차례로 개시자에 커플링되는 확장자에 대응하거나, 대안적으로 스위치/패브릭/중간 제어기(103)는 확장자를 통해 개시자에 간접으로 커플링되는 브리지에 대응한다. 일부 실시예들에서, 스위치/패브릭/중간 제어기(103)는 하나 또는 그 초과의 PCIe 스위치들 및/또는 패브릭들을 포함한다.
[0214] 호스트(102)가 컴퓨팅 호스트(예를 들어, 컴퓨터, 워크스테이션 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 스토리지 서버, SAN, NAS 디바이스, DAS 디바이스, 스토리지 전자기기, PC, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 및/또는 넷북 컴퓨터)인 실시예들의 일부와 같은, 다양한 실시예들에서, 컴퓨팅 호스트는 하나 또는 그 초과의 로컬 및/또는 원격 서버들(예를 들어, 임의선택적 서버들(118))과 (예를 들어, 임의선택적 I/O & 스토리지 디바이스들/자원들(117) 및 임의선택적 LAN/WAN(119)을 통해) 통신하도록 임의선택적으로 인에이블된다. 통신은 예를 들어, 임의의 하나 또는 그 초과의 SSD(101) 엘리먼트들의 로컬 및/또는 원격 액세스, 관리 및/또는 이용을 인에이블한다. 일부 실시예들에서, 통신은 전적으로 또는 부분적으로 이더넷을 통한다. 일부 실시예들에서, 통신은 전적으로 또는 부분적으로 파이버 채널을 통한다. LAN/WAN(119)은 다양한 실시예들에서, 서버 팜에서의 네트워크, 네트워크 커플링 서버 팜들, 메트로-영역 네트워크 및 인터넷에서의 네트워크 중 임의의 하나 또는 그 초과와 같은, 하나 또는 그 초과의 로컬 및/또는 광역 네트워크들을 나타낸다.
[0215] 다양한 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 NVM들과 조합하는 컴퓨팅-호스트 플래시 메모리 제어기 및/또는 SSD 제어기는 USB 스토리지 컴포넌트, CF 스토리지 컴포넌트, MMC 스토리지 컴포넌트, eMMC 스토리지 컴포넌트, 선더볼트 스토리지 컴포넌트, UFS 스토리지 컴포넌트, SD 스토리지 컴포넌트, 메모리 스틱 스토리지 컴포넌트, 및 xD-픽처 카드 스토리지 컴포넌트와 같은 비-휘발성 스토리지 컴포넌트로서 구현된다.
[0216] 다양한 실시예들에서, SSD 제어기(또는 컴퓨팅-호스트 플래시 메모리 제어기)의 전부 또는 임의의 부분들, 또는 그 기능들은 제어기가 커플링되는 (예를 들어, 도 1b의 호스트(102)) 호스트에 구현된다. 다양한 실시예들에서, SSD 제어기(또는 컴퓨팅-호스트 플래시 메모리 제어기)의 전부 또는 임의의 부분들, 또는 그 기능들은 하드웨어(예를 들어, 논리 회로), 소프트웨어 및/또는 펌웨어(예를 들어, 드라이버 소프트웨어 또는 SSD 제어 펌웨어) 또는 그 임의의 조합을 통해 구현된다. 예를 들어, (도 1a의 ECC(161) 및/또는 ECC-X(135)와 유사한 바와 같은) ECC 유닛과 관련된 기능은 호스트 상의 소프트웨어를 통해 부분적으로 및 SSD 제어기에서의 펌웨어 및 하드웨어의 조합을 통해 부분적으로 구현된다. 다른 예에서, (도 1a의 리사이클러(151)와 유사한 바와 같은) 리사이클러 유닛과 관련된 기능은 호스트 상의 소프트웨어를 통해 부분적으로 및 컴퓨팅-호스트 플래시 메모리 제어기에서의 하드웨어를 통해 부분적으로 구현된다.
맵핑 동작
[0217] 도 2는 LBA의 LPN 부분을 맵핑하는 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. 일부 실시예들에서, 판독 유닛은 NVM의 페이지의 일부분과 같은 독립적으로 판독가능한 NVM의 가장 미세한 입도이다. 추가적인 실시예들에서, 판독 유닛은 체크 비트들에 의해 보호되는 모든 데이터와 함께 (하위-레벨) 에러-정정 코드의 체크 비트들(때때로 리던던시라 칭해짐)에 대응한다. 예를 들어, 도 1a의 ECC(161)는 LDPC 코드를 통해서와 같은 체크 비트들을 통해 에러 정정 구현하며, 판독 유닛은 LDPC 코딩 비트들에 의해 보호되는 데이터 비트들에 추가하여 LDPC 코드를 구현하는 코딩 비트들에 대응한다.
[0218] 일부 실시예들에서, 맵(141)은 (도 1a에 예시된 바와 같은) 테이블(143)을 통해서와 같이, LBA(211)의 LPN(213) 부분을 LPN을 위한 맵 정보(221)로 맵핑한다. (LPN에 대한 맵 정보(221)와 같은) LPN에 대한 맵 정보는 때때로 맵 엔트리로 칭해진다. 맵(141)은 LPN을 대응하는 맵 엔트리와 관련되는 것이다. 다양한 실시예들에서, 맵핑은 하나 또는 그 초과의 관련 룩업들을 통해, 하나 또는 그 초과의 비-관련 룩업들을 통해, 및/또는 하나 또는 그 초과의 다른 기술들을 통한다.
[0219] 일부 실시예들에서, SSD 제어기(100)는 잠재적으로 및/또는 활성적으로 이용중인 각 LPN에 대한 하나의 맵 엔트리를 유지한다.
[0220] 일부 실시예들에서, LPN을 위한 맵 정보(221)는 각각의 판독 유닛 어드레스(223) 및 판독 유닛들의 길이(225)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 길이 및/또는 범위는 예를 들어, 판독 유닛들의 길이(225)의 전부 또는 임의의 부분들에서 범위로부터의 오프셋으로서 길이를 저장함으로써와 같이, 저장되어 인코딩된다. 추가적인 실시예들에서, 제 1 LPN은 제 1 맵 엔트리와 관련되고, (제 1 LPN과 다르지만, 제 1 LPN에 의해 지칭되는 논리적 페이지에서와 동일한 크기의 논리적 페이지를 지칭하는) 제 2 LPN은 제 2 맵 엔트리와 관련되며, 제 1 맵 엔트리의 판독 유닛들의 각각의 길이는 제 2 맵 엔트리의 판독 유닛들의 각각의 길이와 다르다.
[0221] 다양한 실시예들에서, 시간의 동일한 시점에서, 제 1 LPN은 제 1 맵 엔트리와 관련되고, (제 1 LPN과 다른) 제 2 LPN은 제 2 맵 엔트리와 관련되며, 제 1 맵 엔트리의 각각의 판독 유닛 어드레스는 제 2 맵 엔트리의 각각의 판독 유닛 어드레스에서와 동일하다. 추가적인 실시예들에서, 제 1 LPN과 관련된 데이터 및 제 2 LPN과 관련된 데이터는 NVM(199)에서 동일한 디바이스의 동일한 물리적 페이지에 저장된다.
[0222] 다양한 실시예들에 따르면, 판독 유닛 어드레스(223)는: NVM에서의 시작 어드레스; NVM에서의 종료 어드레스; 선행하는 것의 임의의 오프셋; 및 LPN(213)과 관련된 NVM의 일부분을 식별하기 위한 임의의 다른 기술들 중 하나 또는 둘 이상과 관련된다.
[0223] 도 3은 판독 유닛들의 양자들에서 측정되는 길이를 집합적으로 갖는, 다양한 판독 유닛들로서 조직된 판독 데이터를 생성하기 위해 판독 유닛 어드레스에서 NVM을 액세싱하는 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 판독 유닛(313)은: NVM의 어드레스 공간에서의 최하위 어드레스를 갖는 판독 데이터(311)에서의 판독 유닛들 중 하나; 판독 유닛들 중 고정된 하나; 판독 유닛들 중 임의의 하나; 판독 유닛들 중 가변적인 하나; 및 임의의 다른 기술에 의해 선택되는 판독 유닛들 중 하나 중 하나 또는 그 초과의 것이다. 다양한 실시예들에서, SSD 제어기(100)는 판독 유닛들의 길이(225)에 의해 특정되는 판독 유닛들의 수보다 많지 않게 판독함으로써 NVM(199)을 액세스하고 판독 데이터(311)를 생성하도록 인에이블된다.
[0224] 도 4a는 판독 유닛(401A)으로서 (도 3의 판독 유닛들(313 또는 315)과 같은) 판독 유닛의 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. 다양한 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 헤더 1(411A) 내지 헤더 N(419A)은 인접하며, 헤더들의 각각에 의해 (각각의 오프셋들을 통해서와 같이) 식별된 각각의 데이터 구역들은 인접하며 헤더들 중 최종 헤더에 후속한다. 데이터 구역들은 집합적으로 데이터 바이트들(421A)을 형성한다. 데이터 구역들은 헤더가 저장되는 위치 순서를 매칭하는 위치 순서로 저장된다. 예를 들어, 제 1 헤더를 고려하면, 판독 유닛의 시작에서, 제 2 헤더 및 제 3 헤더가 인접하여 제 1 헤더에 후속한다. (제 1 헤더에서의 제 1 오프셋에 의해 식별되는) 제 1 데이터 구역은 인접하게 제 3 헤더에 후속한다. (제 2 헤더에서의 제 2 오프셋에 의해 식별되는) 제 2 데이터 구역은 인접하게 제 1 데이터 구역에 후속한다. 유사하게, (제 3 헤더로 식별되는) 제 3 데이터 구역은 제 2 데이터 구역에 후속한다.
