KR20200137181A - 메모리 시스템에서 맵정보를 전송하는 장치 - Google Patents

메모리 시스템에서 맵정보를 전송하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 기술은 데이터 처리 시스템에 포함된 메모리 시스템이 맵정보를 호스트 혹은 컴퓨팅 장치에 전송하는 장치에 관한 것으로서, 데이터와 관련한 제1명령에 제1논리주소에 대응하는 제1물리주소를 포함시켜 발신하는 호스트; 및 호스트로부터 수신된 제1물리주소를 이용하여 제1명령에 대응하는 동작을 수행한 뒤 그 결과를 호스트에 대한 응답으로 발신하는 메모리 시스템을 포함하고, 호스트는, 제1명령을 발신한 제1시점과 제1명령에 대응하는 응답을 수신한 제2시점사이의 시간차이를 확인하고, 확인결과에 따라 제1물리주소의 사용여부를 선택적으로 결정한다.

Description

메모리 시스템에서 맵정보를 전송하는 장치{APPARATUS FOR TRANSMITTING MAP INFORMATION IN MEMORY SYSTEM}
본 발명은 메모리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 데이터 처리 시스템에 포함된 메모리 시스템이 맵정보를 호스트 혹은 컴퓨팅 장치에 전송하는 장치에 관한 것이다.
최근 컴퓨터 환경에 대한 패러다임(paradigm)이 언제, 어디서나 컴퓨터 시스템을 사용할 수 있도록 하는 유비쿼터스 컴퓨팅(ubiquitous computing)으로 전환되고 있다. 이로 인해 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자 장치의 사용이 급증하고 있다. 이와 같은 휴대용 전자 장치는 일반적으로 메모리 장치를 이용하는 메모리 시스템, 다시 말해 데이터 저장 장치를 사용한다. 데이터 저장 장치는 휴대용 전자 장치의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용된다.
비휘발성 메모리 장치를 이용한 데이터 저장 장치는 하드 디스크와 달리 기계적인 구동부가 없어서 안정성 및 내구성이 뛰어나며, 또한 정보의 액세스 속도가 매우 빠르고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 갖는 메모리 시스템의 일 예로 데이터 저장 장치는, USB(Universal Serial Bus) 메모리 장치, 다양한 인터페이스를 갖는 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive) 등을 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 메모리 시스템과 호스트 등의 구성 요소 또는 자원을 포함하는 데이터 처리 시스템에서 구성 요소 간 데이터 전달을 위한 데이터 처리 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 데이터 처리 시스템 내 메모리 시스템에서 호스트 혹은 컴퓨팅 장치에 맵정보를 전송할 수 있어, 호스트 혹은 컴퓨팅 장치가 맵정보를 포함하는 명령어를 메모리 시스템에 전송하도록 함으로써, 메모리 시스템의 동작성능을 향상시킬 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 데이터 처리 시스템 내 메모리 시스템에서 호스팅 혹은 컴퓨팅 장치에 맵정보를 전송한 뒤, 호스팅 혹은 컴퓨팅 장치 내부에서 맵정보의 사용여부를 스스로 결정한 뒤, 사용하기로 결정된 맵정보만 선택하여 사용하도록 할 수 있어, 불필요한 맵정보를 포함하는 명령어가 호스트 혹은 컴퓨팅 장치에서 메모리 시스템으로 전송되는 것을 방지하고, 메모리 시스템의 동작성능을 향상시킬 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 시스템은, 데이터와 관련한 제1명령에 제1논리주소에 대응하는 제1물리주소를 포함시켜 발신하는 호스트; 및 상기 호스트로부터 수신된 상기 제1물리주소를 이용하여 상기 제1명령에 대응하는 동작을 수행한 뒤 그 결과를 상기 호스트에 대한 응답으로 발신하는 메모리 시스템을 포함하고, 상기 호스트는, 상기 제1명령을 발신한 제1시점과 상기 제1명령에 대응하는 응답을 수신한 제2시점사이의 시간을 확인하고, 확인결과에 따라 상기 제1물리주소의 사용여부를 선택적으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 비휘발성 메모리 장치를 포함하며, 상기 호스트로부터 수신되는 논리주소에 대응하여 상기 비휘발성 메모리 장치의 물리주소를 맵핑(mapping)하는 제1맵정보 중 적어도 일부의 제2맵정보를 상기 호스트로 발신할 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 메모리 시스템으로부터 수신되는 상기 제2맵정보를 저장하기 위한 내부메모리를 포함하며, 상기 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보를 참조하여 상기 제1논리주소에 대응하는 상기 제1물리주소를 선택하고, 상기 제1시점에서 상기 제1논리주소 및 상기 제1물리주소를 상기 제1명령과 함께 상기 메모리 시스템으로 발신한 뒤, 상기 제2시점에서 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제1논리주소에 대응하는 상기 데이터를 수신하며, 상기 제1시점과 상기 제2시점 사이의 시간차이를 확인하고, 확인결과에 따라 상기 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보에서 상기 제1물리주소의 사용여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 제2명령을 생성하여 메모리 시스템으로 발신한 후, 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2명령에 대응하는 응답을 수신할 때, 응답에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트(segment)를 상기 제2맵정보로서 상기 내부메모리에 저장할 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 제2맵정보에 포함된 모든 맵정보 각각의 사용여부를 표시하기 위한 상태비트를 상기 제2맵정보와 함께 상기 내부메모리에 저장할 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 제1시점과 상기 제2시점의 차이가 설정된 기준을 초과하는 경우, 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보 중 상기 제1논리주소에 대응하는 맵정보의 상기 상태비트를 '사용불가'로 설정할 수 있다.
또한, 상기 제2맵정보는, 다수의 맵세그먼트(segment)를 포함하며, 각각의 맵세그먼트는 M개의 맵정보가 그룹화되고, 상기 호스트는, 특정 맵세그먼트에 포함된 M개의 맵정보 중 상기 상태비트가 '사용불가'인 맵정보의 비율이 설정된 비율 이상인 경우, 상기 특정 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분하며, M은 2이상의 자연수일 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 제2맵정보에 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트가 존재하는 경우, 상기 제2명령을 생성하여 상기 메모리 시스템으로 발신한 후, 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2명령에 대한 응답을 수신할 때, 응답에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트를 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트를 대신 상기 제2맵정보에 포함시켜 상기 내부메모리에 저장할 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 제1시점과 상기 제2시점의 차이가 설정된 기준을 초과하는 경우, 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보 중 상기 제1논리주소에 대응하는 맵정보를 언맵핑(unmapping)시켜 사용하지 않을 수 있다.
또한, 상기 제2맵정보는, 다수의 맵세그먼트(segment)를 포함하며, 각각의 맵세그먼트는 M개의 맵정보가 그룹화되고, 상기 호스트는, 특정 맵세그먼트에 포함된 M개의 맵정보 중 언맵핑된 맵정보의 비율이 설정된 비율 이상인 경우, 상기 특정 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분하며, M은 2이상의 자연수일 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 제2맵정보에 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트가 존재하는 경우, 상기 제2명령을 생성하여 상기 메모리 시스템으로 발신한 후, 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2명령에 대한 응답을 수신할 때, 응답에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트를 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트를 대신 상기 제2맵정보에 포함시켜 상기 내부메모리에 저장할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 제2맵정보에 포함된 M개의 맵세그먼트 중 상기 호스트로 발신된 맵세그먼트와 발신되지 않은 맵세그먼트를 구분하기 위한 발신정보를 생성하며, M은 2이상의 자연수일 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 제2맵정보에 포함된 M개의 맵세그먼트 중 적어도 하나를 상기 발신정보를 참조하여 발신 맵세그먼트로서 선택하고, 상기 호스트로부터 수신된 상기 제2명령에 대응하여 상기 발신 맵세그먼트를 상기 호스트로 발신할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 호스트로부터 수신된 상기 제2명령에 대응하는 동작을 수행한 후, 상기 호스트로 발신하는 응답에 상기 발신 맵세그먼트를 포함시켜 발신할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 호스트에 상기 제2맵정보를 발신하기 위한 요청을 한 후, 상기 호스트의 결정에 따라 상기 호스트로부터 상기 제2명령이 수신될 때, 상기 제2명령에 대응하여 상기 발신 맵세그먼트를 상기 호스트로 발신할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 발신정보를 참조하여 상기 제2맵정보에 포함된 M개의 맵세그먼트 중 상기 호스트로 발신되지 않은 L개의 맵세그먼트를 상기 발신 맵세그먼트로서 선택하고, 상기 제2명령에 대응하여 상기 발신 맵세그먼트로서 선택된 L개의 맵세그먼트를 세그먼트 단위씩 L번 연속 상기 호스트로 발신하며, L은 M이하의 자연수일 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2맵정보의 발신에 대한 요청이 통지(notice)되는 경우, 상기 내부메모리의 상태를 확인하고, 확인결과에 따라 선택적으로 상기 제2명령을 생성하여 상기 메모리 시스템으로 발신할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 제2맵정보에 포함된 M개의 맵세그먼트 각각이 설정된 동작에 의해 갱신(update)되었는지 여부를 나타내는 M개의 갱신정보를 생성하며, M은 2이상의 자연수일 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 호스트로부터 수신된 상기 제1명령이 상기 제1논리주소 및 상기 제1물리주소를 포함하는지를 확인하고, M개의 갱신정보를 참조하여 상기 제1물리주소의 유효성을 판단하며, 상기 유효성의 판단결과 유효한 경우 상기 제1물리주소에 대응하는 상기 데이터를 상기 비휘발성 메모리 장치로부터 리드하여 상기 호스트로 발신할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 상기 유효성의 판단결과 유효하지 않은 경우, 상기 제1물리주소를 무시하고, 상기 제1맵정보를 참조하여 상기 제1논리주소에 대응하는 유효한 물리주소를 탐색한 후, 탐색된 상기 유효한 물리주소에 대응하는 상기 데이터를 상기 비휘발성 메모리 장치로부터 리드하여 상기 호스트로 발신할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, M개의 갱신정보 중 상기 제1논리주소에 대응하는 어느 하나의 갱신정보를 선택하고, 선택된 갱신정보가 '갱신되지 않음'을 나타내는 경우 상기 제1물리주소를 유효한 것으로 판단하며, 상기 선택된 갱신정보가 '갱신됨'을 나타내는 경우 상기 제1물리주소를 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 처리 시스템은, 데이터와 관련한 제1명령에 선택된 논리주소에 대응하는 제1물리주소를 포함시켜 발신하는 호스트; 및 상기 호스트로부터 수신된 상기 제1물리주소를 이용하여 상기 제1명령에 대응하는 동작을 수행한 뒤 그 결과를 상기 호스트에 대한 응답으로 발신하는 메모리 시스템을 포함하고, 상기 호스트는, 상기 제1명령을 발신한 제1시점과 상기 제1명령에 대응하는 응답을 수신한 제2시점사이의 시간차이를 기준클록의 주파수를 기준으로 확인하기 위한 시간확인부; 및 상기 시간확인부의 확인결과에 따라 상기 제1물리주소의 사용여부를 선택적으로 결정하기 위한 선택부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메모리 시스템은, 비휘발성 메모리 장치를 포함하며, 상기 호스트로부터 수신되는 논리주소에 대응하여 상기 비휘발성 메모리 장치의 물리주소를 맵핑(mapping)하는 제1맵정보 중 적어도 일부의 제2맵정보를 상기 호스트로 발신할 수 있다.
또한, 상기 호스트는, 상기 메모리 시스템으로부터 수신되는 상기 제2맵정보를 저장하기 위한 내부메모리를 더 포함하며, 상기 선택부는, 상기 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보를 참조하여 상기 선택된 논리주소에 상기 제1물리주소가 대응하는 경우, 상기 시간확인부의 확인결과에 따라 상기 제1시점에서, 상기 선택된 논리주소 및 상기 제1물리주소를 상기 제1명령과 함께 상기 메모리 시스템으로 발신하거나 또는 상기 선택된 논리주소를 상기 제1명령과 함께 상기 메모리 시스템으로 발신할 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템은, 데이터 처리 시스템 내 호스팅 또는 컴퓨팅 장치 및 메모리 시스템이 공유하는 맵정보가 메모리 시스템 내부의 설정된 동작으로 인해 서로 달라지는 경우, 이를 호스팅 혹은 컴퓨팅 장치에서 추측하여 내부의 맵정보에 대한 사용여부를 스스로 결정한 뒤, 사용하기로 결정된 맵정보만 선택하여 사용하도록 함으로써, 메모리 시스템의 데이터 입출력 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 호스팅 혹은 컴퓨팅 장치가 메모리 시스템에 전송하는 읽기 명령에 논리주소에 대응하는 물리주소를 선택적으로 전송할 수 있도록 하여, 메모리 시스템 내부에서 물리주소의 유효성을 판단하는 동작이 불필요하게 수행되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 메모리 시스템의 동작성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵정보의 공유 방법을 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 구성을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 읽기 동작을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 트랜잭션의 제1예를 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제1 동작을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 트랜젝션의 제2예를 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제2 동작을 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제3 동작을 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제4 동작을 설명한다.
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제1 동작을 설명한다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제2 동작을 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제3 동작을 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제4 동작을 설명한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵정보의 공유 방법을 설명한다.
도 1을 참조하면, 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 연동할 수 있다. 호스트(102)는 컴퓨팅 장치로 이해될 수 있으며, 모바일 장치, 컴퓨터, 서버 등의 형태로 구현될 수 있다. 호스트(102)와 연동하는 메모리 시스템(110)은 호스트(102)로부터 명령을 수신하고, 수신한 명령에 대응하여 데이터를 저장하거나 출력할 수 있다.
메모리 시스템(110)은 비휘발성 메모리셀을 포함하는 저장 공간을 가질 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템(110)은 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive, SSD) 등의 형태로 구현될 수 있다.
비휘발성 메모리셀을 포함하는 저장 공간에 호스트(102)가 요구한 데이터를 저장하기 위해서, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)가 사용하는 파일 시스템과 비휘발성 메모리셀을 포함하는 저장 공간을 연결시키는 맵핑(mapping)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 호스트(102)가 사용하는 파일 시스템에 따른 데이터의 주소를 논리주소 혹은 논리 블록 주소라고 부를 수 있고, 비휘발성 메모리셀을 포함하는 저장 공간에서 데이터의 주소를 물리주소 혹은 물리 블록 주소라고 부를 수 있다. 호스트(102)가 읽기 명령과 함께 논리주소를 메모리 시스템(110)에 전달하는 경우, 메모리 시스템(110)은 논리주소에 대응하는 물리주소를 탐색한 후 탐색된 물리주소에 저장된 데이터를 호스트(102)에 출력할 수 있다. 이러한 과정 중 메모리 시스템(110)이 호스트(102)가 전달한 논리주소에 대응하는 물리주소를 탐색하는 과정에서 맵핑(mapping)이 수행될 수 있다.
메모리 시스템(110)이 수행하는 맵핑을 호스트(102)가 수행할 수 있다면, 메모리 시스템(110)이 호스트(102)가 전달한 읽기 명령에 대응하는 데이터를 출력하는 데 소요되는 시간이 줄어들 수 있다. 이를 위해, 호스트(102)가 맵핑을 통해 물리주소를 메모리 시스템(110)에 전달하기 위해서, 호스트(102)가 맵핑을 수행하기 위한 맵정보를 저장하거나 맵정보에 직접 액세스할 수 있다.
도 1을 참조하면, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)에 맵정보(L2P MAP INFO)를 전송할 수 있다. 메모리 시스템(110)으로부터 맵정보를 수신한 호스트(102)는 맵정보를 호스트(102)가 포함하는 메모리에 저장할 수 있다. 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 맵정보 전체를 전송하고, 호스트(102)가 전송된 맵정보 전체를 저장할 수 있다면, 메모리 시스템(110)은 로그를 기록할 필요가 없을 수 있다. 하지만, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)이 관리하는 맵정보 전체를 저장하기 위해, 메모리 내 저장 공간을 할당하기 어려울 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)가 자주 사용하는 데이터 혹은 논리주소에 대한 맵정보를 선별적으로 호스트(102)에 전송할 수 있다.
