KR20180092422A - 데이터 저장 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

데이터 저장 장치는 복수의 메모리 영역들을 포함하는 메모리 블록을 포함하는 비휘발성 메모리 장치; 및 서든 파워 오프에 응답하여 상기 복수의 메모리 영역들을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 제1 메모리 영역을 서치하고, 상기 제1 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 상기 메모리 블록에서 타겟 메모리 영역을 결정하고, 상기 타겟 메모리 영역을 위해 복구 동작을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.

Description

데이터 저장 장치 및 그것의 동작 방법{DATA STORAGE DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 데이터 저장 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 데이터 저장 장치에 관한 것이다.
데이터 저장 장치는 외부 장치의 라이트 요청에 응답하여, 외부 장치로부터 제공된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 또한, 데이터 저장 장치는 외부 장치의 리드 요청에 응답하여, 저장된 데이터를 외부 장치로 제공하도록 구성될 수 있다. 외부 장치는 데이터를 처리할 수 있는 전자 장치로서, 컴퓨터, 디지털 카메라 또는 휴대폰 등을 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치는 외부 장치에 내장되어 동작하거나, 분리 가능한 형태로 제작되어 외부 장치에 연결됨으로써 동작할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 서든 파워 오프의 반복적인 발생시 복구 동작을 효과적으로 수행할 수 있는 데이터 저장 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치는 복수의 메모리 영역들을 포함하는 메모리 블록을 포함하는 비휘발성 메모리 장치; 및 서든 파워 오프에 응답하여 상기 복수의 메모리 영역들을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 제1 메모리 영역을 서치하고, 상기 제1 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 상기 메모리 블록에서 타겟 메모리 영역을 결정하고, 상기 타겟 메모리 영역을 위해 복구 동작을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 방법은 서든 파워 오프에 응답하여 메모리 블록에 포함된 복수의 메모리 영역들을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써, 에러 정정에 성공하는 제1 메모리 영역을 서치하는 단계; 상기 제1 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 상기 메모리 블록에서 타겟 메모리 영역을 결정하는 단계; 및 상기 타겟 메모리 영역을 위해 복구 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치 및 그것의 동작 방법은 서든 파워 오프의 반복적인 발생시 복구 동작을 효과적으로 수행할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 도시한 블록도,
도2는 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도3은 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도4는 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도5는 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도6은 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도7은 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도8은 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도9는 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도10은 복구부의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면,
도11은 데이터 저장 장치의 동작 방법을 예시적으로 도시하는 순서도,
도12는 데이터 저장 장치의 동작 방법을 예시적으로 도시하는 순서도,
도13은 데이터 저장 장치의 동작 방법을 예시적으로 도시하는 순서도,
도14는 컨트롤러의 맵 업데이트 방법을 도시하는 도면,
도15는 컨트롤러의 맵 업데이트 방법을 예시적으로 도시하는 순서도,
도16은 본 발명의 실시 예에 따른 SSD를 도시하는 블록도,
도17은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치가 적용된 데이터 처리 시스템을 도시하는 블록도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치(10)를 도시한 블록도이다.
데이터 저장 장치(10)는 외부 장치의 라이트 요청에 응답하여, 외부 장치로부터 제공된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 또한, 데이터 저장 장치(10)는 외부 장치의 리드 요청에 응답하여, 저장된 데이터를 외부 장치로 제공하도록 구성될 수 있다.
데이터 저장 장치(10)는 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 카드, CF(Compact Flash) 카드, 스마트 미디어 카드, 메모리 스틱, 다양한 멀티 미디어 카드(MMC, eMMC, RS-MMC, MMC-micro), SD(Secure Digital) 카드(SD, Mini-SD, Micro-SD), UFS(Universal Flash Storage) 또는 SSD(Solid State Drive) 등으로 구성될 수 있다.
데이터 저장 장치(10)는 컨트롤러(100) 및 비휘발성 메모리 장치(200)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(100)는 외부 장치로부터 전송된 라이트 요청에 응답하여 비휘발성 메모리 장치(200)의 메모리 블록들(BK~BKi)에 데이터를 저장하고, 외부 장치로부터 전송된 리드 요청에 응답하여 비휘발성 메모리 장치(200)에 저장된 데이터를 리드하여 외부 장치로 출력할 수 있다.
컨트롤러(100)는 복구부(110)를 포함할 수 있다.
복구부(110)는 데이터 저장 장치(10)에서 서든 파워 오프가 발생했을 때, 비휘발성 메모리 장치(200)에서 일부는 데이터를 저장하고 나머지는 아직 비어있는 적어도 하나의 메모리 블록(BK)에 대해 복구 동작을 수행할 수 있다. 본 발명에서 복구 동작은, 메모리 블록(BK)에서 서든 파워 오프에 의해 변형된 데이터를 동일한 메모리 블록(BK)의 다른 메모리 영역으로 카피하기 위해 수행될 수 있다. 또한, 복구부(110)는 서든 파워 오프의 반복으로 인해 중단된 복구 동작을 재개할 수 있도록, 복구 동작의 진행 정보를 트랜잭션 데이터, 즉, 트랜잭션 시작 및 종료 데이터로서 저장할 수 있다.
구체적으로, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)에 포함된 복수의 메모리 영역들을 라이트 순서의 역순으로 순차적으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 메모리 영역을 서치하고, 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 메모리 블록(BK)에서 타겟 메모리 영역을 결정하고, 타겟 메모리 영역을 위해 메모리 블록(BK) 상에서 복구 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 복구부(110)는 복구 동작을 수행할 때, 메모리 블록(BK)의 최초 소거된 메모리 영역에 더미 데이터를 라이트하고, 라이트 순서에서 최초 소거된 메모리 영역에 후속하는 제1 후속 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터를 라이트하고, 라이트 순서에서 제1 후속 메모리 영역에 후속하는 제2 후속 메모리 영역에 타겟 메모리 영역에 저장된 데이터를 카피하고, 라이트 순서에서 제2 후속 메모리 영역에 후속하는 제3 후속 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터를 라이트할 수 있다.
이때, 트랜잭션 시작 데이터는 복구 동작이 수행된 타겟 메모리 영역에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 트랜잭션 종료 데이터는 복구 동작이 완전하게 종료되었음을 나타낼 수 있다. 따라서, 복구부는 서든 파워 오프가 반복되더라도, 트랜잭션 시작 및 종료 데이터를 통해 앞선 복구 동작이 중단되었는지 또는 완전히 종료되었는지 여부를 파악할 수 있고, 중단된 복구 동작을 재개할 수 있다.
복구부(110)가 메모리 블록(BK)에서 타겟 메모리 영역을 결정하고, 복구 동작을 수행하는 방법은 이하 도면들을 통해 상세하게 후술될 것이다.