[0225] 도 4b는 판독 유닛(401B)으로서 (도 3의 판독 유닛들(313 또는 315)과 같은) 판독 유닛의 다른 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. 다양한 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 헤더 마커(HM)(410B)는 후속하는 인접한 헤더들(헤더 1(411B), 헤더 2(412B)... 헤더 N(419B))의 수를 표시하는 (1-바이트 필드와 같은) 임의선택적 초기 필드이다. 데이터 구역들(데이터 바이트들(421B), 데이터 바이트들(422B)... 데이터 바이트들(429B))은 헤더들(헤더 1(411B), 헤더 2(412B)...헤더 N(419B))에 의해 각각 식별되며 헤더들이 저장되는 위치 순서의 반대인 위치 순서로 저장된다. 헤더들은 판독 유닛의 시작에서 시작하는 한편, 대응하는 데이터 구역들은 판독 유닛의 종료에서 시작한다. 일부 실시예들에서, 데이터 구역 내의 데이터 바이트들(예를 들어, 데이터 바이트들(421B), 데이터 바이트들(422B)... 데이터 바이트들(429B))은 순방향 순서(위치 순서를 매칭하는 바이트 순서)로 배치되는 한편, 다른 실시예들에서, 데이터 바이트들은 역방향 순서(위치 순서에 관하여 역전된 바이트 순서)로 배치된다. 일부 실시예들에서, 헤더 마커가 판독 유닛들에 이용되며, 여기서 헤더들 및 데이터 바이트들은 (예를 들어, 도 4a에 예시된 바와 같은) 동일한 위치 순서로 저장된다.
[0226] 일부 실시예들에서, 임의선택적 패딩 바이트들(431A)(또는 431B)은 특정 LPN과 관련되는 데이터의 입도에 따른다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 데이터 바이트들(421A)(또는 집합적으로 데이터 바이트들(421B), 데이터 바이트들(422B)... 데이터 바이트들(429B))은 헤더 1(411A) 내지 헤더 N(419A)(또는 헤더 1(411B), 헤더 2(412B)...헤더 N(419B)) 중 최종 하나를 제외한 모두를 갖는 경우에, 최종 헤더와 관련되는 LPN에 대한 데이터는 후속하는 판독 유닛에서 시작한다. 추가적인 실시예들에서, 최종 헤더에서의 특정 오프셋 값(예를 들어, 모두 1임)은 최종 헤더와 관련된 LPN에 대한 데이터가 후속하는 판독 유닛에서 시작함을 표시한다.
[0227] 도 5는 다수의 필드들을 갖는 (도 4a의 헤더 1(411A) 내지 헤더 N(419A) 또는 도 4b의 헤더 1(411B) 내지 헤더(419B) 중 임의의 것과 같은) 헤더의 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. 일부 실시예들에서, 헤더들은 고정된-길이이다(예를 들어, 각 헤더는 동일한 수의 바이트들 길이이다). 헤더(501)는 필드들 타입(511), 최종 표시자(513), 플래그들(515), LPN(517), 길이(519) 및 오프셋(521)을 포함한다. 타입 필드는 데이터 바이트들의 카테고리를 식별한다. 예를 들어, 타입 필드는 데이터 바이트들의 카테고리가 호스트 데이터(예를 들어, 논리적 페이지 데이터) 또는 시스템 데이터(예를 들어, 맵 정보 또는 체크포인트 정보) 중 하나임을 표시한다. 최종 필드는 헤더가 데이터 바이트들 이전의 최종 헤더임을 표시한다. 헤더 마커를 갖는 일부 실시예들에서, 최종 필드는 임의선택적으로 생략된다. LPN 필드는 헤더가 관련되는 LPN이다. LPN 필드는 예를 들어, 특정 LPN을 매칭하는 LPN 필드를 갖는 하나에 대한 헤더들을 탐색함으로써, 특정 LPN과 관련되는 헤더들 중 특정 하나를 결정하기 위해 헤더들의 파싱을 인에이블한다. 길이 필드는 데이터 바이트들(예를 들어, 헤더(501)와 관련되는 데이터 바이트들(421A)에 얼마나 많은 데이터의 바이트들이 존재하는지)의 바이트들에서의 길이이다. 일부 실시예들에서, 오프셋 필드에서의 오프셋은 특정 입도(예를 들어, 8-바이트 입도)에 따라 라운딩된다.
[0228] 다양한 실시예들에서, 특정 LPN과 관련되는 일부 또는 모든 정보가 특정 LPN과 관련된 맵 엔트리, 특정 LPN과 관련된 헤더 또는 둘 다에 저장된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 길이(519)의 일부 또는 전부는 헤더에서보다 오히려 맵 엔트리에 저장된다.
[0229] 도 6은 논리적 슬라이스들(slices) 및/또는 섹션들에서 관리되는 다수의 NVM 디바이스들(예를 들어, 하나 또는 그 초과의 플래시 다이 및/또는 플래시 칩들)의 블록들, 페이지들 및 판독 유닛들의 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. 관리 기능들은 판독, 리사이클링, 소거, 프로그래밍/기록, 및 다른 관리 기능들 중 임의의 하나 또는 둘 이상을 포함한다. 논리적 슬라이스들 및/또는 섹션들은 때때로 R-블록들로서 지칭된다. 도면은 66개의 플래시 다이를 갖는 일 실시예를 예시한다. 플래시 다이 중 3개는 명시적으로 예시되며(플래시 다이 610.65, 610.1 및 610.0) 플래시 다이 중 63개는 암시적으로 예시된다(610.64...610.2).
[0230] (플래시 다이(610.65...610.1 및 610.0)) 중 임의의 하나와 같은) 플래시 다이의 각각은 블록들(플래시 다이(610.65)의 블록들(610.65BB... 610.65B1 및 610.65B0); 플래시 다이(610.0)의 블록들(610.0BB...610.0B0); 등과 같은) 블록들로서 조직되는 스토리지를 제공한다. 블록들은 차례로 (블록 (610.65B0)의 페이지들(610.65PP...610.65P1 및 610.65P0); 블록(610.0B0)의 페이지들(610.0PP...610.0P1 및 610.0P0); 등과 같은) 페이지들을 포함한다. 페이지들은 차례로 (페이지(610.65P0)의 판독 유닛들(610.65RR...610.65R1 및 610.65R0); 페이지(610.0P0)의 판독 유닛들(610.0RR...610.0R1 및 610.0R0); 등과 같은) 판독 유닛들을 포함한다.
[0231] 일부 실시예들에서, 각 플래시 다이는 정수개의 블록들(예를 들어, N개의 블록들)을 포함하며 블록은 소거의 최소 양자들이다. 일부 실시예들에서, 각 블록은 정수개의 페이지들을 포함하며 페이지는 기록의 최소 양자들이다. 다양한 실시예들에 따르면, 하나 또는 둘 이상은: 판독 유닛은 판독 및 에러 정정의 최소 양자들이며; 각 페이지는 정수개의 판독 유닛들을 포함하며; 2개 또는 그 초과의 페이지들의 관련된 그룹은 정수개의 판독 유닛들을 포함하며; 및 판독 유닛들은 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 페이지 경계들에 걸친다.
[0232] 다양한 실시예들에서, 다양한 NVM 관리 기능들(예를 들어, 판독, 리사이클링, 소거 및/또는 프로그래밍/기록)은 R-블록들의 유닛들로 수행된다. R-블록은 플래시 메모리의 모든 다이에 걸친 논리적 슬라이스 또는 섹션으로서 예시된다. 예를 들어, R개의 플래시 다이를 갖는 플래시 메모리에서, 각 플래시 다이는 N개의 블록들을 가지며, 각 R-블록은 총 N개의 R-블록들에 대해, 함께 취해지는 플래시 다이의 각각으로부터의 i번째 블록이다. 다른 예에서, R개의 플래시 다이를 갖는 플래시 메모리에서, 각각은 N개의 블록들을 갖고, 각 R-블록은 총 N/2개의 R-블록들에 대해, 플래시 다이의 각각으로부터 i번째 및 (i+1)번째 블록이다. 또 다른 예에서, 복수의 듀얼 평면 디바이스들을 갖는 플래시 메모리에서, 각 R-블록은 듀얼 평면 디바이스들의 각각으로부터 i번째 짝수 블록 및 i번째 홀수 블록이다.
[0233] 블록들이 R-블록을 형성하는 일부로서 쌍들로 또는 다른 관련된 그룹들로 처리되는 다양한 실시예들에서, 블록들의 관련된 그룹의 각각의 블록으로부터의 각각의 페이지들은 또한 적어도 기록을 위해, 더 큰 멀티-블록 페이지를 형성하는 유닛으로서 처리된다. 예를 들어, 전술한 듀얼 평면 예에 계속하여, 짝수 블록들 중 특정한 하나의 제 1 페이지 및 홀수 블록들의 관련된 하나의 제 1 페이지는 기록을 위한 유닛으로서, 그리고 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 판독을 위한 유닛으로서 처리된다. 유사하게, 특정의 짝수 블록의 제 2 페이지 및 관련된 홀수 블록의 제 2 페이지가 유닛으로서 처리된다. 다양한 실시예들에 따르면, 본원에 이용된 바와 같은 NVM의 페이지는: NVM의 단일 페이지; NVM의 멀티-블록 페이지; 임의선택적으로 및/또는 선택적으로 판독을 위한 하나 또는 그 초과의 개별적인 페이지들로서 처리되는 기록을 위한 NVM의 멀티-블록 페이지; 및 NVM의 페이지들의 임의의 다른 그룹핑 또는 관련 중 하나 또는 둘 이상을 지칭한다.