한편, 맵정보를 호스트(102)에 전송한 메모리 시스템(110)은 전송된 맵정보에 대한 로그(log)를 생성할 수 있다. 로그(log)의 형식, 형태는 다양할 수 있다. 실시예에 따라, 로그(log)는 히스토리(history)와 같은 데이터의 형태로, 메모리 시스템(110)이 맵정보를 호스트(102)에 전송하는 이벤트가 발생할 때마다 전송된 맵정보를 기록할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 호스트(102)에 전송할 수 있는 맵정보의 크기에 대응하여 로그 또는 히스토리에 기록되는 전송된 맵정보의 양이 결정될 수 있다. 예를 들어, 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 전송할 수 있는 맵정보의 크기가 512KB라고 가정할 수 있다. 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 512KB보다 많은 양의 맵정보를 전송할 수 있지만, 로그(log)에 기록하는 전송된 맵정보의 양은 512KB까지로 제한할 수 있다. 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 한번에 전송할 수 있는 맵정보의 양은 호스트(102)가 저장할 수 있는 맵정보의 양보다 작을 수 있다. 예를 들면, 맵정보는 세그먼트(segment) 단위로 호스트(102)에 전송될 수 있다. 메모리 시스템(110)은 복수번의 전송을 통해 호스트(102)에 맵정보를 전달할 수 있으며, 연속적으로 혹은 간헐적으로 맵정보를 호스트(102)에 전달할 수도 있다.
실시예에 따라, 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 1MB보다 많은 양의 맵정보를 전송하는 경우, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)이 전송한 시간 순서에 따라 오래된 맵정보를 삭제할 수 있다. 또한, 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 전송된 맵정보 중에는 업데이트 정보가 포함될 수 있다. 호스트(102)가 메모리 시스템(110)으로부터 전송된 맵정보를 저장하기 위해 할당한 공간은 휘발성 메모리셀을 포함하고 있으므로, 호스트(102)는 다른 맵정보의 삭제 없이 대응하는 맵정보를 업데이트(갱신)할 수도 있다.
호스트(102)는 저장된 맵정보를 바탕으로 메모리 시스템(110)에 전달하는 명령에 물리주소(PBA1 or PBA2)를 포함할 수 있다. 즉, 맵핑을 수행하는 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 전달하는 명령에 대응하는 논리주소를 바탕으로, 논리주소에 대응하는 물리주소를 저장하고 있는 맵정보에서 찾을 수 있다. 물리주소(PBA1 or PBA2)가 존재하면 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 물리주소를 포함하는 명령을 전달할 수 있다.
호스트(102)로부터 물리주소(PBA1 or PBA2)를 포함하는 명령을 수신한 메모리 시스템(110)은 해당 명령에 대응하는 커맨드 동작(command operation)을 수행할 수 있다. 전술한 예와 같이, 호스트(102)가 읽기 명령에 대응하는 물리주소(PBA1)를 전달하는 경우, 메모리 시스템(110)은 해당 물리주소를 이용하여 데이터를 액세스하고 출력함으로써 읽기 명령에 대응하는 커맨드 동작에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
메모리 시스템(110) 내부에서 설정된 동작(PREDETERMINED OPERATION)이 수행되면, 메모리 시스템(110) 내부에서 관리되는 일부 맵정보(SOME L2P MAP INFO)를 업데이트(UPDATING)할 수 있다. 이렇게, 메모리 시스템(110) 내부에서 설정된 동작으로 인해 일부 맵정보가 업데이트되었다는 것을 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 알려주기 전까지 호스트(102)는 알 수 없다. 따라서, 호스트(102) 내부에 저장된 일부 맵정보는 불필요한 맵정보가 될 수 있다. 즉, 전술한 예와 같이, 호스트(102)가 읽기 명령에 대응하는 물리주소(PBA2)를 전달할 때, 전달하는 물리주소가 메모리 시스템(110) 내부에서 업데이트된 맵정보에 대응하는 경우, 메모리 시스템(110)에서는 호스트(102)로부터 입력받은 물리주소를 그대로 사용할 수 없고, 대신 새로운 물리주소를 다시 검색한 뒤 검색된 물리주소를 사용하여 데이터를 액세스하고 출력할 수 있다. 이와 같은 경우, 호스트(102)에서 메모리 시스템(110)으로 물리주소가 전송되었음에도 불구하고, 메모리 시스템(110)에서 읽기 명령에 대응하는 커맨드 동작에 소요되는 시간(t2)이 크게 늘어날 수 있다.
호스트(102)는 저장된 맵정보를 바탕으로 검색된 물리주소(PBA1 or PBA2)를 명령(COMMAND)에 포함시켜 메모리 시스템(110)에 전달하는 제1시점과, 해당 명령을 메모리 시스템(110)에서 수행한 결과의 응답(RESPONSE)이 호스트(102)에 도달하는 제2시점과의 차이를 확인할 수 있다.
예컨대, 호스트(102)는 제1물리주소(PBA1)를 명령(COMMAND)에 포함시켜 출력한 제1시점과, 해당 명령에 대응하는 응답(RESPONSE)이 호스트(102)로 입력된 제2시점과의 차이(t1)가 설정된 기준 이하인 경우, 메모리 시스템(110)에서 제1물리주소(PBA1)를 그대로 사용하여 커맨드 동작을 수행하였다는 것을 가정할 수 있다. 즉, 호스트(102)에 저장된 맵정보 중 제1물리주소(PBA1)에 대응하는 맵정보는, 메모리 시스템(110)에서 그대로 사용될 수 있는 '유효한 상태'일 수 있다. 따라서, 호스트(102)는 제1물리주소(PBA1)에 대응하는 맵정보를 내부에 저장된 상태로 계속 유지할 수 있다.
반대로, 호스트(102)는 제2물리주소(PBA2)를 명령(COMMAND)에 포함시켜 출력한 제1시점과, 해당 명령에 대응하는 응답(RESPONSE)이 호스트(102)로 입력된 제2시점과의 차이(t2)가 설정된 기준을 초과하는 경우, 메모리 시스템(110)에서 제2물리주소(PBA2)를 그대로 사용하지 못하고 새로운 물리주소를 검색하여 커맨드 동작을 수행하였다는 것을 가정할 수 있다. 즉, 호스트(102)에 저장된 맵정보 중 제2물리주소(PBA2)에 대응하는 맵정보는, 메모리 시스템(110)에서 그대로 사용될 수 없는 '무효한 상태'일 수 있다. 따라서, 호스트(102)는 내부에 저장된 맵정보 중 제2물리주소(PBA2)에 대응하는 맵정보를 사용하지 않도록 설정할 수 있다. 이를 통해, 호스트(102)는, 저장된 맵정보 중 사용하지 않도록 설정한 일부 맵정보를 제외한 나머지 맵정보만을 이용하여 메모리 시스템(110)에 전달하는 명령에 물리주소(PBA)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 데이터 처리 시스템(100)은, 호스트(Host)(102) 및 메모리 시스템(110)을 포함한다. 호스트(102)는 전자 장치, 예컨대 휴대폰, MP3 플레이어, 랩탑 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자 장치들, 또는 데스크탑 컴퓨터, 게임기, TV, 프로젝터 등과 같은 전자 장치들을 포함, 즉 컴퓨팅 장치 혹은 유무선 전자 장치들을 포함할 수 있다.
또한, 호스트(102)는, 적어도 하나의 운영 시스템(OS: operating system)를 포함하며, 운영 시스템은, 호스트(102)의 기능 및 동작을 전반적으로 관리 및 제어하고, 데이터 처리 시스템(100) 또는 메모리 시스템(110)을 사용하는 사용자와 호스트(102) 간에 상호 동작을 제공한다. 여기서, 운영 시스템은, 사용자의 사용 목적 및 용도에 상응한 기능 및 동작을 지원하며, 예컨대, 호스트(102)의 이동성(mobility)에 따라 일반 운영 시스템과 모바일 운용 시스템으로 구분할 수 있다. 또한, 운영 시스템에서의 일반 운영 시스템은, 사용자의 사용 환경에 따라 개인용 운영 시스템과 기업용 운영 시스템으로 구분할 수 있으며, 일 예로, 개인용 운영 시스템은, 일반 사용자를 위한 서비스 제공 기능을 지원하도록 특성화된 시스템으로, 윈도우(windows) 및 크롬(chrome) 등을 포함하고, 기업용 운영 시스템은, 고성능을 확보 및 지원하도록 특성화된 시스템으로, 윈도 서버(windows server), 리눅스(linux) 및 유닉스(unix) 등을 포함할 수 있다. 아울러, 운영 시스템에서의 모바일 운영 시스템은, 사용자들에게 이동성 서비스 제공 기능 및 시스템의 절전 기능을 지원하도록 특성화된 시스템으로, 안드로이드(android), iOS, 윈도 모바일(windows mobile) 등을 포함할 수 있다. 이때, 호스트(102)는, 복수의 운영 시스템들을 포함할 수 있으며, 또한 사용자 요청(user request)에 상응한 메모리 시스템(110)과의 동작 수행을 위해 운영 시스템을 실행한다, 여기서, 호스트(102)는, 사용자 요청에 해당하는 복수의 커맨드들을 메모리 시스템(110)으로 전송하며, 그에 따라 메모리 시스템(110)에서는 커맨드들에 해당하는 동작들, 즉 사용자 요청에 상응하는 동작들을 수행한다.
또한, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)의 요청에 응답하여 동작하며, 특히 호스트(102)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장한다. 다시 말해, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용될 수 있다. 여기서, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)와 연결되는 호스트 인터페이스 프로토콜에 따라, 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템(110)은, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive), MMC, eMMC(embedded MMC), RS-MMC(Reduced Size MMC), micro-MMC 형태의 멀티 미디어 카드(MMC: Multi Media Card), SD, mini-SD, micro-SD 형태의 시큐어 디지털(SD: Secure Digital) 카드, USB(Universal Storage Bus) 저장 장치, UFS(Universal Flash Storage) 장치, CF(Compact Flash) 카드, 스마트 미디어(Smart Media) 카드, 메모리 스틱(Memory Stick) 등과 같은 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
아울러, 메모리 시스템(110)을 구현하는 저장 장치들은, DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static RAM) 등과 같은 휘발성 메모리 장치와, ROM(Read Only Memory), MROM(Mask ROM), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable ROM), EEPROM(Electrically Erasable ROM), FRAM(Ferromagnetic ROM), PRAM(Phase change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리 장치로 구현될 수 있다.
그리고, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장하는 메모리 장치(150), 및 메모리 장치(150)로의 데이터 저장을 제어하는 컨트롤러(130)를 포함한다.
여기서, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 SSD를 구성할 수 있다. 메모리 시스템(110)이 SSD로 이용되는 경우, 메모리 시스템(110)에 연결되는 호스트(102)의 동작 속도는 보다 개선될 수 있다. 아울러, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는, 하나의 반도체 장치로 집적되어 메모리 카드를 구성할 수도 있으며, 일 예로 PC 카드(PCMCIA: Personal Computer Memory Card International Association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억 장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 메모리 시스템(110)은, 컴퓨터, UMPC(Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 3차원 텔레비전(3-dimensional television), 스마트 텔레비전(smart television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 데이터 센터를 구성하는 스토리지, 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID(radio frequency identification) 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등을 구성할 수 있다.
한편, 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)는, 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터를 유지할 수 있으며, 특히 라이트(write) 동작을 통해 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 저장하고, 리드(read) 동작을 통해 저장된 데이터를 호스트(102)로 제공한다. 여기서, 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록(memory block)들(152,154,156)을 포함하며, 각각의 메모리 블록들(152,154,156)은, 복수의 페이지들(pages, 미도시)을 포함한다. 또한, 복수의 페이지들 각각은, 복수의 워드라인(WL: Word Line, 미도시)들이 연결된 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 또한, 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록들(152,154,156)이 각각 포함된 복수의 플래인들(plane, 미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(150)는, 복수의 플래인들이 각각 포함된 복수의 메모리 다이(memory die, 미도시)들을 포함할 수 있다. 아울러, 메모리 장치(150)는, 비휘발성 메모리 장치, 일 예로 플래시 메모리가 될 수 있으며, 이때 플래시 메모리는 3차원(dimension) 입체 스택(stack) 구조가 될 수 있다.
그리고, 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(130)는, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터를 호스트(102)로 제공하고, 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 메모리 장치(150)에 저장할 수 있다. 이를 위해 컨트롤러(130)는, 메모리 장치(150)의 리드, 라이트, 프로그램(program), 이레이즈(erase) 등의 동작을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(130)는, 호스트 인터페이스(Host I/F) 유닛(132), 프로세서(Processor)(134), 에러 정정 코드(ECC: Error Correction Code) 유닛(138), 파워 관리 유닛(PMU: Power Management Unit)(140), 메모리 인터페이스(Memory I/F) 유닛(142), 및 메모리(Memory)(144)를 포함할 수 있다.
여기서, 호스트 인터페이스 유닛(132)은, 호스트(102)의 커맨드(command) 및 데이터를 처리하며, USB(Universal Serial Bus), MMC(Multi-Media Card), PCI-E(Peripheral Component Interconnect-Express), SAS(Serial-attached SCSI), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), ESDI(Enhanced Small Disk Interface), IDE(Integrated Drive Electronics), MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 호스트(102)와 통신하도록 구성될 수 있다. 또한, 호스트 인터페이스 유닛(132)은, 호스트(102)와 데이터를 주고 받는 영역으로 호스트 인터페이스 계층(HIL: Host Interface Layer, 이하 'HIL'이라 칭하기로 함)이라 불리는 펌웨어(firmware)를 통해 구동될 수 있다.
그리고, ECC 유닛(138)은, 메모리 장치(150)에서 처리되는 데이터의 에러 비트를 정정하며, ECC 인코더와 ECC 디코더를 포함할 수 있다. 여기서, ECC 인코더(ECC encoder)는 메모리 장치(150)에 프로그램될 데이터를 에러 정정 인코딩(error correction encoding)하여 패리티(parity) 비트가 부가된 데이터를 생성하며, 패리티 비트가 부가된 데이터는, 메모리 장치(150)에 저장될 수 있다. 그리고, ECC 디코더(ECC decoder)는, 메모리 장치(150)에 저장된 데이터를 리드할 경우, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터에 포함되는 에러를 검출 및 정정한다. 다시 말해, ECC 유닛(138)은, 메모리 장치(150)로부터 리드한 데이터를 에러 정정 디코딩(error correction decoding)한 후, 에러 정정 디코딩의 성공 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 지시 신호, 예컨대 에러 정정 성공(success)/실패(fail) 신호를 출력하며, ECC 인코딩 과정에서 생성된 패리티(parity) 비트를 사용하여 리드된 데이터의 에러 비트를 정정할 수 있다. 이때, ECC 유닛(138)은, 에러 비트 개수가 정정 가능한 에러 비트 한계치 이상 발생하면, 에러 비트를 정정할 수 없으며, 에러 비트를 정정하지 못함에 상응하는 에러 정정 실패 신호를 출력할 수 있다.
여기서, ECC 유닛(138)은, LDPC(low density parity check) 코드(code), BCH(Bose, Chaudhri, Hocquenghem) 코드, 터보 코드(turbo code), 리드-솔로몬 코드(Reed-Solomon code), 컨벌루션 코드(convolution code), RSC(recursive systematic code), TCM(trellis-coded modulation), BCM(Block coded modulation) 등의 코디드 모듈레이션(coded modulation)을 사용하여 에러 정정을 수행할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, ECC 유닛(138)는 오류 정정을 위한 회로, 모듈, 시스템, 또는 장치를 모두 포함할 수 있다.
그리고, PMU(140)는, 컨트롤러(130)의 파워, 즉 컨트롤러(130)에 포함된 구성 요소들의 파워를 제공 및 관리한다.