비휘발성 메모리 장치(200)는 컨트롤러(100)의 제어에 따라, 컨트롤러(100)로부터 전송된 데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 리드하여 컨트롤러(100)로 전송할 수 있다. 비휘발성 메모리 장치(200)는 복수의 메모리 블록들(BK~BKi)을 포함할 수 있다.
비휘발성 메모리 장치(200)는 낸드 플래시(NAND Flash) 또는 노어 플래시(NOR Flash)와 같은 플래시 메모리 장치, FeRAM(Ferroelectrics Random Access Memory), PCRAM(Phase-Change Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory) 또는 ReRAM(Resistive Random Access Memory) 등을 포함할 수 있다.
한편, 도1은 하나의 비휘발성 메모리 장치(200)를 도시하지만, 본 발명의 실시 예에 따라 데이터 저장 장치(10)는 둘 이상의 비휘발성 메모리 장치들을 포함할 수 있다.
도2는 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도2는, 메모리 블록(BK)에서 서든 파워 오프(SPO)로 인해 불안정한 상태에 놓인 타겟 메모리 영역(WL3)을 서치하고 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작을 수행하는 방법을 도시한다.
우선, 메모리 블록(BK)은 메모리 영역들(WL0~WL13)을 포함할 수 있다. 메모리 영역들(WL0~WL13) 각각은 대응하는 워드라인을 통해 액세스될 수 있다. 메모리 영역들(WL0~WL13) 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 메모리 블록(BK)에서 데이터는 소정 라이트 순서, 예를 들어, 메모리 영역(WL0)부터 메모리 영역(WL13)까지 순차적으로 저장될 수 있다. 어떤 하나의 메모리 영역은 메모리 셀 당 저장되는 비트 수에 따라 복수의 메모리 유닛들을 포함할 수 있다. 메모리 유닛은, 예를 들어, 페이지일 수 있다. 예를 들어, 메모리 셀 당 i개의 비트가 저장될 때, 하나의 메모리 영역은 i개의 페이지들을 포함할 수 있다.
메모리 영역(WL3)에 데이터를 라이트한 이후 서든 파워 오프(SPO)가 발생한 경우, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)에서 최초 소거된 메모리 영역(WL4) 및 타겟 메모리 영역(WL3)을 서치할 수 있다. 예를 들어, 복구부(110)는 라이트 순서의 역순으로, 즉, 메모리 영역(WL13)부터 최초 메모리 영역(WL0)까지 스캔 동작을 수행할 수 있다. 스캔 동작은 메모리 영역에 대한 리드 동작 및 리드된 데이터에 대한 에러 정정 동작을 포함할 수 있다. 따라서, 복구부(110)는 스캔을 통해 소거된 메모리 영역(WL4)을 발견한 직후에, 메모리 영역(WL3)에 대해 에러 정정을 성공하면, 메모리 영역(WL4)을 최초 소거된 메모리 영역으로 결정하고 메모리 영역(WL3)을 타겟 메모리 영역으로 결정할 수 있다. 정리하면, 본 발명의 실시 예에 따라, 복구부의 타겟 메모리 영역은, 최초 소거된 메모리 영역 직후로 서치된 에러 정정에 성공한 메모리 영역일 수 있다
메모리 영역(WL3)을 복구 동작의 타겟 메모리 영역으로 결정하는 이유는, 메모리 영역(WL3)이 에러 정정에 성공하였더라도 서든 파워 오프(SPO)로 인해 불안정한 상태에 놓여졌을 수 있기 때문이다. 예를 들어, 서든 파워 오프(SPO) 때문에 타겟 메모리 영역(WL3)에 대해 수행 중이던 라이트 동작이 완벽하게 마무리되지 않았을 경우, 타겟 메모리 영역(WL3)에 대한 에러 정정은 성공을 언제나 보장할 수는 없다. 한편, 최초 소거된 메모리 영역(WL4)도 서든 파워 오프(SPO)로 인해 디스터브 영향을 받아 불안정한 상태일 수 있다. 또는, 최초 소거된 메모리 영역(WL4)은 비록 소거된 상태로 판단되었더라도, 서든 파워 오프(SPO) 직전에 라이트 동작이 약간 진행되어 불안정한 상태일 수도 있다.
따라서, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작을 메모리 영역들(WL4~WL7)을 사용하여 수행할 수 있다. 우선, 불안정한 상태인 메모리 영역(WL4)은 데이터를 저장하기에 적절하지 않으므로, 복구부(110)는 메모리 영역(WL4)에 더미 데이터를 라이트함으로써 더미 라이트 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역(WL3)의 카피 동작을 수행할 것임을 표시하는 트랜잭션 시작 데이터를 메모리 영역(WL5)에 라이트함으로써 트랜잭션 시작 라이트 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역(WL3)에 저장된 데이터를 메모리 영역(WL6)에 카피함으로써 카피 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 복구부(110)는 카피 동작을 종료하였음을 표시하는 트랜잭션 종료 데이터를 메모리 영역(WL7)에 라이트함으로써 트랜잭션 종료 라이트 동작을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL5, WL7) 각각에 트랜잭션 시작 및 종료 라이트 동작이 수행되었음을 마킹할 수 있다.
도3은 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도3은, 에러 정정의 결과에 따라 복구 동작의 타겟 메모리 영역(WL1)을 결정하는 방법을 도시한다.
도2를 참조하여 설명한 바와 같이, 복구부(110)는 서든 파워 오프(SPO)가 발생한 경우 라이트 순서의 역순으로, 즉, 메모리 영역(WL13)부터 메모리 영역(WL0)까지 메모리 블록(BK)을 스캔할 수 있다. 복구부(110)는 소거된 메모리 영역(WL4)이 발견된 직후에, 데이터를 저장하는 메모리 영역(WL3)이 발견되면 소거된 메모리 영역(WL4)을 최초 소거된 메모리 영역으로 결정할 수 있다. 다만, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL2, WL3)에 대한 에러 정정을 실패하므로, 라이트 순서의 역순으로 스캔 동작을 계속할 수 있다. 결국, 복구부(110)는 에러 정정에 성공하는 메모리 영역(WL1)을 발견하고 메모리 영역(WL1)을 복구 동작의 타겟 메모리 영역으로 결정할 수 있다. 이때, 타겟 메모리 영역(WL1)과 최초 소거된 메모리 영역(WL4)은 상술한 바와 같이 서든 파워 오프(SPO)에 의해 불안정한 상태일 수 있다.
따라서, 복구부(110)는 도2를 참조하여 설명한 바와 같이, 타겟 메모리 영역(WL1)을 위한 복구 동작을 메모리 영역들(WL4~WL7)을 사용하여 수행할 수 있다. 즉, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL4~WL7)에 대해, 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작, 타겟 메모리 영역(WL1)의 카피 동작 및 트랜잭션 종료 라이트 동작을 순차적으로 수행할 수 있다.