[0234] 도면은 그들 중 3개가 명시적으로(660.0, 660.1 및 660.R), 복수의 예시적인 R-블록들을 예시한다. 각 예시적인 R-블록은 함께 취해지는, 플래시 다이의 각각으로부터 i번째 블록이다. 예를 들어, R-블록(660.0)은 플래시 다이(610.65)로부터의 블록(610.65B0), 플래시 다이(610.64)로부터의 블록 0(명시적으로 예시되지 않음) 등 내지 플래시 다이(610.1)의 블록(610.1B0) 및 플래시 다이(610.0)의 블록(610.0B0)이다. 플래시 다이 당 N개의 블록들이 존재함에 따라, 따라서 총 N개의 R-블록들(R-블록(660.R)...R-블록(660.1) 및 R-블록(660.0))이 존재한다.
[0235] R-블록의 다른 예는 함께 취해지는, 플래시 다이의 각각으로부터 i번째 및 (i+1)번째 블록이다(예를 들어, 플래시 다이(610.65)로부터의 블록들(610.65B0 및 610.65B1), 플래시 다이(610.64)로부터의 블록들 0 및 1(명시적으로 예시되지 않음) 등 내지 플래시 다이(610.1)로부터의 블록들(610.1B0 및 610.1B1) 및 플래시 다이(610.0)로부터의 블록들(610.0B0 및 610.0B1)이다). 따라서, 각 플래시 다이에 N개의 블록들이 존재하는 경우에, N/2개의 R-블록들이 존재한다. R-블록의 또 다른 예는 복수의 듀얼 평면 디바이스들의 각각으로부터 i번째 짝수 및 홀수 블록들이다. 일부 블록들이 동작할 수 없는 경우라도, R-블록들이 각 다이로부터 하나의 블록을 갖는 것을 보장하기 위해 가상과 물리적 블록 어드레스들 사이의 맵핑을 포함하여, R-블록들로서의 관리를 위한 플래시 다이 블록들의 다른 배치들이 고려된다. 다양한 실시예들에서, R-블록들에서의 블록들 중 결함있는 블록들을 교체하기 위해 가상과 물리적 블록 어드레스들 사이의 맵핑이 스페어(spare)(달리 말하면 비사용된) 블록들을 갖도록 각 플래시 다이에서의 N개의 블록들 중 일부는 스페어들로서 이용된다.
[0236] 다양한 실시예들에서, 플래시 다이에서의 정보의 판독들 및/또는 기록들은 '판독 유닛 먼저' 순서 또는 '페이지 먼저' 순서와 같은 순서에 따라 수행된다. 도면에 예시된 판독 유닛들에 대한 판독 유닛 먼저 순서의 일 예는 판독 유닛(610.0R0)으로 시작하여 610.1R0 ... 610.65R0, 610.0R1, 610.1R1 ... 610.65R1 등이 후속되며, 610.65RR로 종료한다. 도면에 예시된 판독 유닛들의 페이지 먼저 순서의 일 예는 판독 유닛(610.0R0)으로 시작하여 610.1R1 ... 610.0RR, 610.1R0, 610.1R1 ... 610.65R0, 610.65R1 등이 후속되며, 610.65RR로 종료한다.
[0237] 다양한 실시예들에서, 모든 디바이스들(스트라이핑 방향(600)에 의해 개념적으로 제안된 바와 같은, 최하위로부터 최상위 넘버링된 디바이스들)에 걸쳐, R-블록 내의 데이터의 스트라이핑 순서는 페이지(예를 들어, 최하위부터 최상위) 먼저이며, 그 후에 (모든 디바이스들에 걸쳐) 다음의 최상위 페이지, 등이며, R-블록의 최종 페이지 전반으로 계속한다. 구체적으로 R-블록(660.0)에 관하여, 예시적인 순서가 페이지(610.0P0)(플래시 다이(610.0)의 제 1 블록에서의 제 1 페이지)로 시작하며, 그 후에 페이지(610.1P0)(플래시 다이(610.1)의 제 1 블록에서의 제 1 페이지)가 후속되며, 페이지(610.65P0)(플래시 다이(610.65)의 제 1 블록에서의 제 1 페이지, 및 R-블록(660.0)의 최종 블록)로 계속하는 등이다. 예시적인 순서는 페이지(610.0P1)(플래시 다이(610.0)의 제 1 블록에서의 제 2 페이지)로 시작하며, 그 후에 페이지(610.1P1)(플래시 다이(610.1)의 제 1 블록에서의 제 2 페이지)가 후속되며, 페이지(610.65P1)(플래시 다이(610.65)의 제 1 블록에서의 제 2 페이지)로 계속하는 등이다. 예시는 동일한 순서로 계속한다. 예시적인 순서가 페이지(610.0PP)(플래시 다이(610.0)의 제 1 블록에서의 최종 페이지)로 시작하며, 그 후에 페이지(610.1PP)(플래시 다이(610.1)의 제 1 블록에서의 최종 페이지)가 후속되며, 페이지(610.65PP)(플래시 다이(610.65)의 제 1 블록에서의 최종 페이지, 및 R-블록(660.0)의 최종 블록에서의 최종 페이지)로 계속하는 등이다.
[0238] 다양한 실시예들에서, 플래시 다이(610.65...610.1 및 610.0)는 도 1a의 하나 또는 그 초과의 플래시 다이(194)의 각각의 하나들에 대응한다. 일부 실시예들에서, 플래시 다이(610.65...610.1 및 610.0)는 NVM(199)의 전부보다 작은 부분이다. 예를 들어, 다양한 실시예들에서, 데이터는 플래시 다이의 다수의 그룹들에 걸쳐 독립적으로 스트라이핑되며, 여기서 플래시 다이의 그룹들의 각각은 독립적으로 액세스가능하다.
[0239] 도 7은 FLM 및 하나 또는 그 초과의 SLM 페이지들을 갖는 2-레벨 맵을 통해 NVM에 저장되는 LB들로 LBA들을 맵핑하는 일 실시예의 선택된 상세사항들을 예시한다. 2-레벨 맵은 (단일 엘리먼트 SLM 페이지(720)로서 개념적으로 예시되는) 하나 또는 그 초과의 제 2-레벨 엘리먼트들에 커플링되는 제 1-레벨 엘리먼트(FLM(710))를 통해 구현된다. FLM은 복수의 엔트리들(SLM 페이지/길이(710.1) ...SLM 페이지/길이(710.M))을 포함한다. FLM의 엔트리들의 각각은 (SLM 페이지(720)와 같은) SLM 페이지들 중 하나를 포인팅한다. SLM 페이지는 복수의 엔트리들(LB 페이지/길이(720.1)...LB 페이지/길이(720.N))을 포함한다. SLM 페이지들의 엔트리들의 각각은 데이터가 시작하는 NVM에서의 위치(예를 들어, 적어도 LBA에 대한 호스트 기록 데이터의 시작을 저장하는 판독 유닛)를 포인팅한다. 디바이더(정수 디바이더(722))는 어느 FLM 엔트리를 선택할지 및 (선택된 FLM 엔트리에 의해 포인팅되는 SLM 페이지 내의) 어느 SLM 엔트리를 선택할지를 결정하기 위해 착신 LBA를 분할하기 위해, 예를 들어, 프로그램가능한 하드웨어 레지스터(SLM 엔트리들/SLM 페이지(CSR)(723))로부터 파라미터를 수신한다. 디바이더는 FLM 및 SLM 페이지들에 커플링된다.
[0240] 다양한 실시예들에서, 도면은 도 1a의 맵(141) 및/또는 테이블(143)에 관련되는 선택된 상세사항들을 예시한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 맵(141) 및/또는 테이블(143)은 FLM의 하나 또는 그 초과의 엔트리들 및/또는 SLM의 하나 또는 그 초과의 엔트리들과 같은 맵핑 정보의 하나 또는 그 초과의 캐시들을 구현한다. FLM 및/또는 SLM의 전체 이미지는 NVM(예를 들어, 도 1a의 NVM(199))의 일부분에 유지되며, 예를 들어, 캐시들이 이전에 캐시된 FLM 및/또는 SLM 엔트리를 교체할 때 업데이트된다. 일부 실시예들에서, FLM 및/또는 SLM 전체 이미지들은 롤링 또는 핑-퐁 체크포인트들을 통해 구현되며, 체크포인트들의 각각은 각각의 전체 맵 이미지의 일부분이다.