그리고, 메모리 인터페이스 유닛(142)은, 컨트롤러(130)가 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어하기 위해, 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간의 인터페이싱을 수행하는 메모리/스토리지(storage) 인터페이스가 된다. 여기서, 메모리 인터페이스 유닛(142)은, 메모리 장치(150)가 플래시 메모리, 특히 일 예로 메모리 장치(150)가 NAND 플래시 메모리일 경우에 NAND 플래시 컨트롤러(NFC: NAND Flash Controller)로서, 프로세서(134)의 제어에 따라, 메모리 장치(150)의 제어 신호를 생성하고 데이터를 처리한다. 또한, 메모리 인터페이스 유닛(142)은, 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간의 커맨드 및 데이터를 처리하는 인터페이스, 일 예로 NAND 플래시 인터페이스의 동작, 특히 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간 데이터 입출력을 지원하며, 메모리 장치(150)와 데이터를 주고 받는 영역으로 플래시 인터페이스 계층(FIL: Flash Interface Layer, 이하 'FIL'이라 칭하기로 함)이라 불리는 펌웨어(firmware)를 통해 구동될 수 있다.
그리고, 메모리(144)는, 메모리 시스템(110) 및 컨트롤러(130)의 동작 메모리로서, 메모리 시스템(110) 및 컨트롤러(130)의 구동을 위한 데이터를 저장할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 메모리(144)는, 컨트롤러(130)가 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어하는 과정 중 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터를 호스트(102)로 제공하기 전 임시 저장할 수 있다. 또한, 컨트롤러(130)는 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 메모리 장치(150)에 저장하기 전, 메모리(144)에 임시 저정할 수 있다. 컨트롤러(130)가 메모리 장치(150)의 리드, 라이트, 프로그램, 이레이즈(erase) 등의 동작을 제어할 때, 메모리 시스템(110) 내 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 사이에 전달되거나 발생하는 데이터는 메모리(144)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(144)는 호스트(102)와 메모리 장치(150) 간 데이터 라이트 및 리드 등의 동작을 수행하기 위해 필요한 데이터, 및 데이터 라이트 및 리드 등의 동작 수행 시의 데이터를 저장할 수 있다. 이러한 데이터 저장을 위해, 메모리(144)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 라이트 버퍼(buffer)/캐시(cache), 리드 버퍼/캐시, 데이터 버퍼/캐시, 맵(map) 버퍼/캐시 등을 포함할 수 있다.
여기서, 메모리(144)는, 휘발성 메모리로 구현될 수 있으며, 예컨대 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM: Static Random Access Memory), 또는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM: Dynamic Random Access Memory) 등으로 구현될 수 있다. 아울러, 메모리(144)는, 도면에 도시된 것과 같이 컨트롤러(130)의 내부에 존재할 수 있다. 또는, 메모리(144)는, 도면에 도시된 것과는 다르게 컨트롤러(130)의 외부에 존재할 수 있으며, 이와 같은 경우에는, 별도의 메모리 인터페이스를 통해 컨트롤러(130)로부터 데이터가 입출력되는 외부 휘발성 메모리로 구현되어야 할 것이다.
그리고, 프로세서(134)는, 메모리 시스템(110)의 전체적인 동작을 제어하며, 특히 호스트(102)로부터의 라이트 요청 또는 리드 요청에 응답하여, 메모리 장치(150)에 대한 프로그램 동작 또는 리드 동작을 제어한다. 여기서, 프로세서(134)는, 메모리 시스템(110)의 제반 동작을 제어하기 위해 플래시 변환 계층(FTL: Flash Translation Layer, 이하 'FTL'이라 칭하기로 함)이라 불리는 펌웨어(firmware)를 구동한다. 또한, 프로세서(134)는, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현될 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(130)는, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현된 프로세서(134)를 통해, 호스트(102)로부터 요청된 동작을 메모리 장치(150)에서 수행, 다시 말해 호스트(102)로부터 수신된 커맨드에 해당하는 커맨드 동작을, 메모리 장치(150)와 수행할 수 있다. 여기서, 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 수신된 커맨드에 해당하는 커맨드 동작으로 포그라운드(foreground) 동작을 수행, 예컨대 라이트 커맨드에 해당하는 프로그램 동작, 리드 커맨드에 해당하는 리드 동작, 이레이즈 커맨드(erase command)에 해당하는 이레이즈 동작, 셋 커맨드(set command)로 셋 파라미터 커맨드(set parameter command) 또는 셋 픽쳐 커맨드(set feature command)에 해당하는 파라미터 셋 동작 등을 수행할 수 있다.
또한, 컨트롤러(130)는, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현된 프로세서(134)를 통해, 메모리 장치(150)에 대한 백그라운드(background) 동작을 수행할 수도 있다. 이때, 메모리 장치(150)에 대한 백그라운드 동작은, 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152, 154, 156)에서 임의의 메모리 블록에 저장된 데이터를 다른 임의의 메모리 블록으로 카피(copy)하여 처리하는 동작, 일 예로 가비지 컬렉션(GC: Garbage Collection) 동작을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(150)에 대한 백그라운드 동작은, 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152, 154, 156) 간 또는 메모리 블록들(152, 154, 156)에 저장된 데이터 간을 스왑(swap)하여 처리하는 동작, 일 예로 웨어 레벨링(WL: Wear Leveling) 동작을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(150)에 대한 백그라운드 동작은, 컨트롤러(130)에 저장된 맵 데이터를 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152, 154, 156)로 저장하는 동작, 일 예로 맵 플러시(map flush) 동작, 또는 메모리 장치(150)에 대한 배드 관리(bad management)하는 동작, 또는 메모리 장치(150)에 포함된 복수의 메모리 블록들(152,154,156)에서 배드 블록을 확인하여 처리하는 배드 블록 관리(bad block management) 동작 등을 포함할 수 있다.
또한, 컨트롤러(130)의 프로세서(134)에는 메모리 장치(150)의 배드 관리를 수행하기 위한 관리 유닛(도시하지 않음)이 포함될 수 있다. 관리 유닛은, 메모리 장치(150)에 포함된 복수의 메모리 블록들(152,154,156)에서 배드 블록을 확인한 후, 확인된 배드 블록을 배드 처리하는 배드 블록 관리를 수행할 수 있다. 여기서, 배드 블록 관리는, 메모리 장치(150)가 플래시 메모리, 예컨대 낸드 플래시 메모리일 경우, 낸드의 특성으로 인해 데이터 라이트, 예컨대 데이터 프로그램(program) 시에 프로그램 실패(program fail)가 발생할 수 있으며, 프로그램 실패가 발생한 메모리 블록을 배드(bad) 처리한 후, 프로그램 실패된 데이터를 새로운 메모리 블록에 라이트, 즉 프로그램하는 것을 의미한다.
한편, 컨트롤러(130)의 프로그램 동작과 리드 동작 및 이레이즈 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 수신된 프로그램 커맨드에 해당하는 프로그램 데이터를, 컨트롤러(130)의 메모리(144)에 포함된 버퍼(buffer)/캐시(cache)에 저장한 후, 버퍼/캐시에 저장된 데이터를 메모리 장치(150)에 포함된 메모리 블록들(152, 154, 156)에 저장하는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 메모리 장치(150)로의 프로그램 동작에 상응하여 맵 데이터를 업데이트한 후, 업데이트된 맵 데이터를 메모리 장치(150)에 포함된 메모리 블록들(152, 154, 156)에 저장할 수 있다.
또한, 호스트(102)로부터 리드 커맨드를 수신할 경우, 컨트롤러(130)는 리드 커맨드에 해당하는 데이터의 맵 데이터를 확인하여 메모리 장치(150)로부터 리드 커맨드에 해당하는 데이터를 리드하며, 리드된 데이터를 컨트롤러(130)의 메모리(144)에 포함된 버퍼/캐시에 저장한 후, 버퍼/캐시에 저장된 데이터를 호스트(102)로부터 제공할 수 있다.
또한, 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 이레이즈 커맨드를 수신할 경우, 이레이즈 커맨드에 해당하는 메모리 블록을 확인한 후, 확인한 메모리 블록에 저장된 데이터를 이레이즈하며, 이레이즈된 데이터에 상응하여 맵 데이터를 업데이트한 후, 업데이트된 맵 데이터를 메모리 장치(150)에 포함된 메모리 블록들(152, 154, 156)에 저장하는 이레이즈 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 맵 데이터에는, 프로그램 동작에 상응하여, 메모리 블록들에 저장된 데이터에 대한 논리적/물리적(L2P: Logical to Physical) 정보, 및 물리적/논리적(P2L: Physical to Logical) 정보가 포함될 수 있다.
그리고, 커맨드에 해당하는 데이터는, 유저 데이터(user data) 및 메타 데이터(meta data)를 포함할 수 있다. 이때, 메타 데이터에는 유저 데이터가 메모리 장치(150)에 저장되는 것에 대응하여 컨트롤러(130)에서 생성되는 맵 데이터가 포함될 수 있다. 또한, 메타 데이터는 호스트(102)로부터 수신된 커맨드에 해당하는 커맨드 데이터에 대한 정보, 커맨드에 해당하는 커맨드 동작에 대한 정보, 커맨드 동작이 수행되는 메모리 장치(150)의 메모리 블록들에 대한 정보, 및 커맨드 동작에 상응한 맵 데이터 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 다시 말해, 메타 데이터에는 호스트(102)로부터 수신된 커맨드에 해당하는 유저 데이터를 제외하고 커맨드 동작을 위한 정보들 및 데이터가 포함될 수 있다.
즉, 호스트(102)로부터 라이트 커맨드를 수신할 경우, 컨트롤러(130)는 라이트 커맨드에 해당하는 프로그램 동작들을 수행한다. 이때, 라이트 커맨드에 해당하는 유저 데이터를 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152, 154, 156) 중 적어도 하나(예컨대, 메모리 블록들에서 이레이즈 동작이 수행된 빈(empty) 메모리 블록들, 오픈 메모리 블록(open memory block)들, 또는 프리 메모리 블록(free memory block))에 저장할 수 있다. 또한, 컨트롤러(130)는 메모리 블록들에 저장된 유저 데이터에 대한 논리적/물리적 주소정보(L2P map) 및 물리적/논리적 주소정보(P2L map)를 맵 테이블 또는 맵 리스트 형태로 메모리 장치(150)의 메모리 블록들 중 빈 메모리 블록들, 오픈 메모리 블록들, 또는 프리 메모리 블록들에 저장할 수 있다.
메모리 장치(150)에 저장되는 유저 데이터는 기 설정된 크기의 세그먼트 단위로 구분될 수 있다. 기 설정된 크기는 메모리 시스템(110)이 호스트(102)와의 연동을 위해 요구된 최소 데이터 크기와 동일할 수 있다. 실시예에 따라, 유저 데이터의 단위인 데이터 세그먼트(data segment)는 메모리 장치(150) 내 구성과 제어 방법에 대응하여 크기가 결정될 수 있다. 컨트롤러(130)는 유저 데이터의 데이터 세그먼트(data segment)들을 메모리 장치(150)의 메모리 블록들에 저장하면서, 저장된 데이터 세그먼트에 대응하는 맵 주소를 생성하거나 갱신할 수 있다. 맵 주소를 포함하는 메타 데이터의 단위인 메타 세그먼트(meta segment)들(예를 들면, 맵 데이터의 맵세그먼트(map segment)들로서 논리적/물리적(L2P) 세그먼트들과 물리적/논리적(P2L) 세그먼트들)은 컨트롤러(130)에 의해 생성되거나 또는 메모리 블록들에 저장된 맵세그먼트들을 메모리(144)에 로딩된 뒤 업데이트되면, 메모리 장치(150)의 메모리 블록들에 저장될 수 있다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 입력되는 논리주소에 대응하여 메모리 장치(150) 내 데이터의 물리주소를 매핑하는 제1맵정보(L2P MAP INFO1)를 생성할 수 있다. 이때, 메모리 시스템(110)에서 생성한 전체 제1맵정보(L2P MAP INFO1)는 메모리 장치(150) 내 적어도 한 개 이상의 일부 메모리 블록(MEMORY BLOCK<2>)에 비휘발성 상태로 저장될 수 있다. 또한, 메모리 장치(150)에 비휘발성 상태로 저장된 전체 제1맵정보(L2P MAP INFO1) 중 적어도 일부의 제1맵정보(SOME L2P MAP INFO1)는 컨트롤러(130) 내부의 메모리(144)에 저장될 수 있다. 또한, 메모리 장치(150)에 비휘발성 상태로 저장된 전체 제1맵정보(L2P MAP INFO1) 중 적어도 일부의 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는, 호스트(102)로 전송되어 호스트(102) 내부의 메모리(106)에 저장될 수 있다. 이때, 컨트롤러(130) 내부의 메모리(144)에 저장된 일부의 제1맵정보(SOME L2P MAP INFO1)와 호스트(102)로 전송되어 호스트(102) 내부의 메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는 서로 겹쳐지지 않을 수 있다. 그리고, 메모리 시스템(110)의 컨트롤러(130)는, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 호스트(102)로 전송한 후, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 생성할 수 있다. 그리고, 호스트(102)는, 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 참조하여 논리주소에 대응하는 물리주소(PBA1 or PBA2)를 선택하고, 제1시점에서 선택된 물리주소(PBA1 or PBA2)를 포함하는 명령을 메모리 시스템(110)으로 출력한 뒤, 제2시점에서 메모리 시스템(110)으로부터 논리주소에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 호스트(102)는, 제1시점과 제2시점의 차이(t1 or t2)를 확인하고, 확인결과에 따라 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에서 선택된 물리주소(PBA1 or PBA2)의 계속 사용여부를 결정할 수 있다.
예컨대, 호스트(102)는 제1물리주소(PBA1)를 명령(COMMAND)에 포함시켜 출력한 제1시점과, 해당 명령에 대응하는 응답(RESPONSE)이 호스트(102)로 입력된 제2시점과의 차이(t1)가 설정된 기준 이하인 경우, 메모리 시스템(110)에서 제1물리주소(PBA1)를 그대로 사용하여 커맨드 동작을 수행하였다는 것을 가정할 수 있다. 즉, 호스트(102)에 저장된 맵정보 중 제1물리주소(PBA1)에 대응하는 맵정보는, 메모리 시스템(110)에서 그대로 사용될 수 있는 '유효한 상태'일 수 있다. 따라서, 호스트(102)는 제1물리주소(PBA1)에 대응하는 맵정보를 내부에 저장된 상태로 계속 유지할 수 있다.
반대로, 호스트(102)는 제2물리주소(PBA2)를 명령(COMMAND)에 포함시켜 출력한 제1시점과, 해당 명령에 대응하는 응답(RESPONSE)이 호스트(102)로 입력된 제2시점과의 차이(t2)가 설정된 기준을 초과하는 경우, 메모리 시스템(110)에서 제2물리주소(PBA2)를 그대로 사용하지 못하고 새로운 물리주소를 검색하여 커맨드 동작을 수행하였다는 것을 가정할 수 있다. 즉, 호스트(102)에 저장된 맵정보 중 제2물리주소(PBA2)에 대응하는 맵정보는, 메모리 시스템(110)에서 그대로 사용될 수 없는 '무효한 상태'일 수 있다. 따라서, 호스트(102)는 내부에 저장된 맵정보 중 제2물리주소(PBA2)에 대응하는 맵정보를 사용하지 않도록 설정할 수 있다. 이를 통해, 호스트(102)는, 저장된 맵정보 중 사용하지 않도록 설정한 일부 맵정보를 제외한 나머지 맵정보만을 이용하여 메모리 시스템(110)에 전달하는 명령에 물리주소(PBA)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2b를 참조하면, 도 2a에 개시된 호스트(102)에 비해 도 2b에 개시된 호스트(102)에 추가적인 구성요소들(105, 107)이 더 포함된 것을 알 수 있다. 따라서, 도 2a와 도 2b의 차이점을 중심으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a와 도 2b에서 호스트(102)의 전체적인 동작은 동일하다. 즉, 호스트(102)는, 메모리 시스템(110)으로부터 수신된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 내부메모리(106)에 저장할 수 있다. 또한, 호스트(102)는, 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 참조하여 논리주소에 대응하는 물리주소(PBA1 or PBA2)를 선택하고, 제1시점에서 선택된 물리주소(PBA1 or PBA2)를 포함하는 명령을 메모리 시스템(110)으로 출력한 뒤, 제2시점에서 메모리 시스템(110)으로부터 논리주소에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 호스트(102)는, 제1시점과 제2시점의 차이(t1 or t2)를 확인하고, 확인결과에 따라 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에서 선택된 물리주소(PBA1 or PBA2)의 계속 사용여부를 결정할 수 있다.
