存储器系统及控制非易失性存储器的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种存储器系统及控制非易失性存储器的控制方法。本发明专利技术实现能够谋求I/O性能改善的存储器系统。实施方式的存储器系统当从主机接收到指定逻辑地址的写入请求时，决定应被写入来自所述主机的数据的第1区块与所述第1区块的第1位置两者，将来自所述主机的数据写入到所述第1区块的所述第1位置。所述存储器系统对所述主机通知所述第1逻辑地址、指定所述第1区块的第1区块编号、及第1区块内偏移，所述第1区块内偏移是以具有与页尺寸不同尺寸的粒度的倍数来表示所述第1区块的前端至所述第1位置的偏移。

【技术实现步骤摘要】
存储器系统及控制非易失性存储器的控制方法[相关申请案]本申请案享有以日本专利申请案2017-181425号(申请日：2017年9月21日)作为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的所有内容。
本专利技术的实施方式涉及一种存储器系统及控制非易失性存储器的控制方法。
技术介绍
近年来，具备非易失性存储器的存储器系统广泛普及。作为这种存储器系统之一，已知基于NAND(NotAND，与非)闪存技术的固态硬盘(SSD)。在数据中心的服务器中，也使用SSD作为存储器。对于利用于像服务器这样的主机计算机中的存储器，要求较高的I/O(Input/Output，输入/输出)性能。因此，最近开始提出主机与存储器之间的新颖的接口。然而，一般来说，因为NAND型闪速存储器的控制较为复杂，所以当实现用来改善I/O性能的新颖的接口时，必须考虑主机与存储器(存储器系统)之间适当的作用分配。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够实现I/O性能改善的存储器系统及控制非易失性存储器的控制方法。根据实施方式，能够连接于主机的存储器系统具备：非易失性存储器，包含分别包含多个页的多个区块；及控制器，电连接于所述非易失性存储器，且控制所述非易失性存储器。所述控制器当从所述主机接收到指定第1逻辑地址的写入请求时，执行如下动作：决定应被写入来自所述主机的数据的第1区块与所述第1区块的第1位置的两者，将来自所述主机的数据写入到所述第1区块的所述第1位置，且对所述主机通知所述第1逻辑地址、指定所述第1区块的第1区块编号、及第1区块内偏移，所述第1区块内偏移是以具有与页尺寸不同尺寸的粒度的倍数来表示所述第1区块的前端至所述第1位置的偏移。所述控制器当执行所述非易失性存储器的无用信息收集时，执行如下动作：从所述多个区块选择用于所述无用信息收集的复制源区块及复制目标区块，决定应被写入所述复制源区块内所存储的有效数据的所述复制目标区块的第2位置，将所述有效数据复制到所述复制目标区块的所述第2位置，对所述主机通知所述有效数据的逻辑地址、指定所述复制目标区块的第2区块编号、及以所述粒度的倍数来表示所述复制目标区块的前端至所述第2位置的偏移的第2区块内偏移。附图说明图1是表示主机与实施方式的存储器系统(闪速存储装置)的关系的框图。图2是用来对现有型SSD与主机之间的作用分配、及该实施方式的闪速存储装置与主机之间的作用分配进行说明的图。图3是表示经由网络机器来执行多个主机与多个闪速存储装置之间的数据传输的计算机系统的构成例的框图。图4是表示该实施方式的存储器系统的构成例的框图。图5是表示设置在该实施方式的存储器系统的NAND接口与多个NAND型闪速存储器芯片块的关系的框图。图6是表示多利用个区块的集合所构筑的超级区块的构成例的图。图7是用来对该实施方式的存储器系统所应用的写入命令进行说明的图。图8是用来对针对图7的写入命令的响应进行说明的图。图9是用来对该实施方式的存储器系统所应用的Trim(修整)命令进行说明的图。图10是用来对图8的响应所包含的规定实体地址的区块编号及偏移进行说明的图。图11是用来对根据写入命令执行的写入动作与对该写入命令的响应所包含的返回值的关系进行说明的图。图12是用来对跳过不良页的写入动作进行说明的图。图13是用来对跳过不良页的写入动作的另一例进行说明的图。图14是用来对将逻辑地址与数据的配对写入区块内的页的动作进行说明的图。图15是用来对将数据写入到区块内的页的用户数据区域，并将该数据的逻辑地址写入到该页的冗余区域的动作进行说明的图。图16是用来对使用超级区块时的区块编号与偏移的关系进行说明的图。图17是表示利用主机与该实施方式的存储器系统所执行的写入动作处理的顺序的顺序图。