[0241] 동작에서, LBA(721)는 정수 디바이더(722)에 제시된다. 디바이더는 SLM 엔트리들/SLM 페이지(CSR)(723)에 의해 제공된 바와 같이, SLM 페이지 당 SLM 엔트리들의 수에 의해 LBA를 나누어, 몫(FLM 인덱스(722Q)) 및 나머지(SLM 페이지 인덱스(722R))를 발생시킨다. 몫은 FLM 엔트리들 중 하나를 선택하도록 이용되며, 선택된 FLM 엔트리의 페이지 필드가 판독된다(SLM 포인터(710S)). 페이지 필드는 SLM 페이지들 중 하나(예를 들어, SLM 페이지(720))를 선택하도록 이용되며, 나머지는 선택된 SLM 페이지의 엔트리를 선택하도록 이용된다. 선택된 SLM 페이지 엔트리의 페이지 필드는 특정 판독 유닛과 같은 NVM에서의 특정 위치를 선택하도록 이용되며, 여기서 적어도 제시된 LBA에 대응하는 LB의 시작이 저장된다(LB 포인터(720L)). 다양한 실시예들에서, LB 포인터는 NVM의 판독 유닛의 어드레스(예를 들어, 도 2의 판독 유닛 어드레스(223))를 포함한다. 일부 실시예들에서, 각각의 SLM 엔트리들의 각각은 필드 인코딩, 예를 들어, 각각의 SLM 엔트리의 각각의 LB의 데이터와 관련되는 길이 및/또는 범위를 포함한다. 예를 들어, 범위는 각각의 LB의 (에러 정정된) 데이터를 결정하기 위해 모든 정보(비정정된 데이터 및 관련된 에러 정정 체크 비트들)를 획득하도록 얼마나 많은 (인접한) 판독 유닛들이 액세스되는지를 설명한다. 그 예에 계속하여, 길이는 얼마나 많은 판독되는 정보(예를 들어, 도 2의 판독 유닛들의 길이(225)에 의해 예시된 바와 같은 판독 유닛들로)가 각각의 LB의 데이터에 대응하는지를 설명한다. 일부 실시예들에서, 각각의 FLM 엔트리들의 각각은 필드 인코딩, 예를 들어, FLM 엔트리의 페이지 필드에 의해 특정되는 각각의 SLM 페이지의 전체를 판독하는 것과 관련되는 길이 및/또는 범위를 포함한다. 예를 들어, 범위는 각각의 SLM 페이지의 (에러 정정된) 데이터를 결정하기 위해 모든 정보(비정정된 데이터 및 관련된 에러 정정 체크 비트들)를 획득하도록 얼마나 많은 (인접한) 판독 유닛들이 액세스되는지를 설명한다. 그 예에 계속하여, 길이는 얼마나 많은 판독되는 정보(예를 들어, 도 2의 판독 유닛들의 길이(225)에 의해 예시된 바와 같은 판독 유닛들로)가 각각의 SLM 페이지의 데이터에 대응하는지를 설명한다.
[0242] 다양한 실시예들에서, 몫은 SLM 페이지들의 완전히 관련된 캐시와 같은, 캐시를 액세스하기 위한 키로서 이용된다. 특정 SLM 페이지에 대한 캐시에서의 히트(hit)가 존재하는 경우에, 특정 SLM 페이지의 최신 카피가 NVM을 액세싱하지 않고서 캐시에서 발견된다. 복수의 SLM 페이지들에 대한 고속 액세스를 제공하는 것은 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, NVM에 대한 랜덤 액세스들 및/또는 NVM에 대한 순차적 데이터 액세스들의 복수의 독립적 스트림들의 더 효율적인 프로세싱을 가능하게 한다(예를 들어, LBA들의 제 1 구역에 대한 순차적 데이터 액세스들의 제 1 스트림은 LBA들의 제 2 구역에 대한 순차적 데이터 액세스들의 제 2 스트림으로 배치된다).
판독 유닛 길이-관련된 정보 인코딩
[0243] 호스트 논리적 블록 어드레스들을 NVM 논리적 페이지 어드레스들로 맵핑하기 위해 이용되는 데이터 구조는 SSD 제어기(100)와 NVM(199) 사이에 전송되는 데이터의 인접한 판독 유닛들의 수를 제어하기 위해 이용되는 데이터 길이-관련된 정보, 예를 들어 도 2의 판독 유닛들의 길이(225)를 포함한다. 도 2-5 및 도 7에 관하여 상술한 바와 같이, 맵핑 구조는 호스트 스토리지 어드레스를 NVM 판독 유닛의 어드레스를 특정하는 NVM 논리적 페이지 번호(LPN)로 변환한다. 판독 유닛의 비-헤더 데이터의 제 1 바이트의 위치는 각 판독 유닛의 시작에서(도 4a, 4b)의 헤더 정보에 의해 특정된다. 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 예를 들어, NVM 공간 리사이클링(R-블록 리사이클링)에 의한 이용을 위해, 비교적 더 정밀한 길이 정보를 제공하는 것은, 성능 및/또는 효율성을 개선한다. 다양한 실시예들에서, 모든 데이터를 획득하는 것을 보장하기 위해 전송할 인접한 판독 유닛들의 수 및 비교적 정밀한 데이터 크기 둘 다를 특정하는 맵 엔트리들에 의해 비교적 더 정밀한 길이 정보가 제공된다. 다양한 실시예들에 관한 선택된 상세사항들은 데이터 길이 및 범위의 값들을 획득하기 위해 데이터 길이 및 범위, 및 인코딩된 길이 정보의 디코딩의 예들을 예시하는 개념도인, 도 8에 예시된다.
[0244] 도 8의 상부 부분은 개념적으로 도 2와 유사하다(동일한 참조 부호들은 동일한 엘리먼트들에 대응한다). 그러나, 도 8에 의해 예시되는 실시예들은 판독 유닛들의 길이(225) 대신에 또는 그에 더하여 인코딩된 길이 정보(822)를 포함한다. 도 8의 중간 부분은 인코딩된 길이 정보(822)를 길이 숫자(834A) 및 범위 숫자(832A)로 변환하는, 길이/범위 디코드(830)를 예시한다. 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 도 2의 판독 유닛들의 길이(225)는 범위 숫자(832A)의 일 실시예이다.
[0245] 도 8의 바닥부는 데이터 이미지(854)를 포함하는 7개의 인접한 판독 유닛들(RU들(852) 및 또한 데이터(850)로서 예시됨)의 시퀀스를 예시한다. 어구 "데이터 이미지"는 도 8에 예시된 바와 같이, 일부 이용 시나리오들에서 판독 유닛 경계들과 정렬하며 다른 이용 시나리오들에서 판독 유닛 경계들과 정렬하지 않는 관련의 특정 데이터 바이트들을 지칭한다. 도 8의 바닥 부분은 각각 길이(834) 및 범위(832)로서 용어들 "길이" 및 "범위"의 예들을 예시한다. "범위" 숫자는 개념적 그룹(RU들(852))으로서 SSD 제어기(100)와 NVM(199) 사이에 전송되는 인접한 판독 유닛들의 수를 지칭한다. 전송된 판독 유닛들은 관련된 데이터 바이트들, 예를 들어, 데이터 이미지를 포함한다. 다른 한편, 길이 숫자는 전송된 판독 유닛들 내에 포함되는 데이터 이미지(854)의 크기를 지칭한다. 일부 조건들에서, 도 8에 예시된 바와 같이, 데이터 이미지의 크기는 데이터 이미지를 포함하는 인접한 판독 유닛들의 크기보다 작다. 얼마나 많은 판독 유닛들을 전송할지, 예를 들어, 전송의 범위에 관한 정보는 예를 들어, 데이터 전송을 개시하고 제어하기 위해 도 1a의 디바이스 인터페이스 논리(191)의 스케줄링 모듈(193)에 의해 이용된다. 데이터 이미지(854)의 크기, 예를 들어, 데이터 이미지의 길이에 관한 정보는 예를 들어, R-블록들을 리사이클링할 때 빈 그리고 사용된 NVM 공간을 트래킹하기 위해 도 1a의 리사이클러(151)에 의해 이용된다.
[0246] 다양한 실시예들에서, 판독 유닛들은 고정된 크기, 예를 들어 512 바이트들 또는 2048 바이트들을 갖는다. 다른 실시예들에서, NVM은 하나 또는 그 초과의 구역들을 포함하며, 각 구역에서의 판독 유닛들은 각각의 고정된 크기를 갖지만, 그 구역들의 제 1 구역에서의 판독 유닛들의 각각의 고정된 크기는 그 구역들의 제 2 구역에서의 판독 유닛들의 각각의 고정된 크기와 다르다. 고정된 크기 판독 유닛들에 대해, 길이 및 범위는 판독 유닛들의 어떤 수의 관점으로 표현되는데, 예를 들어, 도 8에 예시된 바와 같이, 길이 = 6.1개의 판독 유닛들, 및 범위 = 7개의 판독 유닛들이다. 예를 들어, 범위는 판독 유닛들의 양의 정수(예를 들어, 7개의 인접한 RU들(852))로서 표현되며, 길이는 판독 유닛들의 음이 아닌 실수로서 표현된다(예를 들어, 데이터 이미지(854)의 길이의 6.1개의 판독 유닛들).
[0247] 일부 조건들에서, 데이터 이미지(예를 들어, 데이터 이미지(854))는 판독 유닛 경계들(예를 들어, 판독 유닛의 제 1 및 최종 바이트들)과 정확하게 정렬하지 않지만, 경계를 시작하는 판독 유닛 후에 시작하고 경계를 종료하는 판독 유닛 전에 종료한다. 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 비-정렬된 데이터 이미지들은 서로 가까이 근접하여 위치되어(예를 들어, 하나의 종료는 다른 하나의 시작 근처에 있음), 낭비되는 NVM 공간을 최소화함으로써 데이터가 NVM에 더 타이트하게 패킹되게 할 수 있다. 비-정렬은 데이터 이미지의 제 1 바이트(또는 일부 실시예들에서 동등하게, 최종 바이트)의 정확한 위치를 식별할 필요성을 발생시킨다. 도 4a, 4b 및 5는 판독 유닛 내에서 데이터 이미지가 시작하는 것을 정밀하게 표시하기 위해 판독 유닛들의 시작에서 헤더들의 이용을 예시하며, 단일 판독 유닛 내의 다수의 데이터 이미지들이 가능함을 예시한다.