도 2a에서의 호스트(102)에 비해 도 2b에서의 호스트(102)는, 세분화된 내부 구성요소들(105, 107)을 통해 전술한 호스트(102) 전체적인 동작을 구분하여 수행할 수 있다는 점이다.
구체적으로, 도 2b를 참조하면, 시간확인부(105)는, 선택된 물리주소(PBA1 or PBA2)를 포함하는 명령을 메모리 시스템(110)으로 출력하는 제1시점과 명령에 대한 응답을 수신한 제2시점의 시간차이를 기준클록(REF_CLK)의 주파수를 기준으로 확인할 수 있다. 이때, 기준클록(REF_CLK)은, 호스트(102) 내부에서 다른 동작을 수행하기 위해 사용되는 임의의 클록일 수 있다. 또한, 기준클록(REF_CLK)은, 호스트(102) 내부에서 시간확인부(105)의 동작을 위해 별도로 생성한 클록일 수 있다.
그리고, 선택부(107)는, 시간확인부(105)의 확인결과에 따라 선택된 물리주소(PBA1 or PBA2)의 사용여부를 선택적으로 결정할 수 있다. 즉, 선택부(107)는, 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 참조하여 선택된 논리주소에 대응하는 물리주소(PBA1 or PBA2)를 시간확인부(105)의 확인결과에 따라 선택적으로 명령에 포함시켜 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다.
예컨대, 시간확인부(105)는, 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 참조하여 논리주소에 대응하는 제1물리주소(PBA1)을 명령(COMMAND)에 포함시켜 출력한 제1시점과, 해당 명령에 대응하는 응답(RESPONSE)이 호스트(102)로 입력된 제2시점과의 차이(t1)가 설정된 기준 이하인 것을 확인할 수 있다. 또한, 시간확인부(105)는, 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 참조하여 논리주소에 대응하는 제2물리주소(PBA2)를 명령(COMMAND)에 포함시켜 출력한 제1시점과, 해당 명령에 대응하는 응답(RESPONSE)이 호스트(102)로 입력된 제2시점과의 차이(t2)가 설정된 기준을 초과하는 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 시간확인부(105)의 동작이후, 선택부(107)는, 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 참조하여 선택된 논리주소에 제1물리주소(PBA1)가 대응하는 경우, 시간확인부(105)의 확인결과에 따라 기존과 마찬가지로 제1시점에서 제1물리주소(PBA1)을 명령(COMMAND)에 포함시켜 출력할 수 있다. 반대로, 선택부(107)는, 내부메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 참조하여 선택된 논리주소에 제2물리주소(PBA2)가 대응하는 경우, 시간확인부(105)의 확인결과에 따라 기존과 다르게 제1시점에서 제2물리주소(PBA2)을 명령(COMMAND)에 포함시키지 않고 출력할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)가 컨트롤러(130) 내부의 메모리(144)에 저장된 것을 도시하고 있는데, 이는 어디까지나 하나의 실시예일 뿐이며, 실제로는 컨트롤러(130) 내부의 메모리(144)에 저장되면서 동시에 메모리 장치(150)의 특정 메모리 블록에 비휘발성 상태로 저장되는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 구성을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 읽기 동작을 설명한다.
실시예와 관련하여, 도 3 및 도 4는 호스트에 포함된 메모리를 메타 데이터를 저장하는 캐시(cashe) 장치로서 사용하는 예를 설명한다.
도 3을 참조하면, 호스트(102)는 프로세서(104), 메모리(106) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(108)를 포함할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)를 포함할 수 있다. 도 3에서 설명하는 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 도 2a 및 도 2b에서 설명하는 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)와 유사할 수 있다.
이하에서는, 도 3에서 설명하는 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)와 도 2a 및 도 2b에서 설명하는 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)에서 기술적으로 구분될 수 있는 내용을 중심으로 설명한다.
호스트(102)는, 호스트(102)와 연동하는 메모리 시스템(110)에 비하여 고성능의 프로세서(104) 및 대용량의 메모리(106)를 포함할 수 있다. 호스트(102) 내 프로세서(104) 및 메모리(106)는 메모리 시스템(110)과 달리 공간적 제약이 적고, 필요에 따라 프로세서(104) 및 메모리(106)의 하드웨어적인 업그레이드(upgrade)가 가능한 장점이 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)이 동작 효율성을 높이기 위해, 호스트(102)가 가지는 자원(resource)을 활용할 수 있다.
메모리 시스템(110)이 저장할 수 있는 데이터의 양이 증가하면서, 메모리 시스템(110)에 저장되는 데이터에 대응하는 메타 데이터의 양도 증가한다. 메모리 시스템(110) 내 컨트롤러(130)가 메타 데이터를 로딩(loading)할 수 있는 메모리(144)의 공간은 제한적이므로, 메타 데이터의 양이 증가하는 것은 컨트롤러(130)의 동작에 부담을 준다. 예를 들어, 컨트롤러(130)가 메타 데이터를 위해 할당할 수 있는 메모리(144) 내 공간의 제약으로 인해, 메타 데이터의 전부가 아닌 일부를 로딩(loading)할 수 있다. 만약 호스트(102)가 액세스하고자 하는 위치가 일부 로딩된 메타 데이터에 포함되지 않은 경우, 컨트롤러(130)는 로딩(loading)한 메타 데이터의 일부가 갱신되었다면 메모리 장치(150)에 다시 저장해야 하고, 호스트(102)가 액세스하고자 하는 위치에 대응하는 메타 데이터를 메모리 장치(150)로부터 읽어야 한다. 이러한 동작들(e.g., 맵 캐시 리플레이스먼트, map cache replacement)은 컨트롤러(130)가 호스트(102)가 요구하는 읽기 혹은 쓰기 동작을 수행하기 위해 필요적으로 수행될 수 있으며, 메모리 시스템(110)의 동작 성능을 저하시킬 수 있다.
실시예에 따라, 컨트롤러(130)가 사용할 수 있는 메모리(144)에 비하여, 호스트(102)가 포함하는 메모리(106)의 저장 공간은 수십배에서 수천배 클 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은 컨트롤러(130)가 사용하는 메타 데이터(166)를 호스트(102) 내 메모리(106)에 전달하여, 호스트(102) 내 메모리(106)가 메모리 시스템(110)이 수행하는 주소변환과정을 위한 캐시(cashe) 메모리로 사용되도록 할 수 있다. 이 경우, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 명령과 함께 논리적 주소만을 전달하지 않고, 메모리(106)에 저장된 메타 데이터(166)를 바탕으로 논리적 주소를 물리적 주소로 변환한 후 명령과 함께 물리적 주소를 메모리 시스템(110)에 전달할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 논리적 주소를 물리적 주소로 변환하는 과정을 생략할 수 있고, 전달되는 물리적 주소를 바탕으로 메모리 장치(150)에 액세스할 수 있다. 이 경우, 전술했던 컨트롤러(130)가 메모리(144)를 사용하면서 발생하는 동작 부담을 해소할 수 있어, 메모리 시스템(110)의 동작 효율성이 매우 높아질 수 있다.
한편, 메모리 시스템(110)이 메타 데이터(166)를 호스트(102)에 전송하더라도, 메모리 시스템(110)이 메타 데이터(166)에 기준이 되는 정보의 관리(즉, 메타 데이터의 갱신, 삭제, 생성 등)를 수행할 수 있다. 메모리 시스템(110) 내 컨트롤러(130)는 메모리 장치(150)의 동작 상태에 따라 설정된 동작(PREDETERMINED OPERATION, 도 1 참조)을 수행할 수 있고, 호스트(102)에서 전달된 데이터를 메모리 장치(150) 내 저장하는 물리적 위치(물리적 주소)를 결정할 수 있기 때문에, 메모리 장치(150) 내 데이터의 물리적인 주소는 변경될 수 있다. 따라서, 메타 데이터(166)의 기준이 되는 정보(source)의 관리는 메모리 시스템(110)이 맡을 수 있다.
즉, 메모리 시스템(110)은 이 메타 데이터(166)를 관리하는 과정에서, 호스트(102)에 전달한 메타 데이터(166)를 수정, 갱신할 필요가 있다고 판단되면, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)에 메타 데이터(166)의 갱신을 요청할 수 있다. 호스트(102)는 메모리 시스템(110)의 요청에 대응하여, 메모리(106) 내 저장된 메타 데이터(166)를 갱신할 수 있다. 이를 통해, 호스트(102) 내 메모리(106)에 저장된 메타 데이터(166)가 최근 상태를 유지할 수 있으며, 호스트 컨트롤러 인터페이스(108)가 메모리(106)에 저장된 메타 데이터(166)를 사용하여 메모리 시스템(110)에 전달할 주소값을 변환하더라도 동작에 문제가 발생하지 않을 수 있다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 메모리 시스템(110)에서 수행할 수 있는 설정된 동작(PREDETERMINED OPERATION)은, 메모리 장치(150)에 포함된 다수의 메모리 블록들(152, 154, 156) 중 적어도 하나 이상의 제1 메모리 블록에 저장된 유효(vaild) 데이터를 적어도 하나 이상의 제2 메모리 블록으로 이동시키는 동작을 의미한다. 예컨대, 설정된 동작은, 가비지 컬렉션, 웨어 레벨링 등의 백그라운 동작을 포함할 수 있다.
한편, 메모리(106)에 저장되는 메타 데이터(166)는 논리적 주소(logical address)에 대응하는 물리적 주소(physical address)를 확인하기 위한 제1맵핑 정보를 포함할 수 있다. 도 3를 참조하면, 논리적 주소(logical address)와 물리적 주소(physical address)를 대응시키는 메타 데이터에는 논리적 주소에 대응하는 물리적 주소를 확인하기 위한 논리적/물리적(L2P) 정보와 물리적 주소에 대응하는 논리적 주소를 확인하기 위한 물리적/논리적(P2L) 정보가 포함될 수 있다. 이 중, 메모리(106)에 저장되는 메타 데이터(166)는 논리적/물리적 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이때, 물리적/논리적 정보는 주로 메모리 시스템(110)의 내부 동작을 위해 사용되며, 호스트(102)가 데이터를 메모리 시스템(110)에 저장하거나 특정 논리적 주소에 대응하는 데이터를 메모리 시스템(110)으로부터 읽기 위한 동작에는 사용되지 않을 수 있다. 실시예에 따라, 물리적/논리적 정보는 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 전송하지 않을 수 있다. 여기서, 논리적/물리적 정보는, 도 2a 및 도 2b에서 설명했던 제1맵정보(L2P MAP INFO1)에 대응할 수 있다. 또한, 호스트(102)의 메모리(106)에 저장되는 메타 데이터(166)는, 도 2a 및 도 2b에서 설명했던 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대응할 수 있다.
한편, 메모리 시스템(110) 내 컨트롤러(130)는 논리적/물리적 정보 혹은 물리적/논리적 정보를 관리(생성, 삭제, 갱신 등)하면서, 논리적/물리적 정보 혹은 물리적/논리적 정보를 메모리 장치(150)에 저장할 수 있다. 호스트(102) 내 메모리(106)는 휘발성 메모리 장치이므로, 호스트(102) 및 메모리 시스템(110)에 전원 공급이 중단되는 등의 이벤트가 발생하는 경우에 호스트(102) 내 메모리(106)에 저장된 메타 데이터(166)는 사라질 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110) 내 컨트롤러(130)는 호스트(102) 내 메모리(106)에 저장된 메타 데이터(166)를 최근 상태로 유지시킬 뿐만 아니라 최근 상태의 논리적/물리적 정보 혹은 물리적/논리적 정보를 메모리 장치(150)에 저장할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 호스트(102) 내 메모리(106)에 메타 데이터(166)가 저장된 경우, 호스트(102)가 메모리 시스템(110) 내 데이터를 읽는 동작을 설명한다.
호스트(102)와 메모리 시스템(110)에 전원이 공급되면, 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 연동할 수 있다. 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 연동하면, 메모리 장치(150)에 저장된 메타 데이터(L2P MAP)가 호스트 메모리(106)로 전송될 수 있다.
호스트(102) 내 프로세서(104)에 의해 읽기 명령이 발생하면, 읽기 명령은 호스트 컨트롤러 인터페이스(108)에 전달된다. 호스트 컨트롤러 인터페이스(108)는 읽기 명령을 수신한 후, 호스트 메모리(106)에 읽기 명령에 대응하는 논리적 주소(Logical Address)를 전달한다. 호스트 메모리(106) 내 저장된 메타 데이터(L2P MAP)를 바탕으로, 호스트 컨트롤러 인터페이스(108)는 논리적 주소(Logical Address)에 대응하는 물리적 주소(Physical Address)를 인지할 수 있다.
호스트 컨트롤러 인터페이스(108)는 물리적 주소(Physical Address)와 함께 읽기 명령(Read CMD)을 메모리 시스템(110) 내 컨트롤러(130)에 전달한다. 컨트롤러(130)는 수신된 읽기 명령과 물리적 주소를 바탕으로, 메모리 장치(150)를 액세스할 수 있다. 메모리 장치(150) 내 물리적 주소에 대응하는 위치에 저장된 데이터는 호스트 메모리(106)로 전달될 수 있다.
비휘발성 메모리 장치를 포함하는 메모리 장치(150)에서 데이터를 읽는 과정은 휘발성 메모리인 호스트 메모리(106) 등에서 데이터를 읽는 과정에 비해 많은 시간이 소요될 수 있다. 전술한 읽기 과정에는 컨트롤러(130)가 호스트(102)로부터 논리적 주소를 수신하여 대응하는 물리적 주소를 찾는 과정이 생략될 수 있다. 특히, 컨트롤러(130)가 물리적 주소를 찾아내는 과정에서 메모리 장치(150)를 액세스하여 메타 데이터를 읽어내는 동작이 사라질 수 있다. 이를 통해, 호스트(102)가 메모리 시스템(110)에 저장된 데이터를 읽어 내는 과정이 더욱 빨라질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 트랜잭션의 제1예를 설명한다.
도 5을 참조하면, 맵정보(MAP INFO)를 저장하는 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 논리주소(LBA)와 물리주소(PBA)를 포함하는 읽기 명령(READ COMMAND)를 전달할 수 있다. 호스트(102)가 저장한 맵정보 내 읽기 명령(READ COMMAND)에 대응하는 논리주소(LBA)에 대응하는 물리주소(PBA)가 있는 경우, 호스트(102)는 논리주소(LBA)와 물리주소(PBA)를 포함하는 읽기 명령(READ COMMAND)을 메모리 시스템(110)에 전송할 수 있다. 하지만, 호스트(102)가 저장한 맵정보 내 읽기 명령(READ COMMAND)에 대응하는 논리주소(LBA)에 대응하는 물리주소(PBA)가 없는 경우, 호스트(102)는 물리주소(PBA)가 없는 논리주소(LBA)만을 포함하는 읽기 명령(READ COMMAND)을 메모리 시스템(110)에 전송할 수 있다.
도 5을 읽기 명령(READ COMMAND)을 예로 들어 설명하고 있으나, 실시예에 따라 호스트(102)가 메모리 시스템(110)에 전달할 수 있는 쓰기 명령 혹은 삭제 명령에도 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제1 동작을 설명한다.
구체적으로, 도 6은 도 5에서 설명한 호스트(102)와 메모리 시스템(110)과 같이 논리주소(LBA)와 물리주소(PBA)를 포함하는 명령어를 전달하는 호스트와 수신하는 메모리 시스템의 구체적인 동작에 대해서 설명한다.
도 6를 참조하면, 호스트는 논리주소(LBA)를 포함하는 명령(COMMAND)를 생성할 수 있다(812). 이후, 호스트는 논리주소(LBA)에 대응하는 물리주소(PBA)가 맵정보에 있는 지를 확인할 수 있다(814). 물리주소(PBA)가 없는 경우(814의 NO), 호스트는 논리주소(LBA)를 포함하는 명령(COMMAND)을 전송할 수 있다(818).