도4는 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도4는, 서든 파워 오프들(SPO1, SPO2)이 반복적으로 발생하는 경우 복구 동작이 수행되는 방법을 도시한다.
도4를 참조하면, 우선 서든 파워 오프(SPO1)에 의해 불안정해진 메모리 영역(WL3)에 대해 메모리 영역들(WL4~WL7)을 사용하여 복구 동작이 수행된 경우를 고려할 수 있다. 그리고, 복구 동작이 완전하게 종료된 후, 메모리 영역들(WL8, WL9)에 대해 라이트 동작이 수행되었고, 서든 파워 오프(SPO2)가 발생한 것으로 가정할 수 있다.
이때, 서든 파워 오프(SPO2)가 발생하면, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)을 상술한 바와 같이 스캔함으로써 최초 소거된 메모리 영역(WL10)과 에러 정정에 성공하는 타겟 메모리 영역(WL9)을 서치할 수 있다. 이때, 타겟 메모리 영역(WL9)과 최초 소거된 메모리 영역(WL10)은 서든 파워 오프(SPO2)에 의해 불안정한 상태일 수 있다.
따라서, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL10~WL13)을 사용하여 타겟 메모리 영역(WL9)을 위한 복구 동작을 수행할 수 있다. 즉, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL10~WL13)에 대해, 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작, 타겟 메모리 영역(WL9)의 카피 동작 및 트랜잭션 종료 라이트 동작을 순차적으로 수행할 수 있다.
즉, 서든 파워 오프들(SPO1, SPO2)이 반복적으로 발생하더라도 앞선 복구 동작이 이미 완전하게종료되었다면, 후속 복구 동작은 상술한 방법에 따라 동일하게 수행될 수 있다.
이제, 앞선 복구 동작이 수행되는 중에 서든 파워 오프가 반복적으로 발생하는 상황을 고려해볼 수 있다. 이러한 상황을 대비하기 위해, 복구부(110)는, 최초 소거된 메모리 영역을 서치한 이후에 트랜잭션 시작 데이터가 스캔되는지를 판단함으로써 앞선 복구 동작이 중단된 것인지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 우선, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써 최초 소거된 메모리 영역 및 에러 정정에 가장 처음으로 성공하는 메모리 영역을 서치할 수 있다. 이때, 에러 정정에 성공한 데이터가 트랜잭션 시작 데이터라면, 복구부(110)는 트랜잭션 시작 데이터가 가리티는 특정 메모리 영역에 대해 복구 동작이 중단되었다고 판단할 수 있다. 또한, 에러 정정에 성공한 데이터가 트랜잭션 시작 데이터가 아니더라도, 복구부(110)는, 에러 정정에 성공한 데이터가 이전 복구 동작에서 카피 동작을 통해 라이트된 것인지를 의심해볼 수 있다. 따라서, 복구부(110)는 에러 정정에 성공한 데이터에 앞서서 트랜잭션 시작 데이터가 저장되었는지 여부를 더 확인할 수 있다.
이제 도5 내지 도9를 참조하여, 앞선 복구 동작이 중단되는 경우에 타겟 메모리 영역을 결정하고 복구 동작을 재개하는 방법이 다양한 상황들을 통해 설명될 것이다.
도5는 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도5는 서든 파워 오프(SPO1)로 인해 메모리 영역(WL3)이 불안정한 상태에 놓여졌고, 따라서 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작이 메모리 영역들(WL4~WL7)을 사용하여 수행될 예정이었으나, 메모리 영역들(WL4, WL5)에 더미 라이트 동작 및 트랜잭션 시작 라이트 동작까지만 수행된 후 서든 파워 오프(SPO2)가 발생한 경우를 도시한다.
이때, 복구부(110)는 서든 파워 오프(SPO2)를 감지하고, 메모리 블록(BK)을 상술한 바와 같이 스캔함으로써 최초 소거된 메모리 영역(WL6)과 에러 정정에 성공하는 메모리 영역(WL5)을 서치할 수 있다. 따라서, 복구부(110)는 메모리 영역(WL5)에 저장된 트랜잭션 시작 데이터를 통해, 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작이 서든 파워 오프(SPO2)로 인해 중단된 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작을 메모리 영역들(WL6~WL9)을 사용하여 다시 수행할 수 있다. 즉, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL6~WL9)에 대해 순차적으로, 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작, 타겟 메모리 영역(WL3)의 카피 동작 및 트랜잭션 종료 라이트 동작을 수행할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 실시 예에 따라, 복구부의 타겟 메모리 영역은, 최초 소거된 메모리 영역 직후로 서치된 에러 정정에 성공한 메모리 영역이 트랜잭션 시작 데이터를 저장하고 있으면, 해당 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역일 수 있다. 이러한 경우, 복구 동작은 도2를 참조하여 설명한 바와 동일하게 수행될 수 있다.
도6은 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도6은 서든 파워 오프(SPO1)로 인해 메모리 영역(WL3)이 불안정한 상태에 놓여졌고, 따라서 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작이 메모리 영역들(WL4~WL7)을 사용하여 수행될 예정이었으나, 메모리 영역들(WL4~WL6)에 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작 및 타겟 메모리 영역(WL3)의 카피 동작까지만 수행된 후 서든 파워 오프(SPO2)가 발생한 경우를 도시한다.
이때, 복구부(110)는 서든 파워 오프(SPO2)를 감지하고, 메모리 블록(BK)을 상술한 바와 같이 스캔함으로써 최초 소거된 메모리 영역(WL7)과 에러 정정에 성공하는 메모리 영역(WL6)을 서치할 수 있다. 이때, 메모리 영역(WL6)이 이전 복구 동작에서 카피 동작을 위해 사용되었었는지를 판단하기 위해, 복구부(110)는 메모리 영역(WL5)을 스캔해볼 수 있다. 메모리 영역(WL5)이 에러 정정에 성공하고 트랜잭션 시작 데이터를 저장하고 있다면, 복구부(110)는 메모리 영역(WL5)에 저장된 트랜잭션 시작 데이터를 통해, 메모리 영역(WL6)이 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작에서 카피 동작을 위해 사용되었었고, 해당 복구 동작은 중단된 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작을 메모리 영역들(WL7~WL10)을 사용하여 재개할 수 있다. 즉, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL7~WL10)에 대해 순차적으로, 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작, 타겟 메모리 영역(WL3)의 카피 동작 및 트랜잭션 종료 라이트 동작을 수행할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 실시 예에 따라, 복구부의 타겟 메모리 영역은, 최초 소거된 메모리 영역 직후로 서치된 에러 정정에 성공한 제1 메모리 영역이 노멀 데이터, 즉, 더미 데이터, 트랜잭션 시작 데이터 또는 트랜잭션 종료 데이터가 아닌 데이터를 저장하고 있을 때, 제1 메모리 영역 직후로 서치된 에러 정정에 성공한 제2 메모리 영역이 트랜잭션 시작 데이터를 저장하고 있으면, 해당 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역일 수 있다.