[0248] 전술한 개념들의 4개의 예들을 고려한다. 그 예들의 각각에 대해, NVM의 판독 유닛은 512B의 고정된 길이를 갖는다. 예 1에서, 제 1 4KB 구역은 400B(400 바이트들) 크기로 압축된다. 400B는 (공간을 남겨두면서) 단일 판독 유닛 내에 저장가능하다. 400B는 전적으로 단일 판독 유닛 내에 포함되기 때문에(예를 들어, 저장된 데이터를 판독하기 위해 단일 판독 유닛이 판독됨) 저장된 데이터(데이터 이미지)는 1개의 판독 유닛의 범위를 갖는 것이다. 저장된 데이터는 대약 0.8 판독 유닛들의 길이를 갖는다.
[0249] 예 2에서, 4KB 구역은 압축불가능하며, 8개의 연속하는 판독 유닛들 내에 저장된다. 저장된 데이터는 8개의 인접한 판독 유닛들의 전부 또는 일부분들을 점유한다(8개의 판독 유닛들의 범위에 대응하며, 예를 들어, 저장된 데이터를 판독하기 위해 8개의 인접한 판독 유닛들이 판독된다). 저장된 데이터는 판독 유닛들의 수로서 표현될 때, 대략 7.8개의 판독 유닛들과 동일한, 4KB의 길이를 갖는다. 예 3에서, 2KB 구역은 1KB 크기로 압축되며, 2개의 인접한 판독 유닛들 내에 저장되며(2개의 판독 유닛들의 범위에 대응하며, 예를 들어, 저장된 데이터를 판독하기 위해 2개의 인접한 판독 유닛들이 판독되며), 대략 2.0개의 판독 유닛들의 길이를 갖는다. 마지막으로, 예 4에서, 1KB 구역은 압축불가능하며, 3개의 인접한 판독 유닛들 내에 저장되며, 예를 들어, 저장된 데이터는 제 1 판독 유닛 도중에 시작하고, 제 2 판독 유닛 내내 연장하며, 제 3 판독 유닛 내에서 종료한다. 데이터는 전체적으로 3개의 인접한 판독 유닛들 내에 포함되며(3개의 판독 유닛들의 범위에 대응하며, 예를 들어, 저장된 데이터를 판독하기 위해 3개의 인접한 판독 유닛들이 판독되며), 2.0개의 판독 유닛들보다 약간 적은 길이를 갖는다.
[0250] 일부 실시예들에서, 길이 및 범위는 인코딩된 길이 정보(822) 내의 별개의 수들로서 완전히 인코딩되며, 다양한 다른 실시예들에서 여러 비트들을 이용하여 길이를 인코딩하기 위해 그리고 단지 매우 약간의 비트들을 이용하여 범위 오프셋을 인코딩하기 위해 더 효율적이며 및/또는 길이 측정의 더 큰 정밀성을 제공한다. 실제 범위 수(예를 들어, 전송되는 인접한 판독 유닛들의 수)는 그 후에 더 정밀한 길이 수를 다양한 미리 결정된 방식들로의 범위 오프셋과 조합함으로써 도출된다.
[0251] 다양한 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 길이는 포맷 <X.Y>를 갖는 고정-소수점 실수로서 인코딩되며, 여기서 X는 판독 유닛들의 정수를 표현하며 Y는 판독 유닛의 분수를 표현한다. 길이에 대한 전술한 표현은 압축된 데이터가 R-블록 리사이클링에 대해 더 정확하게 처리되게 허용하는 입도들을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 분수 부분 Y를 인코딩하기 위해 이용되는 비트들의 수 k는 2^k개의 압축된 논리적 블록들이 단일 유닛 내에 맞춰지게 허용하도록 선택되는 한편, 다른 실시예들에서, 분수 부분 Y의 비트들의 수는 2^(k-1)개의 압축된 논리적 블록들이 단일 판독 유닛 내에 맞춰지게 허용하도록 선택된다. 특정 예에서, X-부분을 표현하기 위해 4개의 비트들이 이용되며, Y-부분을 위해 추가의 4개의 비트들이 이용된다.
[0252] 일부 실시예들에서, 부호 S에 의해 지정되는, 범위 오프셋은 인코딩된 길이 정보(822)의 일 비트 서브-필드로서 인코딩된다. 따라서 S는 {0,1}로부터 선택된 값을 갖는다. 실제 범위 수(예를 들어, 전송할 인접한 판독 유닛들의 수)를 결정하기 위해, 오프셋 S의 값은 X+1의 값에 가산되며, 여기서 X는 길이 수 <X.Y>의 정수 부분이다. 범위 수와 길이 수의 정수 부분 사이의 차이가 1과 2 사이에서 가변적이기 때문에, 때때로 결과적인 범위 수는 여분의 판독 유닛이 전송되게 야기할 것이다. 다음의 예들을 고려한다. 제 1 예에서, 길이는 6.1개의 판독 유닛들(데이터 이미지(854), 도 8)이다. 범위 수는 X+1+S = 6+1+S = 7개의 판독 유닛들이다. 그 후에 S는 제로의 값을 갖는다. 제 2 예에서, 길이는 7.0개의 판독 유닛들(예시되지 않음)이며, 범위 수는 X+1+S이다. 그 후에 심지어 S = 0이더라도, 하나의 추가적인 판독 유닛이 전송된다. 제 3 예에서, 길이는 5.1개의 판독 유닛들이며 데이터 이미지는 제 1 판독 유닛의 종료 근처에서 시작하며 최종 판독 유닛의 시작 근처에서 종료한다. 범위 수는 X+1+S = 5+1+S = 7개의 판독 유닛들이다. 따라서, 범위 오프셋의 값 S는 1이다. 1 비트의 범위 오프셋을 이용하는 실시예들에 대해, 추가적인 비트가 길이 표현을 위해 이용되도록 허용하면서, 때때로 추가적인 판독 유닛을 전송하는 것과 오프셋을 표현하기 위해 더 적은 비트들을 이용하는 것 사이의 균형이 이루어진다.
[0253] 다른 실시예들에서, 범위 오프셋 S는 인코딩된 길이 정보(822)의 2-비트 서브필드에 의해 표현되며, {0, 1, 2}로부터 선택된 값을 갖는다. 범위 수에 대한 값은 X의 값을 범위 오프셋의 값에 가산함으로써 획득되며, 따라서 X가 범위와 동일하며 S = 0인 경우, 및 X는 범위보다 2개가 적으며 S = 2인 경우를 가능하게 한다.
[0254] 또 다른 실시예들에서, 범위 오프셋 S는 인코딩된 길이 정보(822)의 2-비트 서브필드에 의해 표현되며, {-1, 0, 1}로부터 선택된 값을 갖는다. 범위 수에 대한 값은 X+1의 값을 범위 오프셋의 값에 가산함으로써 획득된다. X의 값이 (상기의 일 예에서와 같이) 범위의 값보다 2개 적은 때에, 전송되는 판독 유닛들의 올바른 수에서의 S = 1 결과들을 가능하게 하며, X의 값이 (상기 다른 예에서와 같이) 범위의 값과 동일한 때에, 전송되는 판독 유닛들의 올바른 수에서의 S = (-1) 결과들을 가능하게 한다.
[0255] 일부 실시예들에서, 범위 수에 대한 값은 X+2의 값을 범위 오프셋의 값에 가산함으로써 획득된다. 따라서, 범위 오프셋의 코딩에 따라, 일부 조합들은 전송되는 판독 유닛들의 최소 수를 발생시키며, 다른 조합들은 전송되는 하나의 추가적인 판독 유닛을 발생시킨다.
[0256] 다른 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 인코딩된 범위는 판독 유닛들의 양의 정수인 한편, 인코딩된 길이는 데이터 이미지의 판독 유닛들의 길이에 대한 값을 획득하기 위해 범위의 값으로부터 감산되는 형태 <N.M> 판독 유닛들의 고정-소수점 오프셋이다. 따라서, 길이 = (범위 - N.M) 판독 유닛들이다.
[0257] <X.Y> 포맷의 분수 Y-부분의 입도는 특정 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에 따라 변화한다. NVM 공간을 낭비하지 않는 일부 실시예들에서, 입도는 1 바이트만큼 낮도록 설정가능하다. 어드레스 조작 효율성을 증가시키기 위해 스토리지 공간을 감소시키는 일부 실시예들에서, Y의 입도는 예를 들어 1/2개의 판독 유닛, 또는 1/4개의 판독 유닛과 같은 1/2개의 판독 유닛보다 적은 판독 유닛의 어떤 분수이다.
[0258] 판독 유닛들의 전부가 동일한 크기는 아닌 실시예들에서와 같은 일부 실시예들에서, 범위는 판독 유닛들로 측정되며 길이는 판독 유닛들의 공칭 크기와 같은 고정된-크기 유닛으로 측정된다. 예를 들어, 64B의 분수 입도를 갖는 2KB 유닛들의 수로서 표현되며, 범위는 데이터 이미지를 포함하는 판독 유닛들의 수이다. 판독 유닛들의 각각의 개별적인 크기는 예를 들어, ECC 요건들에 따라 변화한다. 고정된 크기의 유닛들에서 길이를 유지하는 것은 일부 시나리오들에서, 이용되는 공간 설명의 정확성을 개선한다. 판독 유닛들의 유닛들에서 범위를 유지하는 것은 특정 데이터 이미지를 리트리브하기 위해 NVM으로부터 데이터의 최소량을 전송하게 할 수 있다.