반면, 물리주소(PBA)가 있는 경우(814의 YES), 호스트는 논리주소(LBA)를 포함하는 명령(COMMAND)에 물리주소(PBA)를 추가할 수 있다(816). 호스트는 논리주소(LBA)와 물리주소(PBA)를 포함하는 명령(COMMAND)을 전송할 수 있다(818).
메모리 시스템은 외부에서 전달되는 명령을 수신할 수 있다(822). 메모리 시스템은 수신한 명령에 물리주소(PBA)가 포함되어 있는 지를 확인할 수 있다(814). 만약 수신한 명령에 물리주소(PBA)가 없다면(824의 NO), 메모리 시스템은 수신한 명령에 포함된 논리주소에 대응하는 물리주소를 탐색할 수 있다(832).
만약, 수신한 명령에 물리주소(PBA)가 포함되어 있다면(824의 YES), 메모리 시스템은 물리주소(PBA)가 유효한 지를 확인할 수 있다(826). 메모리 시스템이 맵정보를 호스트에 전달하고, 호스트는 메모리 시스템이 전달한 맵정보를 바탕으로 맵핑을 수행하여 물리주소(PBA)를 명령에 포함시켜 전달할 수 있다. 하지만, 메모리 시스템이 호스트에 맵정보를 전달한 후 메모리 시스템이 관리하는 맵정보가 변경, 갱신될 수 있다. 맵정보가 더티(dirty) 상태인 경우 호스트가 전달한 물리주소(PBA)를 그대로 사용할 수 없으므로, 메모리 시스템은 수신한 명령에 포함된 물리주소(PBA)가 유효한 지를 판단할 수 있다. 수신한 명령에 포함된 물리주소(PBA)가 유효한 경우(826의 YES), 메모리 시스템은 물리주소(PBA)를 사용하여 명령에 대응하는 동작을 수행할 수 있다(830).
수신한 명령에 포함된 물리주소(PBA)가 유효하지 않은 경우(826의 NO), 메모리 시스템은 수신한 명령에 포함된 물리주소(PBA)를 무시할 수 있다(828). 이 경우, 메모리 시스템은 수신한 명령에 포함된 논리주소(LBA)를 바탕으로 물리주소(PBA)를 탐색할 수 있다(832).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 시스템에서 호스트와 메모리 시스템의 트랜젝션의 제2예를 설명한다.
도 7를 참조하면, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)에 맵정보(MAP INFO)를 전달할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 호스트(102)의 명령에 대한 응답(RESPONSE)을 이용하여 맵정보(MAP INFO)를 전달할 수 있다.
맵정보를 전송하기 위한 응답(RESPONSE)에는 특별한 제한이 없을 수 있다. 예를 들면, 읽기 명령에 대응하는 응답, 쓰기 명령에 대응하는 응답, 또는 삭제 명령에 대응하는 응답 등을 이용하여, 메모리 시스템(110)은 맵정보를 호스트(102)에 전송할 수 있다.
메모리 시스템(110)과 호스트(102)는 기 설정된 프로토콜에 따라 설정된 단위 형식에 따라 명령과 응답을 주고받을 수 있다. 예를 들면, 응답(RESPONSE)의 형식에는 기본 헤더, 호스트(102)가 전달한 명령의 성공 또는 실패로 인한 명령, 및 메모리 시스템(110)의 상태를 나타내는 추가 정보 등을 포함할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 맵정보를 응답(RESPONSE)에 포함시켜 호스트(102)로 전달할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제2 동작을 설명한다. 구체적으로, 도 8은 호스트(102)가 메모리 시스템(110)에 맵정보를 요구하고, 메모리 시스템(110)이 호스트(102)의 요구에 대응하여 맵정보를 전송하는 과정을 설명한다.
도 8를 참조하면, 호스트(102)에서 맵정보에 대한 니즈(needs)가 발생할 수 있다. 예를 들면, 호스트(102)가 맵정보를 저장할 수 있는 공간을 할당할 수 있거나, 명령에 대응하여 메모리 시스템(110)으로부터 보다 빠른 데이터 입출력을 기대하는 경우, 호스트(102)에서는 맵정보에 대한 니즈(needs)가 발생할 수 있다. 또한, 사용자의 요구에 의해서도 호스트(102)에서는 맵정보에 대한 니즈(needs)가 발생할 수 있다.
호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 맵정보를 요구할 수 있고, 호스트(102)의 요구에 대응하여 메모리 시스템(110)은 맵정보를 준비할 수 있다. 실시에에 따라, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 필요한 맵정보를 구체적으로 요구할 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 맵정보를 요구할 뿐 어떠한 맵정보를 제공할 지는 메모리 시스템(110)이 결정할 수도 있다.
메모리 시스템(110)은 준비된 맵정보를 호스트(102)에 전달할 수 있다. 호스트(102)는 메모리 시스템(110)으로부터 전달된 맵정보를 내부 저장 공간(예, 도 3에서 설명한 메모리(106)에 저장할 수 있다.
호스트(102)는 저장된 맵정보를 이용하여, 메모리 시스템(110)에 전송하는 명령(COMMAND)에 물리주소(PBA)를 포함시켜 전달할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 명령(COMMAND)에 포함된 물리주소(PBA)를 이용하여 해당 동작을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제3 동작을 설명한다. 구체적으로, 도 9는 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 맵정보를 전달할 것을 요구하고, 호스트(102)가 메모리 시스템(110)의 요청에 대응하여 맵정보를 수신하는 과정을 설명한다.
도 9을 참조하면, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)에 맵정보를 전송하겠다는 통지(notice)를 할 수 있다. 호스트(102)는 메모리 시스템(110)으로부터 전송된 맵정보에 관련한 통지에 대응하여, 호스트(102) 내 맵정보를 저장할 수 있는 지를 확인할 수 있다. 호스트(102)가 메모리 시스템(110)으로부터 전송된 맵정보를 수신할 수 있는 경우, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 맵정보를 전송할 수 있도록 허여(allow)할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 호스트(102)에 전송할 맵정보를 준비한 후, 호스트(102)에 맵정보를 전송할 수 있다.
이후, 호스트(102)는 수신된 맵정보를 내부 저장 공간(예, 도 3에서 설명한 메모리(106))에 저장할 수 있다. 호스트(102)는 저장된 맵정보를 바탕으로 맵핑(mapping)을 수행한 후, 메모리 시스템(110)에 전송할 명령에 물리주소(PBA)를 포함시킬 수 있다.
메모리 시스템(110)은 호스트(102)로부터 전달된 명령에 물리주소(PBA)가 포함되었는 지를 확인하고, 물리주소(PBA)를 이용하여 명령에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
맵정보의 전송과 관련하여, 도 8에서 설명한 호스트(102)와 메모리 시스템(110)의 동작이 호스트(102)가 주도적으로 수행하는 것이라면, 도 9에서 설명한 호스트(102)와 메모리 시스템(110)의 동작은 메모리 시스템(110)이 주도적으로 수행하는 것에서 차이가 있을 수 있다. 실시예에 따라, 메모리 시스템(102)과 호스트(110)는 도 8 및 도 9에서 설명한 맵정보를 전송하는 방법을 동작 환경에 따라 선택적으로 사용할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트와 메모리 시스템의 제4 동작을 설명한다. 구체적으로, 도 10은 호스트와 메모리 시스템이 연동하는 과정 중 메모리 시스템이 호스트에 맵정보를 전송하려는 경우를 설명한다.
도 10을 참조하면, 메모리 시스템은 호스트로부터 전달된 명령에 대응하는 동작이 완료되었는 지를 확인할 수 있다(862). 메모리 시스템은 명령에 대응하는 동작이 완료된 후, 명령에 대응하는 응답(RESPONSE)을 전송하기 전에 호스트에 전송할 맵정보가 있는 지를 확인할 수 있다(864). 만약 호스트에 전송할 맵정보가 없다면(864의 NO), 메모리 시스템은 호스트에서 전달된 명령에 대응하는 동작이 완료되었는 지에 대한 여부(성공 또는 실패)에 대한 정보를 포함하는 응답(RESPONSE)을 전송할 수 있다(866).
메모리 시스템이 호스트에 전송할 맵정보가 있는 경우(864의 YES), 메모리 시스템은 맵정보를 전송하기 위한 통지(NOTICE)가 이루어졌는 지를 확인할 수 있다(868). 여기서 통지(NOTICE)는 도 9에서 설명한 것과 유사할 수 있다. 만약, 메모리 시스템이 맵정보를 전송하고자 하지만, 메모리 시스템이 호스트에 맵정보를 전송하는 것과 관련한 통지가 사전에 이루어지지 않았다면(868의 NO), 메모리 시스템은 응답(RESPONSE)에 통지(NOTICE)를 추가하여 호스트에 전달할 수 있다(870).
만약 맵정보를 전송하기 위한 통지(NOTICE)가 이미 이루어진 경우(868의 YES), 메모리 시스템은 응답에 맵정보를 추가할 수 있다(872). 이후, 메모리 시스템은 맵정보를 포함하는 응답을 전송할 수 있다(874).
호스트는 메모리 시스템으로부터 전송되는 응답(RESPONSE), 통지를 포함하는 응답(RESPONSE WITH NOTICE), 맵정보를 포함하는 응답(RESPOSNE WITH MAP INFO) 중 적어도 하나를 수신할 수 있다(842).
호스트는 수신한 응답에 통지가 포함되어 있는 지를 확인할 수 있다(844). 만약 수신한 응답에 통지가 포함되어 있다면(844의 YES), 호스트는 이후에 전달될 수 있는 맵정보를 수신하고 저장할 수 있도록 준비할 수 있다(846). 이후, 호스트는 이전 명령에 대응하는 응답을 확인할 수 있다(852). 예를 들어, 호스트는 응답을 확인하여, 이전 명령의 성공 또는 실패 여부를 확인할 수 있다.
수신한 응답에 통지가 포함되지 않은 경우(844의 NO), 호스트는 응답에 맵정보가 포함되어 있는 지를 확인할 수 있다(848). 응답에 맵정보가 포함되어 있지 않은 경우(848의 NO), 호스트는 이전 명령에 대응하는 응답을 확인할 수 있다(852).
수신한 응답에 맵정보가 포함된 경우(848의 YES), 호스트는 응답에 포함된 맵정보를 호스트 내부 저장 공간에 저장하거나, 이미 저장된 맵정보를 갱신할 수 있다(850). 이후, 호스트는 이전 명령에 대응하는 응답을 확인할 수 있다(852).
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제1 동작을 설명한다.
도 11a를 참조하면, 메모리 시스템(110)에서 새롭게 생성된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)가 호스트(102)로 전달되어 저장됨으로써, 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 최초로 공유하는 상태일 수 있다. 따라서, 도 11a에서 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 공유하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는 모두 유효한 상태일 수 있다.
구체적으로, 메모리 시스템(110)에 포함된 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 입력되는 논리주소에 대응하여 메모리 장치(150) 내 데이터의 물리주소를 매핑하기 위해 제1맵정보(L2P MAP INFO1)를 생성(GENERATING OUT_INFO of L2P MAP INFO2)할 수 있다. 또한, 컨트롤러(130)는, 제1맵정보(L2P MAP INFO1) 중 적어도 일부의 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 호스트(102)로 출력(SEND L2P MAP INFO2)할 수 있다. 그리고, 호스트(102)는, 메모리 시스템(110)으로부터 입력된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 내부의 메모리(106)에 저장(STORING L2P MAP INFO2)할 수 있다.
한편, 메모리 시스템(110)에서 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 호스트(102)로 출력하는 동작(SEND L2P MAP INFO2)은, 도 7 내지 도 10에서 설명된 동작이 사용될 수 있다.
구체적으로, 메모리 시스템(110)에 포함된 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 입력된 제2명령(COMMAND2)에 대응하는 응답(RESPONSE2)을 호스트(102)로 출력할 때, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 함께 출력(SEND RESPONSE2 WITH L2P MAP INFO2)할 수 있다. 여기서, 제2명령(COMMAND2)은, 특별한 제한이 없을 수 있다. 예컨대, 제2명령(COMMAND2)은 읽기 명령, 쓰기 명령, 또는 삭제 명령일 수 있다. 물론, 실시예에 따라, 제2명령(COMMAND2)은, 호스트(102)에서 메모리 시스템(110)으로부터 제2맵정보를 입력받기 위해 설정된 특별한 명령일 수 있다.
실시예에 따라, 컨트롤러(130)는, 도 7 및 도 8에 설명된 것과 같이 호스트(102)로부터 입력된 제2명령(COMMAND2)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 호스트(102)로 출력하는 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답(RESPONSE2)에 적어도 하나의 맵세그먼트를 포함시켜 출력(SEND RESPONSE2 WITH L2P MAP INFO2)할 수 있다. 실시예에 따라, 도 9 및 도 10에 설명된 것과 같이 메모리 시스템(110)에 호스트(102)로 전송해야하는 적어도 하나의 맵세그먼트가 존재하는 경우, 컨트롤러(130)는 호스트(102)에 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 출력하기 위한 요청을 통지(notice)할 수 있다. 호스트(102)는, 메모리 시스템(110)으로부터 제2맵정보를 출력하기 위한 요청이 통지되는 경우, 내부 메모리(106)의 상태를 확인하고, 확인결과에 따라 선택적으로 제2명령(COMMAND2)을 생성하여 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 호스트(102)의 결정에 따라 호스트(102)로부터 제2명령(COMMAND2)이 입력될 때, 제2명령(COMMAND2)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 호스트(102)로 출력하는 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답(RESPONSE2)에 적어도 하나의 맵세그먼트를 포함시켜 출력(SEND RESPONSE2 WITH L2P MAP INFO2)할 수 있다. 실시예에 따라, 메모리 시스템(110)에 호스트(102)로 전송해야하는 적어도 두 개 이상의 맵세그먼트가 존재하는 경우, 컨트롤러(130)는 한 개의 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답에 설정된 개수의 맵세그먼트를 연속 포함시켜 호스트(102)로 출력할 수 있다.
한편, 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 공유하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는 맵세그먼트 단위로 관리될 수 있다. 즉, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에는 다수의 맵세그먼트가 포함되며, 메모리 시스템(110)에서 호스트(102)로 출력하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는 적어도 한 개의 맵세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)도 맵세그먼트를 구분하기 위한 형태로 생성될 수 있다. 예컨대, 도면에서와 같이 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는, 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)도, 맵세그먼트를 구분하기 위한 형태로 생성될 수 있다.
또한, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 각각은 적어도 두 개 이상의 맵정보가 그룹화되어 포함될 수 있다. 예컨대, 도면에서와 같이 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는, 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)를 포함하고, 4개의 맵세그먼트 각각은 4개의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3, L2P #46_0, L2P #46_1, L2P #46_2, L2P #46_3, L2P #08_0, L2P #08_1, L2P #08_2, L2P #08_3, L2P #26_0, L2P #26_1, L2P #26_2, L2P #26_3)를 포함할 수 있다.
참고로, 도면에서와 같이 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 4개의 맵세그먼트가 포함되고, 4개의 맵세그먼트 각각에 4개의 맵정보가 포함되는 것은, 어디까지나 하나의 실시예일 뿐이며, 실제로는 더 많거나 더 적은 개수 일 수 있다.
그리고, 호스트(102)는, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 모든 맵정보 각각의 사용여부를 표시하기 위한 상태비트(VAF)를 제2맵정보(L2P MAP INFO2)와 함께 내부 메모리(106)에 저장할 수 있다. 예컨대, '0'값을 갖는 상태비트(VAF)에 대응하는 맵정보는 사용가능한 상태의 맵정보일 수 있다. 반대로, '1'값을 갖는 상태비트(VAF)에 대응하는 맵정보는 사용불가능한 상태의 맵정보일 수 있다. 도 11a에서 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 모든 맵정보가 모두 사용가능한 상태로 호스트(102)의 메모리(106)에 저장될 수 있으므로, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 모든 맵정보에 대응하는 상태비트(VAF)가 '0'값을 갖는 상태일 것이다.