도7은 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도7은 서든 파워 오프(SPO1)로 인해 메모리 영역(WL3)이 불안정한 상태에 놓여졌고, 따라서 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작, 즉, 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작, 타겟 메모리 영역(WL3)의 카피 동작 및 트랜잭션 종료 라이트 동작이 메모리 영역들(WL4~WL7)에 걸쳐 수행된 뒤 서든 파워 오프(SPO2)가 발생한 경우를 도시한다.
이때, 복구부(110)는 서든 파워 오프(SPO2)를 감지하고, 메모리 블록(BK)을 상술한 바와 같이 스캔함으로써 최초 소거된 메모리 영역(WL8)과 에러 정정에 성공하는 메모리 영역(WL7)을 서치할 수 있다. 따라서, 복구부(110)는 메모리 영역(WL7)에 저장된 트랜잭션 종료 데이터를 통해, 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작이 이미 완료된 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 복구부(110)는 카피 동작 없이, 단지 불안정한 최초 소거된 메모리 영역(WL8)이 사용되지 않도록 메모리 영역(WL8)에 대해 트랜잭션 종료 라이트 동작만을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 복구부(110)는 메모리 영역(WL8)에 더미 라이트 동작을 수행할 수도 있다.
한편, 도5 내지 도7은, 최초 소거된 메모리 영역 다음의 메모리 영역들이 에러 정정에 성공하는 경우를 예시로 도시한다. 복구부(110)는 해당 메모리 영역들에 대한 에러 정정을 실패하는 경우에는, 도3에 도시된 경우처럼 에러 정정에 성공하는 메모리 영역을 발견할 때까지 라이트 순서의 역순으로 스캔을 계속하고, 에러 정정에 성공한 데이터가 노멀 데이터, 트랜잭션 시작 데이터 또는 트랜잭션 종료 데이터인지에 따라 복구 동작을 수행할 수 있을 것이다.
도8은 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도8은 서든 파워 오프(SPO1)로 인해 메모리 영역(WL3)이 불안정한 상태에 놓여졌고, 따라서 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작이 메모리 영역들(WL4~WL7)을 사용하여 수행될 예정이었으나, 메모리 영역(WL4)에 더미 라이트 동작까지만 수행된 후 서든 파워 오프(SPO2)가 발생한 경우를 도시한다.
이때, 복구부(110)는 서든 파워 오프(SPO2)를 감지하고, 메모리 블록(BK)을 상술한 바와 같이 스캔함으로써 최초 소거된 메모리 영역(WL5)과 에러 정정에 성공하는 타겟 메모리 영역(WL3)을 서치할 수 있다. 즉, 복구부(110)는, 더미 데이터가 라이트된 메모리 영역(WL4)에 대해 에러 정정을 실패할 수 있고, 따라서, 타겟 메모리 영역(WL3) 방향으로 스캔을 계속할 수 있다.
따라서, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작을 메모리 영역들(WL5~WL8)을 사용하여 다시 수행할 수 있다. 즉, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL5~WL8)에 대해 순차적으로, 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작, 타겟 메모리 영역(WL3)의 카피 동작 및 트랜잭션 종료 라이트 동작을 수행할 수 있다.
한편, 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 앞선 복구 동작은 트랜잭션 시작 데이터가 저장되기도 전에 서든 파워 오프(SPO2)로 인해 중단되었으므로, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작이 중단되었다는 사실을 알 수는 없을 것이다. 단지 복구부(110)는, 더미 데이터가 저장된 메모리 영역(WL4)을 거쳐 타겟 메모리 영역(WL3)까지 스캔하게 됨으로써 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작을 재개할 수 있다. 이러한 경우, 도8에 도시된 복구 동작은 도3에 도시된 복구 동작과 실질적으로 동일하게 수행될 것이다.
도9는 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도9는 도8의 상황과 동일한 상황에서, 더미 데이터에 대한 에러 정정이 성공하는 경우를 도시한다.
실시 예에 따라, 더미 라이트 동작을 통해 라이트되는 더미 데이터는 에러 정정이 가능하도록 생성될 수 있다.
이러한 경우, 복구부(110)는 서든 파워 오프(SPO2)를 감지하고, 메모리 블록(BK)을 상술한 바와 같이 스캔함으로써 최초 소거된 메모리 영역(WL5)과 에러 정정에 성공하는 메모리 영역(WL4)을 서치할 수 있다. 복구부(110)는 에러 정정에 성공한 데이터가 더미 데이터인 것으로 판단할 수 있고, 메모리 영역(WL3)에 대해 스캔 동작을 계속할 수 있다. 그리고, 복구부(110)는 메모리 영역(WL3)에 대해 에러 정정을 성공하고 메모리 영역(WL3)을 타겟 메모리 영역으로 결정할 수 있다.
따라서, 복구부(110)는 메모리 영역(WL3)을 위한 복구 동작을 메모리 영역들(WL5~WL8)을 사용하여 도8을 참조하여 설명한 바와 동일하게 수행할 수 있다.
도10은 복구부(110)의 복구 동작을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도10은, 타겟 메모리 영역(WL3)을 위해 중단된 복구 동작을 재개하는 시점에, 타겟 메모리 영역(WL3)에 대한 에러 정정이 실패하는 경우를 도시한다.
구체적으로, 서든 파워 오프들(SPO1, SPO2)이 발생하였을 때의 상황은, 예시적으로 도5의 상황과 동일하지만, 타겟 메모리 영역(WL3)은 최초 서든 파워 오프(SPO1)로 인해 불안정한 상태에 놓여졌으므로 복구 동작을 재개하는 시점에 에러 정정에 실패할 수 있고 따라서 카피 동작이 불가능할 수 있다.
이러한 경우, 복구부(110)는, 타겟 메모리 영역(WL3) 직후로 서치된 에러 정정에 성공한 메모리 영역, 즉, 메모리 영역(WL2)을 새로운 타겟 메모리 영역으로 결정할 수 있다. 따라서, 복구부(110)는 메모리 영역들(WL6~WL9)에 대해 순차적으로, 더미 라이트 동작, 트랜잭션 시작 라이트 동작, 타겟 메모리 영역(WL2)의 카피 동작 및 트랜잭션 종료 라이트 동작을 수행할 수 있다.
도11은 데이터 저장 장치(10)의 동작 방법을 예시적으로 도시하는 순서도이다. 도11은 서든 파워 오프에 응답하여 최초 소거된 메모리 영역 및 타겟 메모리 영역을 서치하고, 복구 동작을 수행하는 방법을 도시한다.