[0259] 실시예들은 길이, 또는 대안적으로 길이 오프셋이 고정-소수점 수로서 인코딩되는 경우에 설명되었다. 길이 또는 대안적으로 길이 오프셋이 부동 소수점 수, 또는 임의의 다른 인코딩들로서 인코딩되는 경우의 다른 실시예들이 고려된다.
압축된 데이터를 위한 길이 인코딩
[0260] NVM(예를 들어, 도 1a의 NVM(199))에 저장되는 데이터를 압축하는 것은 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 개선된(더 낮은) 기록 확장(amplification)을 가능하게 한다. 압축된 데이터는 대응하는 압축해제된 데이터보다 작기 때문에, 데이터의 위치를 트래킹하는 것 및 자유 공간의 양을 트래킹하는 것은 압축된 데이터가 더 작은 것에 대한 설명이 된다.
[0261] SATA 고체-상태 디스크들(예를 들어, 도 1a의 SSD(101))과 같은 섹터-기반된 시스템들은 고정된-크기의 유닛들, 예를 들어, 섹터들에 데이터를 기록한다. 예시적인 섹터 크기들은 512, 520 및 528 바이트들이며 또는 다양한 실시예들에서 다른 크기들이다. 일부 실시예들에서, SATA SSD는 예를 들어, SSD에서의 섹터 위치들을 트래킹하는 것의 오버헤드를 감소시키기 위해, 예를 들어, 논리적 페이지(L페이지)인 유닛으로서, 8개의 인접한 섹터들과 같은 복수의 인접한 섹터들을 저장한다. 일 섹터와 같은 L페이지의 서브세트를 기록하는 것은 예를 들어, SSD의 판독-수정-기록을 통해 수행된다(그리고 일부 동작 문맥들에서 선행하는 판독 없는 기록보다 더 낮은 성능이다). 적절한 L페이지 크기를 고르는 것은 논리적-페이지-크기의 기록들보다 작은 수(데이터 기록들에서의 성능) 대 시스템 복잡도 및 맵 동작들의 성능의 균형을 이룬다. (더 작은 L페이지들은 더 적은 판독-수정-기록들을 갖지만 맵의 크기 및 맵 활동량을 증가시킨다.)
[0262] 일부 SSD들은 고정된-크기의 맵핑을 갖는다―섹터들의 그룹이 L페이지로서 처리되며, L페이지는 SSD에 의해 제어되는 NVM(예를 들어, 도 1a의 NVM(199))에서의 스토리지의 (ECC 및 시스템 오버헤드를 무시하는) 동일한-크기의 양으로 (예를 들어, 도 1a의 맵(141)을 통해) 맵핑된다.
[0263] 일부 SSD들은 손실없는 압축을 통해서와 같은, L페이지들의 데이터의 압축을 제공하며, 따라서 L페이지들의 크기들을 가변적으로 감소시킨다. NVM의 가변-크기의 구역들로의 (예를 들어, 도 1a의 맵(141)을 통한) 맵핑은 가변 크기 감소들에 대한 설명이 된다. 일부 실시예들에서, L페이지들의 가변 크기에도 불구하고 낭비되는 공간이 없도록 맵핑은 바이트 입도 상에 있다. 다른 실시예들에서, 맵핑은 다른 입도들(예를 들어, 판독 유닛의 1/4 또는 1/2) 상에 있다.
[0264] NVM에 정밀한 위치를 특정하는 것은 (NVM의 비교적 큰 크기로 인한) 비교적 큰 어드레스를 요구한다. 그러므로, 가변-크기의 L페이지들을 (공간을 낭비하지 않도록) NVM에서의 미세한 입도들로 맵핑하는 것은 비교적 더 큰 맵을 요구할 것이다(여기서, 예를 들어, 각 엔트리는 완전한 NVM 바이트 어드레스를 저장해야 한다; 도시되지 않음). 일부 실시예들에서, 맵은 데이터보다 많은 다수의 횟수들로 과다-공급됨에 따라, 맵의 크기를 증가시키는 것은 추가적인 오버헤드를 초래하며, 따라서 맵의 크기를 증가시키는 비용은 과다-공급량에 의해 크게 증가된다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 맵은 300%만큼(맵에 대해 4x 요구된 스토리지) 과다-공급된다.
[0265] 일부 실시예들에서, NVM은 판독 유닛들(예를 들어, 도 6의 판독 유닛들(610.0R0, 610.0R1, 610.0RR, 610.1R0, 610.1R1, 610.1RR, 610.65R0, 610.65R1 및 610.65RR))과 같은 유닛들로서 구현되며 및/또는 동작된다. 판독 유닛들은, 일부 실시예들에서, 에러 정정으로(예를 들어, ECC와 같은 더 낮은 레벨로) 판독가능한 NVM의 가장 미세한 입도이다. 다양한 실시예들에서, 판독 유닛들의 사용자(비-ECC) 부분은: 512 바이트들 크기, 1 KB 크기, 2 KB 크기, 임의의 다른 크기 및 가변적인 크기 중 하나 또는 둘 이상이다. 일부 실시예들에서, 판독 유닛들은 판독 유닛들을 포함하는 NVM의 블록들의 비트-에러-레이트 이력 또는 웨어(wear)와 같은 팩터들에 기초하여 크기가 가변적이다(도시되지 않음).
[0266] 판독 유닛에서 시작하는 각 L페이지에 대한 헤더와 같은, 판독 유닛들의 여분의 정보를 저장함으로써, 맵의 크기는 감소된다(도 4a, 4b 및 5). 여분 정보는 헤더를 저장하기 위해 전체 NVM 스토리지의 데이터 부분(대 추가적인 NVM 어드레스 정보를 저장하기 위해 맵 부분)을 이용하는 한편, 맵을 판독/기록하는 효율성은 일부 실시예들에서, 맵의 크기를 감소시키는 것이 바람직하도록(도 1a의 맵(141) 및 테이블(143)) 이루어진다.
[0267] (만약 있다면) 판독 유닛에서 시작하며 L페이지의 제 1 바이트가 위치되는 경우(도 4b 및 5)의 L페이지들을 표시하는 각 판독 유닛(도 4a 및 4b)에 제로 또는 하나 이상의 헤더들을 저장함으로써, 맵은 바이트 어드레스보다는 오히려, NVM에서의 판독 유닛 어드레스에 의한 L페이지들을 지칭하도록 인에이블되며, 맵의 크기가 감소된다. 전체 판독 유닛은 (정정되도록) 판독되어야 하기 때문에, 판독 유닛에서의 모든 헤더들이 이용가능하며, 헤더들은 (예를 들어, 도 4a, 4b 및 5에 관하여 예시된 바와 같이) 판독 유닛에서 시작하는 개별적인 L페이지들이 위치되는 경우에 관한 바이트-입도(또는 다른 입도) 정보를 제공할 수 있다.
[0268] 다양한 실시예들에서, L페이지에 대해 판독하기 위한 판독 유닛들의 수는 (예를 들어, L페이지의 시작을 포함하는 판독 유닛에서의 헤더에서만 보다는 오히려) 맵에 저장되어, 예를 들어, L페이지에 대한 모든 판독들을 병렬로 시작하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 맵은 각 L페이지에 대해 저장한다: L페이지의 시작을 포함하는 판독 유닛 어드레스; 및 예를 들어, 범위(도 8의 범위(832A))인, 순차적 판독 유닛들의 수와 같은, 판독할 판독 유닛들의 수.
[0269] 일부 이용 컨텍스트들에서, L페이지가 기록될 때, 이전 R-블록의 총 이용된 공간으로부터 이전의 R-블록 위치에서 소모된 L페이지가 감소되는(감산되는) 공간, 및 L페이지의 새로운 컨텐츠에 의해 이용되는 공간은 L페이지의 새로운 컨텐츠가 기록되는(일반적으로, 도 6을 참조) 새로운 R-블록의 총 이용된 공간으로 증가(가산)된다. 감소 및 증가는 L페이지의 이전 길이 및 L페이지의 새로운 길이를 이용한다. 일부 실시예들에서, 맵은 또한 L페이지 길이 정보(예를 들어, 도 8의 인코딩된 길이 정보(822))를 저장한다.
[0270] 다양한 실시예들에 따르면, R-블록에서의 총 이용가능한 공간은: 모든 R-블록들에 대해 일정한; 대부분의 R-블록들에 대해 일정한 그러나 일부 R-블록들에 대해 다른; 및 R-블록 당 변화하는 중 하나 또는 둘 이상이다. 예를 들어, 제 1 실시예에서, 불량한 블록들은 물리적 블록 맵핑을 이용하여 (양호한 블록들로) 교체된다. 제 1 실시예에서, R-블록들은 일정한 크기이다. 제 2 예시적인 실시예에서, R-블록에서의 불량한 블록들은 어드레싱 시퀀스에서 스킵되며, R-블록들은 크기가 다르다. 제 3 예시적인 실시예에서, 코드 레이트는 블록/구역의 샘플링된 비트 에러 레이트 및 블록/구역의 웨어, 에러 이력과 같은 팩터들에 기초하여 각 블록에서(또는 구역들의 일부 입도에 대해, SSD의 각 구역에서) 변화한다. 코드 레이트를 변화시키는 것은 판독 유닛 당 사용자 데이터의 양을 변화시키며, 따라서 각 R-블록의 총 크기를 변화시킨다.