도 11b를 참조하면, 도 11a에서와 같이 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 공유하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)가 모두 유효한 상태일 수 있다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 출력할 논리주소를 바탕으로, 논리주소에 대응하는 물리주소를 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에서 검색할 수 있다. 검색결과 물리주소가 존재하면 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 논리주소 및 물리주소를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 전달할 수 있다. 검색결과 물리주소가 존재하지 않으면 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 물리주소를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 전달할 수 있다. 이때, 호스트(102)는, 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 사용불가능한 상태의 값을 갖는 상태비트(VAF)에 대응하는 맵정보를 검색에서 제외할 수 있다. 이렇게 검색에서 제외된 사용불가능한 상태의 값을 갖는 상태비트(VAF)에 대응하는 맵정보는, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함되지 않는 것처럼 취급될 수 있다. 따라서, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 사용불가능한 상태의 값을 갖는 상태비트(VAF)에 대응하는 맵정보의 물리주소는 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전달될 수 없다. 실시예에 따라, 도면에서 호스트(102)는 내부의 메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 바탕으로 제1물리주소(PBA #10_0)를 검색할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)를 제1명령(COMMAND1)에 포함(SEND COMMAND WITH PBA #10_0)시켜 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 이렇게, 호스트(102)에서 제1물리주소(PBA #10_0) 포함된 제1명령(COMMAND1)을 메모리 시스템(110)으로 출력하는 시점을 'A시점'이라고 정의할 수 있다.
그리고, 호스트(102)로부터 물리주소를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 수신한 메모리 시스템(110)은 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소가 유효한 경우, 해당 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작(command operation)을 수행할 수 있다. 하지만, 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소가 무효한 경우, 메모리 시스템(110)은, 해당 물리주소 대신 내부에서 새롭게 검색할 수 있는 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 도면에서 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 공유하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는 모두 유효한 상태일 수 있다. 즉, 메모리 시스템(110)에서 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)의 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)는 갱신되지 않은 상태일 수 있다. 때문에, 제1명령(COMMAND1)에 포함된 제1물리주소(PBA #10_0)는 메모리 시스템(110)에서도 유효한 상태일 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 제1물리주소(PBA #10_0)를 그대로 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 수행에 대한 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})을 호스트(102)로 출력할 수 있다. 이렇게, 메모리 시스템(110)에서 제1명령(COMMAND1)에 대응하여 출력된 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})이 호스트(102)에 수신되는 시점을 'B시점'이라고 정의할 수 있다.
호스트(102)는 'A시점'과 'B시점'의 차이를 확인하고, 확인결과에 따라 호스트(102)는, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송한 물리주소의 사용여부를 판단할 수 있다. 즉, 호스트(102)는, 'A시점'과 'B시점'의 차이가 설정된 기준 이하인 경우, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송한 물리주소가 사용가능한 상태라고 판단할 수 있다. 반대로, 호스트(102)는, 'A시점'과 'B시점'의 차이가 설정된 기준을 초과하는 경우, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송한 물리주소가 사용불가능한 상태라고 판단할 수 있다. 실시예에 따라, 도면에서 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송된 제1물리주소(PBA #10_0)는, 메모리 시스템(110)에서도 유효한 상태로 확인되어 커맨드 동작에 그대로 사용된 바 있다. 따라서, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대한 'A시점'과 'B시점'의 차이는 설정된 기준 이하가 될 것이다. 그에 따라, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 맵정보(L2P #10_0)의 상태비트(VAF)의 값을 사용가능한 상태를 나타내는 '0'으로 계속 유지할 수 있다.
도 11c를 참조하면, 도 11b의 상태에서 메모리 시스템(110)에서 설정된 동작이 수행되어 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보가 갱신된 상태일 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따라 메모리 시스템(110) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태일 수 있다. 하지만, 메모리 시스템(110)에서 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태라는 것을 호스트(102)로 전달하지 않았으므로, 호스트(102)에서는 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태인지 알 수 없다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는 내부의 메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 바탕으로 제1물리주소(PBA #10_0)를 검색할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)를 제1명령(COMMAND1)에 포함(SEND COMMAND WITH PBA #10_0)시켜 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 이렇게, 호스트(102)에서 제1물리주소(PBA #10_0) 포함된 제1명령(COMMAND1)을 메모리 시스템(110)으로 출력하는 시점을 'A시점'이라고 정의할 수 있다.
그리고, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태라는 것을 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 확인하여 알 수 있다. 때문에, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 제1물리주소(PBA #10_0)가 무효한 상태라는 것을 알 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1물리주소(PBA #10_0)를 사용하지 않을 수 있다. 대신, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 논리주소(미도시)에 대응하는 새로운 물리주소를 제1맵정보(L2P MAP INFO1)에서 검색할 수 있다. 메모리 시스템(110)은, 제1맵정보(L2P MAP INFO1)로부터 새롭게 검색된 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 수행에 대한 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})을 호스트(102)로 출력할 수 있다. 이렇게, 메모리 시스템(110)에서 제1명령(COMMAND1)에 대응하여 출력된 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})이 호스트(102)에 수신되는 시점을 'B시점'이라고 정의할 수 있다.
여기서, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송된 제1물리주소(PBA #10_0)는, 메모리 시스템(110)에서 무효한 상태로 확인되어 그대로 사용되지 못하고, 대신 새로운 물리주소를 검색하여 커맨드 동작에 사용된 바 있다. 따라서, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대한 'A시점'과 'B시점'의 차이는 설정된 기준을 초과하게 될 것이다. 그에 따라, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 맵정보(L2P #10_0)에 대한 상태비트(VAF)의 값을 사용불가능한 상태를 나타내는 '1'로 설정할 수 있다.
한편, 호스트(102)는, 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 정의된 조건을 충족하는 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분할 수 있다. 이때, 호스트(102)는, 다수의 맵세그먼트에 대해 세그먼트 단위로 상태비트(VAF)의 값을 확인하여, 전체 상태비트(VAF) 중 사용불가능한 상태의 값을 갖는 상태비트(VAF)가 설정된 비율 이상인 경우, 해당 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분할 수 있다. 즉, 다수의 맵세그먼트 중 어느 하나의 특정 맵세그먼트에 포함된 다수의 맵정보 중 상태비트(VAF)가 사용불가능한 상태의 값을 갖는 맵정보의 비율이 설정된 비율 이상인 경우 특정 맵세그먼트는 선택 맵세그먼트로 구분될 수 있다. 반대로, 다수의 맵세그먼트 중 어느 하나의 특정 맵세그먼트에 포함된 다수의 맵정보 중 상태비트(VAF)가 사용불가능한 상태의 값을 갖는 맵정보의 비율이 설정된 비율 미만인 경우 특정 맵세그먼트는 선택 맵세그먼트로 구분되지 않을 수 있다. 실시예에 따라, 도면에서 호스트(102)는 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)를 포함하고, 그 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트로 구분할지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 4개의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 각각의 상태비트(VAF)를 확인해보면, 4개 중 3개의 상태비트(VAF)가 사용가능한 상태의 값인 '0'값을 갖고, 나머지 1개의 상태비트(VAF)만 사용불가능한 상태의 값인 '1'값을 갖는 것을 알 수 있다. 여기서, 설정된 비율을 50%로 가정할 때, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 다수의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 중 설정된 비율 미만의 맵정보가 사용불가능한 상태인 것을 확인할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트로 구분하지 않을 수 있다.
그리고, 호스트(102)는, 전술한 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작, 즉, 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 언제 어떠한 조건으로 수행할지를 호스트(102) 스스로의 상태나 미리 정해진 설계자의 선택에 따라 얼마든지 다양하게 설정할 수 있다. 예컨대, 호스트(102)에서 수행 예정인 동작이 매우 적을 때, 호스트(102)에서 스스로 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 각각의 상태를 모두 확인하여 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 수행할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 호스트(102)는, 특정 물리주소에 대응하는 맵정보의 상태비트(VAF) 값을 사용불가능한 상태로 설정하는 시점에서, 해당 맵정보가 포함된 맵세그먼트의 상태를 확인하여 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 도면에서와 같이 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 맵정보(L2P #10_0)의 상태비트(VAF) 값을 사용불가능한 상태인 '1'로 설정하는 시점에서, 해당 맵정보(L2P #10_0)가 포함된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)의 상태를 확인하여 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 수행할 수 있다.
도 11d를 참조하면, 도 11c에서 설명한 동작이 완료된 상태, 즉, 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보의 상태비트(VAF)가 사용불가능한 상태의 값으로 설정된 상태일 수 있다. 물론, 메모리 시스템(110)에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보가 계속 갱신된 상태일 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따라 메모리 시스템(110) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태일 수 있다. 하지만, 메모리 시스템(110)에서 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태라는 것을 호스트(102)로 전달하지 않았으므로, 호스트(102)에서는 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태인지 알 수 없다. 또한, 호스트(102) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 다수의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3)에서 첫 번째 맵정보(L2P #10_0)의 상태비트(VAF)를 사용불가능한 상태의 값인 '1'로 설정시킨 상태일 수 있다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는, 내부의 메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 바탕으로 제2물리주소(PBA #10_2)를 검색할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제2물리주소(PBA #10_2)를 제1명령(COMMAND1)에 포함(SEND COMMAND WITH PBA #10_2)시켜 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 이렇게, 호스트(102)에서 제2물리주소(PBA #10_2) 포함된 제1명령(COMMAND2)을 메모리 시스템(110)으로 출력하는 시점을 'A시점'이라고 정의할 수 있다.
그리고, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태라는 것을 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 확인하여 알 수 있다. 때문에, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 제2물리주소(PBA #10_2)가 무효한 상태라는 것을 알 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제2물리주소(PBA #10_2)를 사용하지 않을 수 있다. 대신, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 논리주소(미도시)에 대응하는 새로운 물리주소를 제1맵정보(L2P MAP INFO1)에서 검색할 수 있다. 메모리 시스템(110)은, 제1맵정보(L2P MAP INFO1)로부터 새롭게 검색된 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 수행에 대한 응답(RESPONSE1{PBA #10_2})을 호스트(102)로 출력할 수 있다. 이렇게, 메모리 시스템(110)에서 제1명령(COMMAND1)에 대응하여 출력된 응답(RESPONSE1{PBA #10_2})이 호스트(102)에 수신되는 시점을 'B시점'이라고 정의할 수 있다.
여기서, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송된 제2물리주소(PBA #10_2)는, 메모리 시스템(110)에서 무효한 상태로 확인되어 그대로 사용되지 못하고, 대신 새로운 물리주소를 검색하여 커맨드 동작에 사용된 바 있다. 따라서, 제2물리주소(PBA #10_2)에 대한 'A시점'과 'B시점'의 차이는 설정된 기준을 초과하게 될 것이다. 그에 따라, 호스트(102)는, 제2물리주소(PBA #10_2)에 대응하는 맵정보(L2P #10_2)에 대한 상태비트(VAF)의 값을 사용불가능한 상태를 나타내는 '1'로 설정할 수 있다.
그리고, 호스트(102)는, 제2물리주소(PBA #10_2)에 대응하는 맵정보(L2P #10_2)가 포함된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트로 구분할지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 4개의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 각각의 상태비트(VAF)를 확인해보면, 4개 중 2개의 상태비트(VAF)가 사용가능한 상태의 값인 '0'값을 갖고, 나머지 2개의 상태비트(VAF)가 사용불가능한 상태의 값인 '1'값을 갖는 것을 알 수 있다. 여기서, 설정된 비율을 50%로 가정할 때, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 다수의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 중 설정된 비율 이상의 맵정보가 사용불가능한 상태인 것을 확인할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트(SELECTED)로 구분할 수 있다.
한편, 호스트(102)는, 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 적어도 하나의 선택 맵세그먼트가 존재하는 경우, 적어도 하나의 선택 맵세그먼트를 대체하기 위한 적어도 하나의 맵세그먼트를 메모리 시스템(110)으로부터 전달받기 위해 제2명령(COMMAND2)을 생성하여 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 즉, 호스트(102)는, 제2명령(COMMAND2)을 생성하여 메모리 시스템(110)으로 출력한 후, 메모리 시스템(110)으로부터 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답(RESPONSE2)을 입력받을 때, 응답(RESPONSE2)에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트를 적어도 하나의 선택 맵세그먼트 대신 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함시켜 내부메모리(144)에 저장할 수 있다.
도 11e를 참조하면, 도 11d에서 설명한 동작이 완료된 상태, 즉, 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 일부 맵세그먼트가 선택 맵세그먼트로 구분된 상태일 수 있다. 물론, 메모리 시스템(110)에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보가 계속 갱신된 상태일 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따라 메모리 시스템(110) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태일 수 있다. 하지만, 메모리 시스템(110)에서 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태라는 것을 호스트(102)로 전달하지 않았으므로, 호스트(102)에서는 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태인지 알 수 없다. 또한, 호스트(102) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 선택 맵세그먼트로 구분된 상태일 수 있다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는, 선택 맵세그먼트로 구분된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10) 대신 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 저장할 맵세그먼트를 메모리 시스템(110)에 요청하기 위해 제2명령(COMMAND2)을 생성하여 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다.
메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 입력된 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답(RESPONSE2)에 갱신된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 포함시켜 출력할 수 있다. 이때, 메모리 시스템(110)은, 갱신된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 호스트(102)로 출력하는 것에 응답하여 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 대한 로그정보를 갱신되지 않은 상태로 변경할 수 있다. 즉, 갱신된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 메모리 시스템(110)에서 호스트(102)로 전송되기 이전에는, 메모리 시스템(110)에 저장된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)와 호스트(102)에 저장된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)의 값이 메모리 시스템(110)의 설정된 동작으로 인해 서로 달라졌기 때문에 메모리 시스템(110)에서 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 갱신된 상태로 변경한 바 있다. 하지만, 갱신된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 메모리 시스템(110)에서 호스트(102)로 전송되면서, 메모리 시스템(110)에 저장된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)와 호스트(102)에 저장된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)의 값이 다시 같아질 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 갱신되지 않은 상태로 변경할 수 있다.
호스트(102)는, 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답, 즉, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 포함하는 응답(RESPONSE2 WITH L2P MAP INFO2{L2P SEGMENT #10})을 메모리 시스템(110)으로부터 전달받을 수 있다. 또한, 호스트(102)는, 메모리 시스템(110)으로부터 입력된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 기존에 선택 맵세그먼트로 구분되었던 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 대신하여 내부메모리(106)에 저장할 수 있다. 따라서, 호스트(102)에 저장된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 모든 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3)의 상태비트(VAF)가 사용가능한 상태를 나타내는 '0'이 될 수 있다.
도 11f를 참조하면, 도 11d에서 설명한 동작이 완료된 상태, 즉, 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 일부 맵세그먼트가 선택 맵세그먼트로 구분된 상태일 수 있다. 물론, 메모리 시스템(110)에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보가 계속 갱신된 상태일 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따라 메모리 시스템(110) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태일 수 있다. 하지만, 메모리 시스템(110)에서 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태라는 것을 호스트(102)로 전달하지 않았으므로, 호스트(102)에서는 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태인지 알 수 없다. 또한, 호스트(102) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 선택 맵세그먼트로 구분된 상태일 수 있다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는, 선택 맵세그먼트로 구분된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10) 대신 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 저장할 맵세그먼트를 메모리 시스템(110)에 요청하기 위해 제2명령(COMMAND2)을 생성하여 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다.
메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 입력된 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답(RESPONSE2)에 제17맵세그먼트(L2P SEGMENT #17)를 포함시켜 출력할 수 있다. 즉, 메모리 시스템(110)은, 갱신된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10) 대신 전혀 새로운 맵세그먼트인 제17맵세그먼트(L2P SEGMENT #17)를 제1맵정보(L2P MAP INFO1) 중에서 선택하여 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함시킬 수 있다. 그에 따라, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 입력된 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답(RESPONSE2)에 갱신된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10) 대신 제17맵세그먼트(L2P SEGMENT #17)를 포함시켜 출력할 수 있다.