단계(S110)에서, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써, 최초 소거된 메모리 영역 및 에러 정정에 성공하는 제1 메모리 영역을 서치할 수 있다.
단계(S120)에서, 복구부(110)는 제1 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 제1 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S130)로 이동할 수 있다.
단계(S130)에서, 복구부(110)는 최초 소거된 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터를 라이트할 수 있다. 즉, 단계(S120)를 통해 앞선 복구 동작이 완전하게 종료되었음을 확인할 수 있으므로, 복구부(110)는 카피 동작 없이, 단지 최초 소거된 메모리 영역이 사용되지 않도록 트랜잭션 종료 라이트 동작만을 수행할 수 있다. 그리고 절차는 종료할 수 있다.
단계(S120)에서, 제1 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S140)로 이동할 수 있다.
단계(S140)에서, 복구부(110)는 제1 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 제1 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S150)로 이동할 수 있다.
단계(S150)에서, 복구부(110)는 트랜잭션 시작 데이터에 근거하여 타겟 메모리 영역을 결정할 수 있다. 즉, 트랜잭션 시작 데이터는 앞서 중단된 복구 동작의 타겟 메모리 영역을 가리키고 있으므로, 복구부(110)는 중단된 복구 동작의 타겟 메모리 영역을 현재 복구 동작의 타겟 메모리 영역으로 결정할 수 있다.
단계(S140)에서, 제1 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S160)로 이동할 수 있다. 결국, 절차는 제1 메모리 영역에 노멀 데이터가 저장된 것으로 판단될 때 단계(S160)로 이동할 수 있다.
단계(S160)에서, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 계속 스캔함으로써, 에러 정정에 성공하는 제2 메모리 영역을 서치할 수 있다. 단계(S160)는, 트랜잭션 시작 데이터가 앞서 라이트되었는지를 판단함으로써 제1 메모리 영역이 앞선 복구 동작에서 카피 동작을 위해 사용되었었는지를 판단하기 위한 것일 수 있다.
단계(S170)에서, 복구부(110)는 제2 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 제2 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 복구부(110)는 제1 메모리 영역이 앞서 중단된 복구 동작에서 카피 동작을 위해 사용되었던 것으로 판단하고, 절차는 단계(S150)로 이동할 수 있다. 따라서, 복구부(110)는 중단된 복구 동작의 타겟 메모리 영역을 현재 복구 동작의 타겟 메모리 영역으로 결정할 수 있다.
단계(S170)에서, 제2 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S180)로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터나 노멀 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S180)로 이동할 수 있다.
단계(S180)에서, 복구부(110)는 제1 메모리 영역을 타겟 메모리 영역으로 결정할 수 있다.
단계(S190)에서, 복구부(110)는 타겟 메모리 영역을 위한 복구 동작을 수행할 수 있다.
도12는 데이터 저장 장치(10)의 동작 방법을 예시적으로 도시하는 순서도이다. 도12는 도9를 참조하여 설명한 바와 같이, 더미 데이터에 대한 에러 정정이 가능한 경우에 복구 동작을 수행하는 방법을 도시한다. 도12에서 단계들(S210, S260)을 제외한 단계들(S220~S250, S270~S290)은 도11의 단계들(S120~S150, S170~S190)과 실질적으로 동일하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
단계(S210)에서, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써, 최초 소거된 메모리 영역 및 에러 정정에 성공하고 더미 데이터를 저장하지 않은 제1 메모리 영역을 서치할 수 있다.
단계(S260)에서, 복구부(110)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써, 에러 정정에 성공하고 더미 데이터를 저장하지 않은 제2 메모리 영역을 서치할 수 있다.
도13은 데이터 저장 장치(10)의 동작 방법을 예시적으로 도시하는 순서도이다. 도13은 타겟 메모리 영역을 위한 복구 동작을 수행하는 방법을 보다 구체적으로 도시한다. 도13은 도11 및 도12의 단계들(S190, S290)의 구체적인 실시 예일 수 있다.
단계(S310)에서, 복구부(110)는 최초 소거된 메모리 영역에 더미 데이터를 라이트할 수 있다. 즉, 최초 소거된 메모리 영역은 서든 파워 오프로 인해 불안정한 상태에 놓여졌으므로, 복구부(110)는 더미 라이트 동작을 통해 최초 소거된 메모리 영역의 사용을 금지시킬 수 있다.
단계(S320)에서, 복구부(110)는 라이트 순서에 따라 최초 소거된 메모리 영역에 후속하는 제1 후속 메모리 영역에, 트랜잭션 시작 데이터를 라이트할 수 있다. 트랜잭션 시작 데이터는 복구 동작의 타겟 메모리 영역을 가리킬 수 있다.
단계(S330)에서, 복구부(110)는 라이트 순서에 따라 제1 후속 메모리 영역에 후속하는 제2 후속 메모리 영역에 대해, 타겟 메모리 영역에 저장된 데이터를 카피할 수 있다.
단계(S340)에서, 복구부(110)는 라이트 순서에 따라 제2 후속 메모리 영역에 후속하는 제3 후속 메모리 영역에, 트랜잭션 종료 데이터를 라이트할 수 있다. 트랜잭션 종료 데이터는 복구 동작이 완전하게 종료되었음을 나타낼 수 있다.
도14는 본 발명의 실시 예에 따라 컨트롤러(100)의 맵 업데이트 방법을 도시하는 도면이다.
컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA)와 물리 어드레스(PA)를 맵핑시키기 위한 맵 업데이트를 수행할 수 있다. 컨트롤러(100)는 외부 장치로부터 전송된 라이트 요청에 응답하여, 데이터 및 데이터에 부여된 논리 어드레스(LA)를 특정 메모리 영역에 함께 저장할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(100)는 메모리 블록(BK)이 더 이상 빈 메모리 영역을 포함하지 않을 때, 메모리 영역에 저장된 논리 어드레스(LA)를 획득하고 맵 테이블 상에서 논리 어드레스(LA)를 물리 어드레스(PA)와 맵핑시킴으로써 맵 업데이트를 수행할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(100)는 외부 장치의 특정 논리 어드레스(LA)에 대한 리드 요청에 응답하여, 맵 테이블에서 특정 논리 어드레스(LA)에 맵핑된 물리 어드레스(PA)를 확인하고, 확인된 물리 어드레스(PA)에 대해 리드 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 복구 동작을 고려하여 맵 업데이트를 수행하는 방법을 구체적으로 설명하면, 우선, 컨트롤러(100)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 메모리 영역을 서치할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL13)에 대한 에러 정정을 실패하면 메모리 영역(WL13)에 대한 맵 업데이트는 포기하고 메모리 영역(WL12) 방향으로 계속 스캔할 수 있다.
컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL12)에 대해 에러 정정을 성공하면, 에러 정정된 데이터가 노멀 데이터임을 확인하고, 메모리 영역(WL12)에 저장된 논리 어드레스(LA=19)를 획득할 수 있다.
이어서, 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=19)에 맵핑된 물리 어드레스(PA)를 확인하여 메모리 영역(WL12)에 저장된 데이터가 최신 데이터인지 여부를 판단할 수 있다. 만일, 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=19)가 메모리 블록(BK)의 어떤 메모리 영역에 이미 맵핑되어 있는 경우에는 메모리 영역(WL12)에 저장된 데이터는 최신 데이터가 아닐 수 있다. 그렇지 않은 경우, 메모리 영역(WL12)에 저장된 데이터는 최신 데이터이고, 컨트롤러(100)는 맵 테이블 상에서 논리 어드레스(LA=19)를 메모리 영역(WL12)의 물리 어드레스(BK_WL12)에 맵핑시킬 수 있다.
이어서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL11)을 스캔하고, 메모리 영역(WL11)에 대한 에러 정정을 성공할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL11)에 노멀 데이터가 저장되어 있음을 확인하고 논리 어드레스(LA=19)를 획득할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=19)에 맵핑된 물리 어드레스(PA)를 확인하여 메모리 영역(WL11)에 저장된 데이터가 최신 데이터인지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=19)가 동일 메모리 블록(BK)의 메모리 영역(WL12)에 이미 맵핑되어 있음을 확인하고, 메모리 영역(WL11)에 저장된 데이터는 최신 데이터가 아니라고 판단할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL11)에 대한 맵 업데이트를 수행하지 않을 것이다.
이어서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL10)을 스캔하고, 메모리 영역(WL10)에 대한 에러 정정을 성공할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL10)에 트랜잭션 종료 데이터가 저장되어 있음을 확인할 수 있다. 이때, 트랜잭션 종료 데이터는 외부 장치로부터 라이트 요청된 데이터가 아니므로 메모리 영역(WL10)에 대한 맵 업데이트는 필요하지 않을 것이다.
이어서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL9)을 스캔하고, 메모리 영역(WL9)에 대한 에러 정정을 성공할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL9)에 노멀 데이터가 저장되어 있음을 확인하고 논리 어드레스(LA=18)를 획득할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=19)에 맵핑된 물리 어드레스(PA)를 확인하여 메모리 영역(WL9)에 저장된 데이터는 최신 데이터라고 판단할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블 상에서 논리 어드레스(LA=19)를 메모리 영역(WL9)의 물리 어드레스(BL_WL9)에 맵핑시킬 수 있다.
이어서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL8)을 스캔하고, 메모리 영역(WL8)에 대한 에러 정정을 성공할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL8)에 트랜잭션 시작 데이터가 저장되어 있음을 확인할 수 있다. 이때, 트랜잭션 시작 데이터는 외부 장치로부터 라이트 요청된 데이터가 아니므로 메모리 영역(WL8)에 대한 맵 업데이트는 필요하지 않을 것이다. 또한, 컨트롤러(100)는 트랜잭션 시작 데이터에 근거하여 복구 동작의 타겟 메모리 영역(WL3)을 확인하고, 타겟 메모리 영역(WL3)까지 스캔을 스킵할 수 있다. 즉, 메모리 영역들(WL3~WL7)은, 상술한 복구 동작 알고리즘에 따르면 맵 업데이트가 필요하지 않은 구간일 것이다. 특히, 타겟 메모리 영역(WL3)을 위한 카피 동작은 메모리 영역(WL9)에 저장된 데이터를 최신 데이터로 만들기 때문에, 타겟 메모리 영역(WL3)은 맵 업데이트를 필요로 하지 않을 것이다.
따라서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL2)을 스캔하고, 메모리 영역(WL2)에 대한 에러 정정을 성공할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL2)에 노멀 데이터가 저장되어 있음을 확인하고 논리 어드레스(LA=17)를 획득할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=17)에 맵핑된 물리 어드레스(PA)를 확인하여 메모리 영역(WL2)에 저장된 데이터는 최신 데이터라고 판단할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블 상에서 논리 어드레스(LA=17)를 메모리 영역(WL2)의 물리 어드레스(BL_WL2)에 맵핑시킬 수 있다.
이어서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL1)을 스캔하고, 메모리 영역(WL1)에 대한 에러 정정을 성공할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL1)에 노멀 데이터가 저장되어 있음을 확인하고 논리 어드레스(LA=16)를 획득할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=16)에 맵핑된 물리 어드레스(PA)를 확인하여 메모리 영역(WL1)에 저장된 데이터는 최신 데이터라고 판단할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블 상에서 논리 어드레스(LA=16)를 메모리 영역(WL1)의 물리 어드레스(BL_WL1)에 맵핑시킬 수 있다.
이어서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL0)을 스캔하고, 메모리 영역(WL0)에 대한 에러 정정을 성공할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 영역(WL0)에 노멀 데이터가 저장되어 있음을 확인하고 논리 어드레스(LA=15)를 획득할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스(LA=15)에 맵핑된 물리 어드레스(PA)를 확인하여 메모리 영역(WL0)에 저장된 데이터는 최신 데이터라고 판단할 수 있다. 컨트롤러(100)는 맵 테이블 상에서 논리 어드레스(LA=15)를 메모리 영역(WL0)의 물리 어드레스(BL_WL0)에 맵핑시킬 수 있다.
컨트롤러(100)는 메모리 블록(BK)에서 최초 메모리 영역(WL0)까지 스캔 및 맵 업데이트를 완료함으로써, 메모리 블록(BK)에 대한 맵 업데이트를 완료할 수 있다.
실시 예에 따라, 컨트롤러(100)는 메모리 블록(BK)을 사용하는 도중에, 즉, 메모리 블록(BK)이 빈 메모리 영역을 아직 포함하더라도, 메모리 블록(BK)에 대한 맵 업데이트를 수행할 수도 있다. 이러한 경우, 컨트롤러(100)는 라이트 순서의 역순으로 메모리 영역(WL13)부터 스캔함으로써, 소거된 메모리 영역들을 건너 뛰고 에러 정정에 성공하는 메모리 영역들에 대해 맵 업데이트를 수행할 수 있을 것이다.
도15는 컨트롤러(100)의 맵 업데이트 방법을 예시적으로 도시하는 순서도이다.
단계(S410)에서, 컨트롤러(100)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써, 에러 정정에 성공하는 메모리 영역을 서치할 수 있다.
단계(S420)에서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 맵 업데이트는 필요하지 않으므로, 절차는 단계(S480)로 이동할 수 있다. 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S430)로 이동할 수 있다.
단계(S430)에서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S440)로 이동할 수 있다.
단계(S440)에서, 컨트롤러(100)는 트랜잭션 시작 데이터에 근거하여 복구 동작의 타겟 메모리 영역을 판단하고, 타겟 메모리 영역까지 스캔을 스킵할 수 있다.