[0271] 데이터가 섹터-기반되며 압축되지 않는 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 이용된 공간의 카운트는 섹터들의 유닛들로 누산된다. 데이터가 L페이지-기반되며 압축되지 않는 경우의 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 이용된 공간의 카운트는 (8개의 섹터들의 유닛들과 같은) L페이지들의 유닛들로 누산된다. L페이지들이 저장되어 압축되는 경우의 일부 실시예들 및/또는 이용 시나리오들에서, 공간 트래킹의 L페이지 또는 섹터-기반된 입도는 R-블록들에서의 이용된 공간에 대해 설명하는데 있어서 비교적 큰 부정확성들을 발생시킨다. 일부 상황들에서, 가비지 콜렉션이 R-블록의 실제 이용을 결정할 수 없으며, 리사이클링을 위한 최적 또는 비교적 더 최적인 R-블록들을 선택할 수 없기 때문에, 그 부정확성들은 성능에 비교적 큰 영향을 발생시킨다.
추가적인 구현/실시예 정보
[0272] 다양한 실시예들에서, 도 2 내지 8에 의해 예시된 바와 같은 동작들 및/또는 기능들의 전부 또는 임의의 부분들은 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 상태 머신들에 의해 구현된다. 상태 머신들의 예시적인 구현들은 하드웨어(예를 들어, 논리 게이트들 및/또는 회로, 전용된 상태 머신 회로, 또는 하드와이어드 제어 회로), 소프트웨어(예를 들어, 펌웨어 또는 마이크로코드) 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상태 머신들 중 하나 또는 둘 이상은 펌웨어, 드라이버 및/또는 애플리케이션을 통해 적어도 부분적으로 구현된다. 다양한 실시예들에서, 상태 머신들 중 하나 또는 둘 이상은 도 1a의 SSD 제어기(100)를 통해 부분적으로, CPU 코어(172)에 의해 실행되는 펌웨어를 통해 부분적으로, 도 1b의 펌웨어(106)를 통해 부분적으로, 드라이버(107)를 통해 부분적으로, 및/또는 애플리케이션(109)에 의해 부분적으로 구현된다.
[0273] 다양한 실시예들에서, 도 2 내지 8에 의해 예시되는 동작들 및/또는 기능들 중 전부 또는 임의의 부분들은 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 기술들의 임의의 조합을 통해, 도 1a의 코히런시 관리(179), 변환 관리(177) 및/또는 맵(141) 중 임의의 하나 또는 둘 이상에 의해, 그 제어하에 및/또는 그에 따라 구현된다.
예시적인 구현 기술들
[0274] 일부 실시예들에서, 예를 들어 어드레스 맵핑 기능(예를 들어, 도 1a의 맵(141)), 컴퓨팅-호스트 플래시 메모리 제어기, 및/또는 (도 1a의 SSD 제어기(100)와 같은) SSD 제어기, 및 프로세서, 마이크로프로세서, 시스템-온-칩, 응용 주문형 집적된 회로, 하드웨어 가속계, 또는 상술한 동작들의 전부 또는 일부분들을 제어하는 다른 회로의 테이블 엔트리들 내와 같은 길이-관련된 정보를 인코딩하기 위한 다양한 기술들을 이용하여 스토리지 어드레스 공간의 NVM 어드레스, 범위 및 길이 맵핑/변환을 구현하기 위해 수행되는 동작들의 전부 또는 일부분들의 다양한 조합들은 컴퓨터 시스템에 의한 프로세싱과 호환가능한 사양에 의해 특정된다. 그 사양은 하드웨어 설명 언어들, 회로 설명들, 네트리스트(netlist) 설명들, 마스크 설명들 또는 레이아웃 설명들과 같은 다양한 설명들에 따른다. 예시적인 설명들은 베릴로그(Verilog), VHDL, SPICE, PSpice, IBIS, LEF, DEF, GDS-II, OASIS 또는 다른 설명들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 프로세싱은 하나 또는 그 초과의 집적된 회로들 상의 포함을 위해 적합한 논리 및/또는 회로를 생성하고, 검증하거나 특정하기 위해 번역, 컴파일화, 시뮬레이션 및 합성의 임의의 조합을 포함한다. 다양한 실시예들에 따른 각 집적된 회로는 다양한 기술들에 따라 설계가능하고 및/또는 제조가능하다. 기술들은 (필드 또는 마스크 프로그램가능한 게이트 어레이 집적된 회로와 같은) 프로그램가능한 기술, (전적으로 또는 부분적으로 셀-기반된 집적된 회로와 같은) 세미-커스톰 기술, 및 (실질적으로 전문화되는 집적된 회로와 같은) 풀-커스톰 기술, 그의 임의의 조합, 또는 집적된 회로들의 설계 및/또는 제조와 호환가능한 임의의 다른 기술을 포함한다.
[0275] 일부 실시예들에서, 그 내에 저장되는 명령들의 세트를 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체에 의해 설명된 바와 같은 동작들 중 전부 또는 일부분들의 다양한 조합들은 하나 또는 그 초과의 명령들의 실행 및/또는 번역에 의해, 하나 또는 그 초과의 소스 및/또는 스크립트 언어 구문들의 번역 및/또는 컴파일링에 의해, 또는 프로그래밍 및/또는 스크립팅 언어 구문들에 표현된 정보를 컴파일링, 변환 및/또는 번역함으로써 생성되는 이진 명령들의 실행에 의해 수행된다. 구문들은 임의의 표준 프로그래밍 또는 스크립팅 언어(C, C++, 포트란, 파스칼, 에이더(Ada), 자바, VBscript 및 쉘(Shell))와 호환가능하다. 프로그램 명령들, 언어 구문들 또는 이진 명령들 중 하나 또는 그 초과의 것은 임의선택적으로 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체 엘리먼트들 상에 저장된다. 다양한 실시예들에서, 프로그램 명령들 중 일부, 전부 또는 다양한 부분들은 하나 또는 그 초과의 기능들, 루틴들, 서브루틴들, 인-라인 루틴들, 절차들, 매크로들 또는 그의 일부분들로서 실현된다.
결론
[0276] 특정 선택들은 텍스트 및 도면들을 준비하는데 있어서 단지 편의를 위한 설명으로 이루어진 것이며 반대에 대한 표시가 존재하지 않는 한 그 선택들은 설명된 실시예들의 구조 또는 동작에 관한 추가적인 정보를 전달하는 대로 해석되어서는 안 된다. 선택들의 예들은: 도면 넘버링을 위해 이용되는 지시들의 특정 조직 및 할당 및 실시예들의 특징들 및 엘리먼트들을 식별하고 참조하기 위해 이용되는 엘리먼트 식별자들(예를 들어, 발호들(callouts) 또는 수치적 지시자들)의 특정 조직 또는 할당을 포함한다.
[0277] 용어들 "포함하다" 또는 "포함하는"은 구체적으로 개방형 범위의 논리적 세트들을 설명하는 관념들로서 해석되도록 의도되며 용어 "내의(within)"가 명시적으로 후속되지 않는 한 물리적 억제를 전달하도록 의미하지 않는다.
[0278] 전술한 실시예들이 설명 및 이해의 명확성의 목적들을 위해 일부 상세에서 설명되었더라도, 본 발명은 제공된 상세사항들에 제한되지 않는다. 본 발명의 많은 실시예들이 존재한다. 개시된 실시예들은 예시적이며 제한적이지 않다.
[0279] 구성, 배치 및 이용에서의 많은 변형들이 설명에 일치하여 가능하며, 발행된 특허의 청구범위들의 범위 내에 있다. 예를 들어, 상호접속 및 기능-유닛 비트-폭들, 클록 속도들 및 이용되는 기술의 타입은 각 컴포넌트 블록에서의 다양한 실시예들에 따라 가변적이다. 상호접속 및 논리에 제공되는 명칭들은 단지 예시적이며, 설명된 개념들을 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 플로우차트 및 흐름도 프로세스, 동작 및 기능 엘리먼트들의 순서 및 배치는 다양한 실시예들에 따라 가변적이다. 또한, 구체적으로 반대로 서술되지 않는 한, 특정된 값 범위들, 이용되는 최대 및 최소 값들, 또는 (플래시 메모리 기술 타입들; 및 레지스터들 및 버퍼들에서의 엔트리들 또는 스테이지들의 수와 같은) 다른 특정 사양들은 단지 설명된 실시예들이며, 구현 기술에서의 개선들 및 변경들을 트래킹하는 것이 예상되며, 제한들로서 해석되어서는 안 된다.