호스트(102)는, 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답, 즉, 제17맵세그먼트(L2P SEGMENT #17)를 포함하는 응답(RESPONSE2 WITH L2P MAP INFO2{L2P SEGMENT #17})을 메모리 시스템(110)으로부터 전달받을 수 있다. 또한, 호스트(102)는, 메모리 시스템(110)으로부터 입력된 제17맵세그먼트(L2P SEGMENT #17)를 기존에 선택 맵세그먼트로 구분되었던 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 대신하여 내부메모리(106)에 저장할 수 있다. 따라서, 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에서 선택 맵세그먼트로 구분되었던 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 삭제되고, 대신 제17맵세그먼트(L2P SEGMENT #17)가 저장될 수 있다. 물론, 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에는 더 이상 선택 맵세그먼트가 존재하지 않는 상태가 될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제2 동작을 설명한다.
도 12a를 참조하면, 전술한 도 11a에서 설명했던 바와 같이 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 공유하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)가 모두 유효한 상태일 수 있다. 전술한 도 11a와의 차이점은, 호스트(102)에서 상태비트(VAF)를 포함시키지 않은 상태로 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 내부메모리(144)에 저장한다는 점이다. 따라서, 도 12a에서는 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 상태비트(VAF)가 존재하지 않는 것을 알 수 있다. 이렇게 상태비트(VAF)를 사용하지 않는 대신, 도 12a에서는 메모리 시스템(110)에서 무효한 상태의 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 호스트(102) 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중에서는 언맵핑(unmapping)시키는 방식을 통해 호스트(102) 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중에서 사용가능한 맵정보와 사용불가능한 맵정보를 구분할 수 있다.
구체적으로, 도 12a를 참조하면, 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 공유하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는 모두 유효한 상태일 수 있다. 따라서, 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 언맵핑된 맵정보가 존재하지 않는 것을 알 수 있다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 출력할 논리주소를 바탕으로, 논리주소에 대응하는 물리주소를 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에서 검색할 수 있다. 검색결과 물리주소가 존재하면 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 논리주소 및 물리주소를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 전달할 수 있다. 검색결과 물리주소가 존재하지 않으면 호스트(102)는 메모리 시스템(110)에 물리주소를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 전달할 수 있다. 이때, 호스트(102)는, 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 언맵핑된 맵정보를 검색에서 제외할 수 있다. 이렇게 검색에서 제외된 언맵핑된 맵정보는, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함되지 않는 것처럼 취급될 수 있다. 따라서, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 언맵핑된 맵정보의 물리주소는 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전달될 수 없다. 실시예에 따라, 도면에서 호스트(102)는 내부의 메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 바탕으로 제1물리주소(PBA #10_0)를 검색할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)를 제1명령(COMMAND1)에 포함(SEND COMMAND WITH PBA #10_0)시켜 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 이렇게, 호스트(102)에서 제1물리주소(PBA #10_0) 포함된 제1명령(COMMAND1)을 메모리 시스템(110)으로 출력하는 시점을 'A시점'이라고 정의할 수 있다.
그리고, 호스트(102)로부터 물리주소를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 수신한 메모리 시스템(110)은 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소가 유효한 경우, 해당 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작(command operation)을 수행할 수 있다. 하지만, 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소가 무효한 경우, 메모리 시스템(110)은, 해당 물리주소 대신 내부에서 새롭게 검색할 수 있는 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 도면에서 호스트(102)와 메모리 시스템(110)이 공유하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)는 모두 유효한 상태일 수 있다. 즉, 메모리 시스템(110)에서 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)의 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)는 갱신되지 않은 상태일 수 있다. 때문에, 제1명령(COMMAND1)에 포함된 제1물리주소(PBA #10_0)는 메모리 시스템(110)에서도 유효한 상태일 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 제1물리주소(PBA #10_0)를 그대로 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 수행에 대한 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})을 호스트(102)로 출력할 수 있다. 이렇게, 메모리 시스템(110)에서 제1명령(COMMAND1)에 대응하여 출력된 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})이 호스트(102)에 수신되는 시점을 'B시점'이라고 정의할 수 있다.
호스트(102)는 'A시점'과 'B시점'의 차이를 확인하고, 확인결과에 따라 호스트(102)는, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송한 물리주소의 사용여부를 판단할 수 있다. 즉, 호스트(102)는, 'A시점'과 'B시점'의 차이가 설정된 기준 이하인 경우, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송한 물리주소가 사용가능한 상태라고 판단할 수 있다. 반대로, 호스트(102)는, 'A시점'과 'B시점'의 차이가 설정된 기준을 초과하는 경우, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송한 물리주소가 사용불가능한 상태라고 판단할 수 있다. 실시예에 따라, 도면에서 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송된 제1물리주소(PBA #10_0)는, 메모리 시스템(110)에서도 유효한 상태로 확인되어 커맨드 동작에 그대로 사용된 바 있다. 따라서, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대한 'A시점'과 'B시점'의 차이는 설정된 기준 이하가 될 것이다. 그에 따라, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 맵정보(L2P #10_0)를 언맵핑시키지 않을 수 있다.
도 12b를 참조하면, 도 12a의 상태에서 메모리 시스템(110)에서 설정된 동작이 수행되어 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보가 갱신된 상태일 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따라 메모리 시스템(110) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태일 수 있다. 하지만, 메모리 시스템(110)에서 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태라는 것을 호스트(102)로 전달하지 않았으므로, 호스트(102)에서는 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태인지 알 수 없다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는 내부의 메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 바탕으로 제1물리주소(PBA #10_0)를 검색할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)를 제1명령(COMMAND1)에 포함(SEND COMMAND WITH PBA #10_0)시켜 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 이렇게, 호스트(102)에서 제1물리주소(PBA #10_0) 포함된 제1명령(COMMAND1)을 메모리 시스템(110)으로 출력하는 시점을 'A시점'이라고 정의할 수 있다.
그리고, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태라는 것을 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 확인하여 알 수 있다. 때문에, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 제1물리주소(PBA #10_0)가 무효한 상태라는 것을 알 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1물리주소(PBA #10_0)를 사용하지 않을 수 있다. 대신, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 논리주소(미도시)에 대응하는 새로운 물리주소를 제1맵정보(L2P MAP INFO1)에서 검색할 수 있다. 메모리 시스템(110)은, 제1맵정보(L2P MAP INFO1)로부터 새롭게 검색된 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 수행에 대한 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})을 호스트(102)로 출력할 수 있다. 이렇게, 메모리 시스템(110)에서 제1명령(COMMAND1)에 대응하여 출력된 응답(RESPONSE1{PBA #10_0})이 호스트(102)에 수신되는 시점을 'B시점'이라고 정의할 수 있다.
여기서, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송된 제1물리주소(PBA #10_0)는, 메모리 시스템(110)에서 무효한 상태로 확인되어 그대로 사용되지 못하고, 대신 새로운 물리주소를 검색하여 커맨드 동작에 사용된 바 있다. 따라서, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대한 'A시점'과 'B시점'의 차이는 설정된 기준을 초과하게 될 것이다. 그에 따라, 호스트(102)는, 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 맵정보(L2P #10_0)를 언맵핑(UNMAPPING)시킬 수 있다.
한편, 호스트(102)는, 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 정의된 조건을 충족하는 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분할 수 있다. 이때, 호스트(102)는, 다수의 맵세그먼트에 대해 세그먼트 단위로 언맵핑된 맵정보의 비율을 확인하여, 전체 맵정보 중 언맵핑된 맵정보의 비율이 설정된 비율 이상인 경우, 해당 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분할 수 있다. 즉, 다수의 맵세그먼트 중 어느 하나의 특정 맵세그먼트에 포함된 다수의 맵정보 중 언맵핑된 맵정보의 비율이 설정된 비율 이상인 경우 특정 맵세그먼트는 선택 맵세그먼트로 구분될 수 있다. 반대로, 다수의 맵세그먼트 중 어느 하나의 특정 맵세그먼트에 포함된 다수의 맵정보 중 언맵핑된 맵정보의 비율이 설정된 비율 미만인 경우 특정 맵세그먼트는 선택 맵세그먼트로 구분되지 않을 수 있다. 실시예에 따라, 도면에서 호스트(102)는 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)를 포함하고, 그 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트로 구분할지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 4개의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 각각의 언맵핑 여부를 확인해보면, 4개 중 3개는 언맵핑되지 않았고, 나머지 1개만 언맵핑된 것을 알 수 있다. 여기서, 설정된 비율을 50%로 가정할 때, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 다수의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 중 설정된 비율 미만의 맵정보가 언맵핑된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트로 구분하지 않을 수 있다.
그리고, 호스트(102)는, 전술한 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작, 즉, 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 언제 어떠한 조건으로 수행할지를 호스트(102) 스스로의 상태나 미리 정해진 설계자의 선택에 따라 얼마든지 다양하게 설정할 수 있다. 예컨대, 호스트(102)에서 수행 예정인 동작이 매우 적을 때, 호스트(102)에서 스스로 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 각각의 상태를 모두 확인하여 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 수행할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 호스트(102)는, 특정 물리주소에 대응하는 맵정보를 언맵핑시키는 시점에서, 해당 맵정보가 포함된 맵세그먼트의 상태를 확인하여 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 도면에서와 같이 제1물리주소(PBA #10_0)에 대응하는 맵정보(L2P #10_0)를 언맵핑시키는 시점에서, 해당 맵정보(L2P #10_0)가 포함된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)의 상태를 확인하여 선택 맵세그먼트를 구분하는 동작을 수행할 수 있다.
도 12c를 참조하면, 도 12b에서 설명한 동작이 완료된 상태, 즉, 호스트(102)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보가 언맵핑된 상태일 수 있다. 물론, 메모리 시스템(110)에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 일부 맵정보가 계속 갱신된 상태일 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따라 메모리 시스템(110) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태일 수 있다. 하지만, 메모리 시스템(110)에서 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 설정된 동작에 의해 갱신(UPDATED)된 상태라는 것을 호스트(102)로 전달하지 않았으므로, 호스트(102)에서는 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태인지 알 수 없다. 또한, 호스트(102) 내부에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 다수의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3)에서 첫 번째 맵정보(L2P #10_0)가 언맵핑된 상태일 수 있다.
이와 같은 상태에서, 호스트(102)는, 내부의 메모리(106)에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 바탕으로 제2물리주소(PBA #10_2)를 검색할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제2물리주소(PBA #10_2)를 제1명령(COMMAND1)에 포함(SEND COMMAND WITH PBA #10_2)시켜 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 이렇게, 호스트(102)에서 제2물리주소(PBA #10_2) 포함된 제1명령(COMMAND2)을 메모리 시스템(110)으로 출력하는 시점을 'A시점'이라고 정의할 수 있다.
그리고, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보(L2P MAP INFO2) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태라는 것을 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 확인하여 알 수 있다. 때문에, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 제2물리주소(PBA #10_2)가 무효한 상태라는 것을 알 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제2물리주소(PBA #10_2)를 사용하지 않을 수 있다. 대신, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 수신된 제1명령(COMMAND1)에 포함된 논리주소(미도시)에 대응하는 새로운 물리주소를 제1맵정보(L2P MAP INFO1)에서 검색할 수 있다. 메모리 시스템(110)은, 제1맵정보(L2P MAP INFO1)로부터 새롭게 검색된 물리주소를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 커맨드 동작을 수행한 후, 수행에 대한 응답(RESPONSE1{PBA #10_2})을 호스트(102)로 출력할 수 있다. 이렇게, 메모리 시스템(110)에서 제1명령(COMMAND1)에 대응하여 출력된 응답(RESPONSE1{PBA #10_2})이 호스트(102)에 수신되는 시점을 'B시점'이라고 정의할 수 있다.
여기서, 제1명령(COMMAND1)과 함께 메모리 시스템(110)으로 전송된 제2물리주소(PBA #10_2)는, 메모리 시스템(110)에서 무효한 상태로 확인되어 그대로 사용되지 못하고, 대신 새로운 물리주소를 검색하여 커맨드 동작에 사용된 바 있다. 따라서, 제2물리주소(PBA #10_2)에 대한 'A시점'과 'B시점'의 차이는 설정된 기준을 초과하게 될 것이다. 그에 따라, 호스트(102)는, 제2물리주소(PBA #10_2)에 대응하는 맵정보(L2P #10_2)를 언맵핑(UNMAPPING)시킬 수 있다.
그리고, 호스트(102)는, 제2물리주소(PBA #10_2)에 대응하는 맵정보(L2P #10_2)가 포함된 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트로 구분할지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 4개의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 각각의 언맵핑 여부를 확인해보면, 4개 중 2개는 언맵핑되지 않고, 나머지 2개가 언맵핑된 것을 알 수 있다. 여기서, 설정된 비율을 50%로 가정할 때, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)에 포함된 다수의 맵정보(L2P #10_0, L2P #10_1, L2P #10_2, L2P #10_3) 중 설정된 비율 이상의 맵정보가 언맵핑된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 호스트(102)는, 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)를 선택 맵세그먼트(SELECTED)로 구분할 수 있다.
한편, 호스트(102)는, 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 적어도 하나의 선택 맵세그먼트가 존재하는 경우, 적어도 하나의 선택 맵세그먼트를 대체하기 위한 적어도 하나의 맵세그먼트를 메모리 시스템(110)으로부터 전달받기 위해 제2명령(COMMAND2)을 생성하여 메모리 시스템(110)으로 출력할 수 있다. 즉, 호스트(102)는, 제2명령(COMMAND2)을 생성하여 메모리 시스템(110)으로 출력한 후, 메모리 시스템(110)으로부터 제2명령(COMMAND2)에 대한 응답(RESPONSE2)을 입력받을 때, 응답(RESPONSE2)에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트를 적어도 하나의 선택 맵세그먼트 대신 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함시켜 내부메모리(144)에 저장할 수 있다.
따라서, 전술한 설명과 같이 호스트(102) 내부에서 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 선택 맵세그먼트로 구분되는 경우, 도 11e 및 도 11f에서 설명된 것과 같은 방식을 통해 다른 맵세그먼트로 대체되어 호스트(102)의 내부메모리(106)에 저장될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제3 동작을 설명한다.
도 13를 참조하면, 메모리 시스템(110)에서 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)의 관리방식을 알 수 있다.
먼저, 전술한 도 11a 내지 도 12c에서 설명한 바와 같이 메모리 시스템(110)에서 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)는, 맵세그먼트를 구분하기 위한 형태로 생성될 수 있다. 또한, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 각각이 갱신(UPDATED)되었는지 여부를 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)에 포함시킬 수 있다. 또한, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 각각이 호스트(102)로 출력되었는지 여부를 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)에 포함시킬 수 있다.
도 13의 (a) 및 (c)를 참조하면, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)에 다수의 맵세그먼트 각각이 갱신(UPDATED)되었는지 여부를 나타내기 위한 갱신정보(bU)를 포함시킬 수 있다. 즉, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 생성할 때, 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)에 대응하는 갱신정보(bU)를 함께 생성할 수 있다. 메모리 시스템(110)은, 갱신정보(bU)를 통해 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26) 중 어떤 맵세그먼트가 갱신되었고, 어떤 맵세그먼트가 갱신되지 않았는지를 나타낼 수 있다. 예컨대, 도 13의 (a) 및 (c)에서는 갱신정보(bU)의 값이 '0'인 맵세그먼트가 갱신되지 않았다는 것을 가정할 수 있고, 갱신정보(bU)의 값이 '1'인 맵세그먼트가 갱신되었다는 것을 가정할 수 있다. 이때, 도 13의 (a) 및 (c)에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26) 중 제10맵세그먼트(L2P SEGMENT #10)가 갱신된 상태이므로 대응하는 갱신정보(bU)가 '1'이고, 나머지 맵세그먼트(L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)는 모두 갱신되지 않은 상태이므로 대응하는 갱신정보(bU)가 모두 '0'인 것을 알 수 있다.