단계(S430)에서, 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S450)로 이동할 수 있다. 결국, 절차는 메모리 영역에 노멀 데이터가 저장된 것으로 판단될 때 단계(S450)로 이동할 수 있다.
단계(S450)에서, 컨트롤러(100)는 메모리 영역에 저장된 논리 어드레스를 획득할 수 있다.
단계(S460)에서, 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서, 획득된 논리 어드레스에 맵핑된 물리 어드레스를 확인하여 메모리 영역에 최신 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서 논리 어드레스가 메모리 블록(BK)의 어떤 메모리 영역에 이미 맵핑되어 있는 경우에는 메모리 영역에 최신 데이터가 저장되어 있지 않다고 판단할 수 있다. 메모리 영역에 최신 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S470)로 이동할 수 있다.
단계(S470)에서, 컨트롤러(100)는 맵 테이블에서, 획득된 논리 어드레스에 메모리 영역의 물리 어드레스를 맵핑시킴으로써 맵 업데이트를 수행할 수 있다.
단계(S460)에서, 메모리 영역에 최신 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때, 절차는 단계(S480)로 이동할 수 있다.
단계(S480)에서, 컨트롤러(100)는 메모리 블록(BK)을 라이트 순서의 역순으로 계속 스캔할지 여부를 판단할 수 있다. 컨트롤러(100)는 메모리 블록(BK)에서 라이트 순서의 최초 메모리 영역까지 스캔하고 맵 업데이트를 완료한 경우 절차를 종료할 수 있다. 컨트롤러(100)는 스캔할 메모리 영역이 남아있는 경우 스캔을 계속할 것으로 판단할 수 있고, 절차는 단계(S410)로 이동할 수 있다.
도15는 본 발명의 실시 예에 따른 SSD(1000)를 도시하는 블록도이다.
SSD(1000)는 컨트롤러(1100)와 저장 매체(1200)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(1100)는 호스트 장치(1500)와 저장 매체(1200) 사이의 데이터 교환을 제어할 수 있다. 컨트롤러(1100)는 내부 버스(1170)을 통해 연결된 프로세서(1110), 램(1120), 롬(1130), ECC부(1140), 호스트 인터페이스(1150) 및 저장 매체 인터페이스(1160)를 포함할 수 있다.
프로세서(1110)는 컨트롤러(1100)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(1110)는 호스트 장치(1500)의 데이터 처리 요청에 따라 저장 매체(1200)에 데이터를 저장하고, 저장 매체(1200)로부터 저장된 데이터를 리드할 수 있다. 프로세서(1110)는 저장 매체(1200)를 효율적으로 관리하기 위해서, 머지 동작 및 웨어 레벨링 동작 등과 같은 SSD(1000)의 내부 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(1110)는 복구부(1115)를 포함할 수 있다. 복구부(1115)는 도1의 복구부(110)와 실질적으로 동일하게 동작할 수 있다. 복구부(1115)는 저장 매체(1200)의 메모리 블록에 포함된 복수의 메모리 영역들을 라이트 순서의 역순으로 순차적으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 메모리 영역을 서치하고, 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 메모리 블록에서 타겟 메모리 영역을 결정하고, 타겟 메모리 영역을 위해 메모리 블록 상에서 복구 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 복구부(1115)는 복구 동작을 수행할 때, 메모리 블록의 최초 소거된 메모리 영역에 더미 데이터를 라이트하고, 라이트 순서에서 최초 소거된 메모리 영역에 후속하는 제1 후속 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터를 라이트하고, 라이트 순서에서 제1 후속 메모리 영역에 후속하는 제2 후속 메모리 영역에 타겟 메모리 영역에 저장된 데이터를 카피하고, 라이트 순서에서 제2 후속 메모리 영역에 후속하는 제3 후속 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터를 라이트할 수 있다.
램(1120)은 프로세서(1110)에 의해 사용되는 프로그램 및 프로그램 데이터를 저장할 수 있다. 램(1120)은 호스트 인터페이스(1150)로부터 전송된 데이터를 저장 매체(1200)에 전달하기 전에 임시 저장할 수 있고. 저장 매체(1200)로부터 전송된 데이터를 호스트 장치(1500)로 전달하기 전에 임시 저장할 수 있다.
롬(1130)은 프로세서(1110)에 의해 리드되는 프로그램 코드를 저장할 수 있다. 프로그램 코드는 프로세서(1110)가 컨트롤러(1100)의 내부 유닛들을 제어하기 위해서 프로세서(1110)에 의해 처리되는 명령들을 포함할 수 있다.
ECC부(1140)는 저장 매체(1200)에 저장될 데이터를 인코딩하고, 저장 매체(1200)로부터 리드된 데이터를 디코딩할 수 있다. ECC부(1140)는 ECC 알고리즘에 따라 데이터에 발생된 에러를 검출하고 정정할 수 있다.
호스트 인터페이스(1150)는 호스트 장치(1500)와 데이터 처리 요청 및 데이터 등을 교환할 수 있다.
저장 매체 인터페이스(1160)는 저장 매체(1200)로 제어 신호 및 데이터를 전송할 수 있다. 저장 매체 인터페이스(1160)는 저장 매체(1200)로부터 데이터를 전송받을 수 있다. 저장 매체 인터페이스(1160)는 저장 매체(1200)와 복수의 채널들(CH0~CHn)을 통해 연결될 수 있다.
저장 매체(1200)는 복수의 비휘발성 메모리 장치들(NVM0~NVMn)을 포함할 수 있다. 복수의 비휘발성 메모리 장치들(NVM0~NVMn) 각각은 컨트롤러(1100)의 제어에 따라 라이트 동작 및 리드 동작을 수행할 수 있다.
도16은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치(10)가 적용된 데이터 처리 시스템(2000)을 도시하는 블록도이다.
데이터 처리 시스템(2000)은 컴퓨터, 랩탑, 넷북, 스마트폰, 디지털 TV, 디지털 카메라, 네비게이션 등을 포함할 수 있다. 데이터 처리 시스템(2000)은 메인 프로세서(2100), 메인 메모리 장치(2200), 데이터 저장 장치(2300) 및 입출력 장치(2400)를 포함할 수 있다. 데이터 처리 시스템(2000)의 내부 유닛들은 시스템 버스(2500)를 통해서 데이터 및 제어 신호 등을 주고받을 수 있다.
메인 프로세서(2100)는 데이터 처리 시스템(2000)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 메인 프로세서(2100)는, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 중앙 처리 장치일 수 있다. 메인 프로세서(2100)는 운영 체제, 애플리케이션 및 장치 드라이버 등의 소프트웨어들을 메인 메모리 장치(2200) 상에서 수행할 수 있다.