[0280] 기술분야에 알려지는 기능적으로 동등한 기술들은 다양한 컴포넌트들, 서브-시스템들, 동작들, 기능들, 루틴들, 서브-루틴들, 인-라인 루틴들, 절차들, 매크로들 또는 그의 일부분들을 구현하기 위해 설명된 것들 대신에 사용가능하다. 또한 실시예들의 많은 기능적 양상들이 (이전에 하드웨어에서의 기능들의 소프트웨어로의 이송을 용이하게 하는) 더 빠른 프로세싱 및 (이전에 소프트웨어에서의 기능들의 하드웨어로의 이송을 용이하게 하는) 더 높은 집적 밀도의 실시예 종속 설계 제약들 및 기술 트렌드들의 기능으로서, 하드웨어(일반적으로 전용된 회로) 또는 (예를 들어, 프로그램된 제어기 또는 프로세서의 일부 방법을 통한) 소프트웨어로 선택적으로 실현가능함이 이해된다. 다양한 실시예들에서의 특정 변형들은: 분할에서의 차이들; 서로 다른 형태 팩터들 및 구성들; 서로 다른 운영 시스템들 및 다른 시스템 소프트웨어의 이용; 서로 다른 인터페이스 표준들, 네트워크 프로토콜들 또는 통신 링크들의 이용; 및 특정 애플리케이션의 고유한 엔지니어링 및 비지니스 제약들에 따라 본원에 설명되는 개념들을 구현할 때 예상되는 다른 변형들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
[0281] 실시예들은 설명된 실시예들의 많은 양상들의 최소 구현을 위해 요구되는 것을 훨씬 넘어서는 상세 및 환경적 문맥으로 설명되었다. 당업자는 일부 실시예들이 나머지 엘리먼트들 중에 기본 협동을 변경하지 않고서 개시된 컴포넌트들 또는 특징들을 생략하는 것을 인식할 것이다. 따라서 설명된 실시예들의 다양한 양상들을 구현하기 위해 개시된 상세사항들의 다수가 요구되지 않음이 이해된다. 나머지 엘리먼트들이 종래 기술로부터 구별가능한 범위까지, 생략되는 컴포넌트들 및 특징들은 본원에 설명되는 개념들로 제한되지 않는다.
[0282] 설계에서의 모든 그와 같은 변형들은 설명된 실시예들에 의해 전달되는 교시들에 비해 미약한 변경들이다. 또한 본원에 설명되는 실시예들은 다른 컴퓨팅 및 네트워킹 애플리케이션들에 대한 광범위한 적용가능성을 가지며, 설명되는 실시예들의 특정 애플리케이션 또는 산업에 제한되지 않음이 이해된다. 본 발명은 따라서 발행된 특허의 청구범위의 범위 내에 포괄되는 모든 가능한 변경들 및 변형들을 포함하는 것으로 해석되는 것이다.

Claims (20)

  1. 방법으로서,
    스토리지 공간 어드레스에서 복수의 페이지들 중 특정의 하나의 페이지 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 하나 또는 그 초과의 비-휘발성 메모리들의 복수의 판독 유닛들 중 하나의 판독 유닛 어드레스를 결정하는 단계;
    상기 페이지 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 판독 유닛들의 정수 의 수(integer number)를 특정하는 범위(span)를 결정하는 단계;
    상기 페이지 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 판독 유닛들보다 더 미세한 입도를 갖는 유닛들의 길이를 결정하는 단계;
    상기 판독 유닛 어드레스 및 상기 범위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 특정 페이지와 관련되는 데이터를 판독하는 단계 ―상기 판독하는 단계는 판독 유닛들 중 정수 N개의 판독 유닛들을 액세싱하는 단계를 포함하며, 상기 N은 상기 범위에 적어도 부분적으로 기초함―;
    상기 데이터 기록에 응답하여, 상기 길이에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 비-휘발성 메모리들의 공간 이용 정보를 업데이팅하는 단계
    를 포함하며,
    상기 판독 유닛들의 각각은 상기 비-휘발성 메모리들로부터 판독가능한 최소 양자들(quanta)의 정정가능한 데이터이며; 그리고
    상기 판독 유닛들 중 정수 N개의 판독 유닛들들 중 적어도 하나는 상기 특정 페이지와 관련된 데이터의 적어도 일부 및 상기 페이지들 중 적어도 다른 하나와 관련되는 적어도 일부 데이터를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판독 유닛 어드레스를 결정하는 단계는 상기 페이지들의 각각을 상기 판독 유닛들의 각각의 것들의 각각의 판독 유닛 어드레스들로 맵핑하는 단계를 포함하며, 상기 판독 유닛 어드레스는 상기 특정 페이지가 맵핑되는 각각의 판독 유닛 어드레스이며;
    상기 범위를 결정하는 단계는 페이지들의 각각을 상기 판독 유닛들의 각각의 정수의 수들을 특정하는 각각의 범위들로 맵핑하는 단계를 포함하며, 상기 범위는 상기 특정 페이지가 맵핑되는 각각의 범위이며; 그리고
    상기 길이를 결정하는 단계는 페이지들의 각각을 상기 판독 유닛들보다 더 미세한 입도를 갖는 유닛들의 각각의 길이들로 맵핑하는 단계를 포함하며, 상기 길이는 상기 특정 페이지가 맵핑되는 각각의 길이인, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    맵 테이블의 복수의 엔트리들 중 특정의 하나를 액세싱하는 단계를 더 포함하며, 상기 맵 테이블은 상기 페이지들의 각각을 맵 테이블 엔트리들의 각각의 하나와 관련시키며, 상기 특정 페이지는 특정 맵 테이블 엔트리와 관련되며, 그리고
    상기 액세싱하는 단계는, 상기 특정 페이지를 상기 판독 유닛 어드레스로 맵핑하는 단계, 상기 특정 페이지를 상기 범위로 맵핑하는 단계, 및 상기 특정 페이지를 상기 길이로 맵핑하는 단계를 포함하며, 상기 특정 맵 엔트리는 각각의 범위, 각각의 어드레스 및 각각의 길이를 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-휘발성 메모리들은 복수의 별개로 기록가능한 비-휘발성 메모리 페이지들을 포함하며; 그리고
    상기 별개로 기록가능한 비-휘발성 메모리 페이지들의 각각은 복수의 판독 유닛들을 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터를 판독하는 단계는 액세스된 판독 유닛들에 포함되는 헤더를 파싱하는 단계를 포함하며, 상기 헤더는 상기 특정 페이지와 관련되는 데이터를 식별하는 오프셋을 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 기록에 응답하여, 상기 특정 페이지와 관련되는 데이터의 길이에 따라 길이를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 데이터를 기록하는 단계는 상기 특정 페이지와 관련되는 데이터의 크기를 감소시키는 단계를 포함하며, 상기 특정 페이지의 각각의 길이는 상기 특정 페이지와 관련되는 데이터의 감소된 크기의 길이에 따르는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 감소시키는 단계는 압축하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 기록에 응답하여, 상기 특정 페이지와 관련되는 데이터의 리트리브(retrieval)에 대해 액세스하기 위해 상기 판독 유닛들의 수에 따라 상기 특정 페이지의 각각의 범위를 업데이팅하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 페이지는 제 1 페이지이고, 상기 길이는 제 1 길이이며, 상기 제 1 길이는 상기 페이지들 중 제 2 페이지와 관련되는 제 2 길이과 다른, 방법.
  11. 방법으로서,
    호스트 스토리지 공간 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 전송량 입도의 유닛들의 전송량 값을 설명하는 엘리먼트, 및 공간량 입도의 유닛들의 공간량 값을 결정하는 단계;
    상기 엘리먼트에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 전송량 값 및 상기 공간량 값을 결정하는 단계;
    비-휘발성 메모리(NVM)로부터, 상기 전송량 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 호스트 스토리지 공간 어드레스에 대응하는 데이터를 판독하는 단계;
    상기 공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 NVM의 공간 이용 정보를 트래킹하는 단계
    를 포함하며,
    상기 전송량 입도는 상기 공간량 입도보다 더 큰, 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송량 값은 상기 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터의 정수배를 나타내는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터는 생(raw) 데이터 부분 및 상기 생 데이터 부분과 관련되는 하위-레벨 에러-정정 코드 비트들에 대응하는, 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터의 적어도 일부분을 변환하는 단계 및 상기 호스트 스토리지 공간 어드레스를 특정하는 상기 호스트로부터의 판독 요청에 응답하여 상기 호스트에 상기 변환하는 단계의 결과들의 적어도 일부분을 리턴하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 변환하는 단계는 압축해제하는(uncompressing) 단계 및 복호화(decrypting) 단계 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  16. 프로세싱 엘리먼트에 의해 실행될 때 프로세싱 엘리먼트로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령들의 세트가 저장되어 있는 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 동작들은,
    호스트 스토리지 공간 어드레스에 적어도 부분적으로 기초하여, 전송량 입도의 유닛들의 전송량 값을 설명하는 엘리먼트, 및 공간량 입도의 유닛들의 공간량 값을 결정하는 것;
    상기 엘리먼트에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 전송량 값 및 상기 공간량 값을 결정하는 것;
    비-휘발성 메모리(NVM)로부터, 상기 전송량 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 호스트 스토리지 공간 어드레스에 대응하는 데이터를 판독하는 것;
    상기 공간량 값에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 NVM의 공간 이용 정보를 트래킹하는 것
    을 포함하며,
    상기 전송량 입도는 상기 공간량 입도보다 더 큰, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 전송량 값은 상기 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터의 정수배를 표현하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터는 생 데이터 부분 및 상기 생 데이터 부분과 관련되는 하위-레벨 에러-정정 코드 비트들에 대응하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 엘리먼트의 제 1 서브-엘리먼트는 상기 전송량 값을 포함하며 상기 엘리먼트의 제 2 서브-엘리먼트는 상기 공간량 값을 포함하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 엘리먼트의 제 1 서브-엘리먼트는 상기 전송량 값을 표시하는 정수를 포함하며, 상기 엘리먼트의 제 2 서브-엘리먼트는 상기 NVM으로부터 판독가능한 최소 양자들의 에러-정정가능한 데이터보다 적은 데이터의 양을 표시하는 분수(fraction)를 포함하며, 조합한 상기 정수 및 상기 분수는 상기 공간량 값에 대응하는, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
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