도 13의 (b) 및 (c)를 참조하면, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)에 다수의 맵세그먼트 각각이 호스트(102)로 출력되었는지 여부를 나타내기 위한 발신정보(bO)를 포함시킬 수 있다. 즉, 메모리 시스템(110)은, 제2맵정보에 대한 로그정보(OUT_INFO of L2P MAP INFO2)를 생성할 때, 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)에 대응하는 발신정보(bO)를 함께 생성할 수 있다. 메모리 시스템은, 발신정보(bO)를 통해 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 4개의 맵세그먼트 중 어떤 맵세그먼트가 호스트(102)로 출력되었고, 어떤 맵세그먼트가 호스트(102)로 출력되지 않았는지를 나타낼 수 있다. 예컨대, 도 13의 (b) 및 (c)에서는 발신정보(bO)의 값이 '1'인 맵세그먼트가 호스트(102)로 출력되었다는 것을 가정할 수 있고, 발신정보(bO)의 값이 '0'인 맵세그먼트가 호스트(102)로 출력되지 않았다는 것을 가정할 수 있다. 도 13의 (b) 및 (c)에서와 다르게 제1맵정보(L2P MAP INFO1)에 포함된 다수의 맵세그먼트(미도시) 중 4개의 맵세그먼트(L2P SEGMENT #10, L2P SEGMENT #46, L2P SEGMENT #08, L2P SEGMENT #26)를 제2맵정보(L2P MAP INFO2)로서 구분한 뒤, 호스트(102)로부터 입력된 제2명령(COMMAND2)에 응답하여 호스트(102)로 출력하기 이전에는 제2맵정보에 포함된 4개의 맵세그먼트에 대응하는 4개의 발신정보(bO)가 모두 '출력되지 않음'을 나타내는 '0'일 수 있다. 따라서, 메모리 시스템(110)은, 4개의 발신정보(bO)를 참조하여 제2맵정보에 포함된 4개의 맵세그먼트를 모두 출력 맵세그먼트로 구분할 수 있다. 이어서, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)로부터 입력된 제2명령(COMMAND2)에 응답하여 제2맵정보에 포함된 4개의 맵세그먼트 중 출력 맵세그먼트로 구분된 적어도 하나의 맵세그먼트를 호스트(102)로 출력할 수 있으며, 호스트(102)로 출력할 때마다 출력 맵세그먼트로 구분된 적어도 하나의 맵세그먼트에 대응하는 발신정보(bO)의 값을 '출력됨'을 나타내는 '1'로 갱신할 수 있다. 이때, 도 13의 (b) 및 (c)에서는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 4개의 맵세그먼트가 모두 호스트(102)로 전송된 것을 가정하므로, 4개의 맵세그먼트에 대응하는 4개의 발신정보(bO)가 모두 '1'인 것을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트와 메모리 시스템에서 맵정보를 공유하는 제4 동작을 설명한다.
구체적으로, 도 14는 도 11a 내지 도 13에서 설명한 호스트(102)와 메모리 시스템(110)의 동작에 대해 설명한다.
도 14를 참조하면, 호스트(102)는 논리주소(LBA)를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 생성할 수 있다(H10). 이후, 호스트(102)는 논리주소(LBA)에 대응하는 물리주소(PBA)가 호스트(102) 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함되어 있는지를 확인할 수 있다(H20). 물리주소(PBA)가 없는 경우(H20의 NO), 호스트(102)는 논리주소(LBA)를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 메모리 시스템(110)으로 전송할 수 있다(H45).
반면, 물리주소(PBA)가 있는 경우(H20의 YES), 호스트(102)는 논리주소(LBA)를 포함하는 제1명령(COMMAND1)에 물리주소(PBA)를 추가할 수 있다(H30). 호스트(102)는 논리주소(LBA)와 물리주소(PBA)를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 메모리 시스템(110)으로 전송할 수 있다(H40).
이후, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)으로부터 제1명령(COMMAND1)의 수행결과에 대응하는 응답(RESPONSE1)을 입력받을 수 있다(H50).
또한, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)으로 논리주소(LBA)와 물리주소(PBA)를 포함하는 제1명령(COMMAND1)을 전송한 시점(H40의 동작시점)과 메모리 시스템(110)으로부터 제1명령(COMMAND1)의 수행결과에 대응하는 응답(RESPONSE1)을 입력되는 시점(H50의 동작시점)의 차이가 설정된 기준을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다(H60).
확인결과 설정된 기준을 초과하는 경우(H60의 YES), 호스트(102)는 내부에 저장된 제2맵정보(L2P MAP INFO2)에 포함된 다수의 맵세그먼트 중 일부 맵세그먼트(SOME L2P MAP INFO2)를 사용하지 않도록 설정(NOT USING)할 수 있다(H70).
메모리 시스템(110)은 호스트(102)로부터 입력되는 제1명령(COMMAND1)을 수신할 수 있다(M10). 메모리 시스템(110)은 수신한 제1명령(COMMAND1)에 물리주소(PBA)가 포함되어 있는 지를 확인할 수 있다(M20). 만약 수신한 제1명령(COMMAND1)에 물리주소(PBA)가 없다면(M20의 NO), 메모리 시스템은 수신한 명령에 포함된 논리주소(LBA)에 대응하는 물리주소(PBA)를 검색할 수 있다(M50). 이어서, 메모리 시스템(110)은, 검색된 물리주소(SEARCHED PBA)를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다(M60).
만약, 수신한 제1명령(COMMAND1)에 물리주소(PBA)가 포함되어 있다면(M20의 YES), 메모리 시스템(110)은 물리주소(PBA)가 유효한 지를 확인할 수 있다(M30). 메모리 시스템(110)이 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 호스트(102)에 전달하고, 호스트(102)는 메모리 시스템(110)이 전달한 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 바탕으로 맵핑을 수행하여 물리주소(PBA)를 제1명령(COMMAND1)에 포함시켜 전달할 수 있다. 하지만, 메모리 시스템(110)이 호스트(102)에 제2맵정보(L2P MAP INFO2)를 전달한 후 메모리 시스템(110)이 관리하는 제2맵정보(L2P MAP INFO2)가 설정된 동작(PREDETERMINED OPERATION, 도 1 참조)의 수행으로 인해 변경, 갱신될 수 있다. 제2맵정보(L2P MAP INFO2)가 더티(dirty) 상태인 경우 호스트(102)가 전달한 물리주소(PBA)를 그대로 사용할 수 없으므로, 메모리 시스템(110)은 수신한 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소(PBA)가 유효한 지를 판단할 수 있다. 수신한 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소(PBA)가 유효한 경우(M30의 YES), 메모리 시스템(110)은 물리주소(PBA)를 그대로 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다(M70).
수신한 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소(PBA)가 유효하지 않은 경우(M30의 NO), 메모리 시스템(110)은 수신한 제1명령(COMMAND1)에 포함된 물리주소(PBA)를 무시할 수 있다(M40). 이 경우, 메모리 시스템(110)은 수신한 제1명령(COMMAND1)에 포함된 논리주소(LBA)를 바탕으로 다른 물리주소(PBA)를 검색할 수 있다(M50). 이어서, 메모리 시스템(110)은, 검색된 물리주소(SEARCHED PBA)를 사용하여 제1명령(COMMAND1)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다(M60).
전술한 실시예를 바탕으로 메모리 시스템은 호스트에 맵정보를 전송할 수 있다. 메모리 시스템은 호스트가 전송한 명령을 처리한 후, 해당 명령에 대응하는 응답을 이용하여 맵정보를 전송할 수 있다. 나아가, 메모리 시스템은 맵정보를 호스트에 전송한 후, 전송된 맵정보에 대한 로그 또는 히스토리를 생성하여 저장할 수 있다. 메모리 시스템에서 호스트 혹은 컴퓨팅 장치에 맵정보를 전송한 뒤, 메모리 시스템 내부에서 수행된 맵정보의 갱신(update)으로 인해 호스트 혹은 컴퓨팅 장치에 맵정보에 저장된 맵정보가 더티(dirty)해진 경우, 이를 호스팅 혹은 컴퓨팅 장치가 추측하여 내부의 맵정보에 대한 사용여부를 스스로 판단하고 해당 맵정보를 사용하지 않도록 할 수 있다. 이를 통해, 불필요한 맵정보를 포함하는 명령어가 호스트 혹은 컴퓨팅 장치에서 메모리 시스템으로 전송되는 것을 방지할 수 있으며, 메모리 시스템의 동작성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 데이터와 관련한 제1명령에 제1논리주소에 대응하는 제1물리주소를 포함시켜 발신하는 호스트; 및
    상기 호스트로부터 수신된 상기 제1물리주소를 이용하여 상기 제1명령에 대응하는 동작을 수행한 뒤 그 결과를 상기 호스트에 대한 응답으로 발신하는 메모리 시스템을 포함하고,
    상기 호스트는, 상기 제1명령을 발신한 제1시점과 상기 제1명령에 대응하는 응답을 수신한 제2시점사이의 시간차이를 확인하고, 확인결과에 따라 상기 제1물리주소의 사용여부를 선택적으로 결정하는 데이터 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리 시스템은,
    비휘발성 메모리 장치를 포함하며,
    상기 호스트로부터 수신되는 논리주소에 대응하여 상기 비휘발성 메모리 장치의 물리주소를 맵핑(mapping)하는 제1맵정보 중 적어도 일부의 제2맵정보를 상기 호스트로 발신하는 데이터 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 호스트는,
    상기 메모리 시스템으로부터 수신되는 상기 제2맵정보를 저장하기 위한 내부메모리를 포함하며,
    상기 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보를 참조하여 상기 제1논리주소에 대응하는 상기 제1물리주소를 선택하고, 상기 제1시점에서 상기 제1논리주소 및 상기 제1물리주소를 상기 제1명령과 함께 상기 메모리 시스템으로 발신한 뒤, 상기 제2시점에서 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제1논리주소에 대응하는 상기 데이터를 수신하며,
    상기 제1시점과 상기 제2시점 사이의 시간차이를 확인하고, 확인결과에 따라 상기 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보에서 상기 제1물리주소의 사용여부를 결정하는 데이터 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 호스트는,
    제2명령을 생성하여 메모리 시스템으로 발신한 후, 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2명령에 대응하는 응답을 수신할 때, 응답에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트(segment)를 상기 제2맵정보로서 상기 내부메모리에 저장하는 데이터 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 호스트는,
    상기 제2맵정보에 포함된 모든 맵정보 각각의 사용여부를 표시하기 위한 상태비트를 상기 제2맵정보와 함께 상기 내부메모리에 저장하는 데이터 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 호스트는,
    상기 제1시점과 상기 제2시점의 차이가 설정된 기준을 초과하는 경우, 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보 중 상기 제1논리주소에 대응하는 맵정보의 상기 상태비트를 '사용불가'로 설정하는 데이터 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2맵정보는, 다수의 맵세그먼트(segment)를 포함하며, 각각의 맵세그먼트는 M개의 맵정보가 그룹화되고,
    상기 호스트는,
    특정 맵세그먼트에 포함된 M개의 맵정보 중 상기 상태비트가 '사용불가'인 맵정보의 비율이 설정된 비율 이상인 경우, 상기 특정 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분하며, M은 2이상의 자연수인 데이터 처리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 호스트는,
    상기 제2맵정보에 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트가 존재하는 경우, 상기 제2명령을 생성하여 상기 메모리 시스템으로 발신한 후, 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2명령에 대한 응답을 수신할 때, 응답에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트를 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트를 대신 상기 제2맵정보에 포함시켜 상기 내부메모리에 저장하는 데이터 처리 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 호스트는,
    상기 제1시점과 상기 제2시점의 차이가 설정된 기준을 초과하는 경우, 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보 중 상기 제1논리주소에 대응하는 맵정보를 언맵핑(unmapping)시켜 사용하지 않는 데이터 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2맵정보는, 다수의 맵세그먼트(segment)를 포함하며, 각각의 맵세그먼트는 M개의 맵정보가 그룹화되고,
    상기 호스트는,
    특정 맵세그먼트에 포함된 M개의 맵정보 중 언맵핑된 맵정보의 비율이 설정된 비율 이상인 경우, 상기 특정 맵세그먼트를 선택 맵세그먼트로 구분하며, M은 2이상의 자연수인 데이터 처리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 호스트는,
    상기 제2맵정보에 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트가 존재하는 경우, 상기 제2명령을 생성하여 상기 메모리 시스템으로 발신한 후, 상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2명령에 대한 응답을 수신할 때, 응답에 포함된 적어도 하나의 맵세그먼트를 적어도 하나의 상기 선택 맵세그먼트를 대신 상기 제2맵정보에 포함시켜 상기 내부메모리에 저장하는 데이터 처리 시스템.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 메모리 시스템은,
    상기 제2맵정보에 포함된 M개의 맵세그먼트 중 상기 호스트로 발신된 맵세그먼트와 발신되지 않은 맵세그먼트를 구분하기 위한 발신정보를 생성하며, M은 2이상의 자연수인 데이터 처리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 메모리 시스템은,
    상기 제2맵정보에 포함된 M개의 맵세그먼트 중 적어도 하나를 상기 발신정보를 참조하여 발신 맵세그먼트로서 선택하고, 상기 호스트로부터 수신된 상기 제2명령에 대응하여 상기 발신 맵세그먼트를 상기 호스트로 발신하는 데이터 처리 시스템.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 호스트는,
    상기 메모리 시스템으로부터 상기 제2맵정보의 발신에 대한 요청이 통지(notice)되는 경우, 상기 내부메모리의 상태를 확인하고, 확인결과에 따라 선택적으로 상기 제2명령을 생성하여 상기 메모리 시스템으로 발신하는 데이터 처리 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 메모리 시스템은,
    상기 제2맵정보에 포함된 M개의 맵세그먼트 각각이 설정된 동작에 의해 갱신(update)되었는지 여부를 나타내는 M개의 갱신정보를 생성하며, M은 2이상의 자연수인 데이터 처리 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 메모리 시스템은,
    상기 호스트로부터 수신된 상기 제1명령이 상기 제1논리주소 및 상기 제1물리주소를 포함하는지를 확인하고, M개의 갱신정보를 참조하여 상기 제1물리주소의 유효성을 판단하며, 상기 유효성의 판단결과 유효한 경우 상기 제1물리주소에 대응하는 상기 데이터를 상기 비휘발성 메모리 장치로부터 리드하여 상기 호스트로 발신하는 데이터 처리 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 메모리 시스템은,
    상기 유효성의 판단결과 유효하지 않은 경우, 상기 제1물리주소를 무시하고, 상기 제1맵정보를 참조하여 상기 제1논리주소에 대응하는 유효한 물리주소를 탐색한 후, 탐색된 상기 유효한 물리주소에 대응하는 상기 데이터를 상기 비휘발성 메모리 장치로부터 리드하여 상기 호스트로 발신하는 데이터 처리 시스템.
  18. 데이터와 관련한 제1명령에 선택된 논리주소에 대응하는 제1물리주소를 포함시켜 발신하는 호스트; 및
    상기 호스트로부터 수신된 상기 제1물리주소를 이용하여 상기 제1명령에 대응하는 동작을 수행한 뒤 그 결과를 상기 호스트에 대한 응답으로 발신하는 메모리 시스템을 포함하고,
    상기 호스트는,
    상기 제1명령을 발신한 제1시점과 상기 제1명령에 대응하는 응답을 수신한 제2시점사이의 시간차이를 기준클록의 주파수를 기준으로 확인하기 위한 시간확인부; 및
    상기 시간확인부의 확인결과에 따라 상기 제1물리주소의 사용여부를 선택적으로 결정하기 위한 선택부를 포함하는 데이터 처리 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 메모리 시스템은,
    비휘발성 메모리 장치를 포함하며,
    상기 호스트로부터 수신되는 논리주소에 대응하여 상기 비휘발성 메모리 장치의 물리주소를 맵핑(mapping)하는 제1맵정보 중 적어도 일부의 제2맵정보를 상기 호스트로 발신하는 데이터 처리 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 호스트는, 상기 메모리 시스템으로부터 수신되는 상기 제2맵정보를 저장하기 위한 내부메모리를 더 포함하며,
    상기 선택부는,
    상기 내부메모리에 저장된 상기 제2맵정보를 참조하여 상기 선택된 논리주소에 상기 제1물리주소가 대응하는 경우, 상기 시간확인부의 확인결과에 따라 상기 제1시점에서, 상기 선택된 논리주소 및 상기 제1물리주소를 상기 제1명령과 함께 상기 메모리 시스템으로 발신하거나 또는 상기 선택된 논리주소를 상기 제1명령과 함께 상기 메모리 시스템으로 발신하는 데이터 처리 시스템.
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