메인 메모리 장치(2200)는 메인 프로세서(2100)에 의해 사용되는 프로그램 및 프로그램 데이터를 저장할 수 있다. 메인 메모리 장치(2200)는 데이터 저장 장치(2300) 및 입출력 장치(2400)로 전송될 데이터를 임시 저장할 수 있다.
데이터 저장 장치(2300)는 컨트롤러(2310) 및 저장 매체(2320)를 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치(2300)는 도1의 데이터 저장 장치(10)와 실질적으로 유사하게 구성되고 동작할 수 있다.
입출력 장치(2400)는 사용자로부터 데이터 처리 시스템(2000)을 제어하기 위한 명령을 입력받거나 처리된 결과를 사용자에게 제공하는 등 사용자와 정보를 교환할 수 있는 키보드, 스캐너, 터치스크린, 스크린 모니터, 프린터 및 마우스 등을 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 데이터 처리 시스템(2000)은 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 무선 네트워크 등의 네트워크(2600)를 통해 적어도 하나의 서버(2700)와 통신할 수 있다. 데이터 처리 시스템(2000)은 네트워크(2600)에 접속하기 위해서 네트워크 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 데이터 저장 장치
100: 컨트롤러
110: 복구부
200: 비휘발성 메모리 장치
BK~BKi: 메모리 블록들

Claims (18)

  1. 복수의 메모리 영역들을 포함하는 메모리 블록을 포함하는 비휘발성 메모리 장치; 및
    서든 파워 오프에 응답하여 상기 복수의 메모리 영역들을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 제1 메모리 영역을 서치하고, 상기 제1 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 상기 메모리 블록에서 타겟 메모리 영역을 결정하고, 상기 타겟 메모리 영역을 위해 복구 동작을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는 데이터 저장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 메모리 블록의 최초 소거된 메모리 영역에 더미 데이터를 라이트하고, 상기 라이트 순서에서 상기 최초 소거된 메모리 영역에 후속하는 제1 후속 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터를 라이트하고, 상기 라이트 순서에서 상기 제1 후속 메모리 영역에 후속하는 제2 후속 메모리 영역에 상기 타겟 메모리 영역에 저장된 데이터를 카피하고, 상기 라이트 순서에서 상기 제2 후속 메모리 영역에 후속하는 제3 후속 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터를 라이트하는 데이터 저장 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 에러 정정에 성공하고 더미 데이터를 저장하지 않는 메모리 영역을 상기 제1 메모리 영역으로서 서치하는 데이터 저장 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 메모리 블록의 최초 소거된 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터를 라이트함으로써 상기 복구 동작을 종료하는 데이터 저장 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역을 상기 타겟 메모리 영역으로 결정하는 데이터 저장 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 메모리 영역에 노멀 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 라이트 순서의 역순으로 스캔을 계속함으로써 에러 정정에 성공하는 제2 메모리 영역을 서치하고, 상기 제2 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 상기 타겟 메모리 영역을 결정하는 데이터 저장 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때 상기 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역을 상기 타겟 메모리 영역으로 결정하고, 상기 제2 메모리 영역에 상기 트랜잭션 시작 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때 상기 제1 메모리 영역을 상기 타겟 메모리 영역으로 결정하는 데이터 저장 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 맵 업데이트를 위해 상기 복수의 메모리 영역들을 상기 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 제3 메모리 영역을 서치하고, 상기 제3 메모리 영역에 노멀 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 제3 메모리 영역에 저장된 논리 어드레스를 획득하고, 맵 테이블에서 상기 논리 어드레스에 맵핑된 물리 어드레스를 참조하여 상기 노멀 데이터가 최신 데이터인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 맵 업데이트를 수행하는 데이터 저장 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제3 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역까지 스캔을 스킵하는 데이터 저장 장치.
  10. 서든 파워 오프에 응답하여 메모리 블록에 포함된 복수의 메모리 영역들을 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써, 에러 정정에 성공하는 제1 메모리 영역을 서치하는 단계;
    상기 제1 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 상기 메모리 블록에서 타겟 메모리 영역을 결정하는 단계; 및
    상기 타겟 메모리 영역을 위해 복구 동작을 수행하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복구 동작을 수행하는 단계는,
    상기 메모리 블록의 최초 소거된 메모리 영역에 더미 데이터를 라이트하는 단계;
    상기 라이트 순서에서 상기 최초 소거된 메모리 영역에 후속하는 제1 후속 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터를 라이트하는 단계;
    상기 라이트 순서에서 상기 제1 후속 메모리 영역에 후속하는 제2 후속 메모리 영역에 상기 타겟 메모리 영역에 저장된 데이터를 카피하는 단계; 및
    상기 라이트 순서에서 상기 제2 후속 메모리 영역에 후속하는 제3 후속 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터를 라이트하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 메모리 영역을 서치하는 단계는,
    상기 에러 정정에 성공하고 더미 데이터를 저장하지 않는 메모리 영역을 상기 제1 메모리 영역으로서 서치하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 메모리 블록의 최초 소거된 메모리 영역에 트랜잭션 종료 데이터를 라이트함으로써 상기 복구 동작을 종료하는 단계를 더 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 타겟 메모리 영역을 결정하는 단계는,
    상기 제1 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역을 상기 타겟 메모리 영역으로 결정하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 타겟 메모리 영역을 결정하는 단계는,
    상기 제1 메모리 영역에 노멀 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 라이트 순서의 역순으로 스캔을 계속함으로써 에러 정정에 성공하는 제2 메모리 영역을 서치하는 단계; 및
    상기 제2 메모리 영역에 저장된 데이터에 근거하여 상기 타겟 메모리 영역을 결정하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 타겟 메모리 영역을 결정하는 단계는,
    상기 제2 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역을 상기 타겟 메모리 영역으로 결정하는 단계; 및
    상기 제2 메모리 영역에 상기 트랜잭션 시작 데이터가 저장되지 않은 것으로 판단될 때, 상기 제1 메모리 영역을 상기 타겟 메모리 영역으로 결정하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    맵 업데이트를 위해 상기 복수의 메모리 영역들을 상기 라이트 순서의 역순으로 스캔함으로써 에러 정정에 성공하는 제3 메모리 영역을 서치하는 단계;
    상기 제3 메모리 영역에 노멀 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 제3 메모리 영역에 저장된 논리 어드레스를 획득하는 단계;
    맵 테이블에서 상기 논리 어드레스에 맵핑된 물리 어드레스를 참조하여 상기 노멀 데이터가 최신 데이터인지 여부를 판단하는 단계; 및
    판단 결과에 따라 맵 업데이트를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제3 메모리 영역에 트랜잭션 시작 데이터가 저장된 것으로 판단될 때, 상기 트랜잭션 시작 데이터가 가리키는 메모리 영역까지 스캔을 스킵하는 단계를 더 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
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