图18是表示写入针对已写入数据的更新数据的数据更新动作的图。图19是用来对更新利用该实施方式的存储器系统所管理的区块管理表格的动作进行说明的图。图20是用来对更新利用主机所管理的查找表格(逻辑实体地址转换表格)的动作进行说明的图。图21是用来对根据表示与应无效化的数据相对应的实体地址的来自主机的通知而更新区块管理表格的动作进行说明的图。图22是用来对该实施方式的存储器系统所应用的读取命令进行说明的图。图23是用来对利用该实施方式的存储器系统所执行的读取动作进行说明的图。图24是用来对根据来自主机的读取命令，读取不同实体存储位置分别存储的数据部的动作进行说明的图。图25是表示利用主机与该实施方式的存储器系统所执行的读取处理的顺序的顺序图。图26是用来对该实施方式的存储器系统所应用的无用信息收集(GC)控制命令进行说明的图。图27是用来对该实施方式的存储器系统所应用的GC用回调命令进行说明的图。图28是表示利用该实施方式的存储器系统所执行的无用信息收集(GC)动作的程序的顺序图。图29是用来对为了无用信息收集(GC)而执行的数据复制动作的示例进行说明的图。图30是用来对基于图29的数据复制动作的结果而更新的主机的查找表格的内容进行说明的图。图31是用来对针对写入命令的响应与GC用回调处理的关系进行说明的图。图32是用来对该实施方式的存储器系统所应用的无用信息收集(GC)控制命令的另一例进行说明的图。图33是用来对该实施方式的存储器系统所应用的GC用回调命令的另一例进行说明的图。图34是用来对利用该实施方式的存储器系统所执行的写入/读取/GC动作进行说明的图。图35是表示用来管理参照计数的区块管理表格的构成例的图。图36是用来对该实施方式的存储器系统所应用的重复命令进行说明的图。图37是用来对使参照计数减少1的Trim命令进行说明的图。图38是表示利用主机与该实施方式的存储器系统所执行的参照计数增加/减少处理的顺序图。具体实施方式以下，参照附图，对实施方式进行说明。首先，参照图1，对一实施方式的包含存储器系统的计算机系统的构成进行说明。该存储器系统是以对非易失性存储器写入数据，且从非易失性存储器读出数据的方式构成的半导体存储装置。该存储器系统是作为基于NAND闪存技术的闪速存储装置3而实现的。该计算机系统可包含主机(主机装置)2、及多个闪速存储装置3。主机2可以是以将包含多个闪速存储装置3的闪存阵列用作存储器的方式构成的服务器。主机(服务器)2与多个闪速存储装置3经由接口50而相互连接(内部相互连接)。作为用于该内部相互连接的接口50，可使用PCIExpress(PCIe，PeripheralComponentInterconnectExpress，外围组件互连高速)(注册商标)，NVMExpress(NVMe，Non-VolatileMemoryexpress，非易失性存储器高速)(注册商标)，Ethernet(以太网，注册商标)，NVMeoverFabrics(NVMeOF)等，但并不限定于此。作为主机2而发挥功能的服务器的典型例可列举数据中心内的服务器。在主机2是利用数据中心内的服务器而实现的实例中，该主机(服务器)2可经由网络51而连接于多个终端用户终端(用户端)61。主机2能够对这些终端用户终端61提供各种服务。能够利用主机(服务器)2提供的服务的例子有：(1)向各用户端(各终端用户终端61)提供系统开发平台的平台即服务(PaaS)、及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器系统，其特征在于：其是能够连接于主机的存储器系统，且具备：非易失性存储器，包含分别包含多个页的多个区块；及控制器，电连接于所述非易失性存储器，且控制所述非易失性存储器；所述控制器构成为：当从所述主机接收到指定第1逻辑地址的写入请求时，执行如下动作：决定应被写入来自所述主机的数据的第1区块与所述第1区块的第1位置两者，将来自所述主机的数据写入到所述第1区块的所述第1位置，且对所述主机通知所述第1逻辑地址、指定所述第1区块的第1区块编号、及第1区块内偏移，所述第1区块内偏移是以具有与页尺寸不同尺寸的粒度的倍数来表示所述第1区块的前端至所述第1位置的偏移；且当执行所述非易失性存储器的无用信息收集时，执行如下动作：从所述多个区块中选择用于所述无用信息收集的复制源区块及复制目标区块，决定应被写入所述复制源区块内所存储的有效数据的所述复制目标区块的第2位置，将所述有效数据复制到所述复制目标区块的所述第2位置，且对所述主机通知所述有效数据的逻辑地址、指定所述复制目标区块的第2区块编号、及第2区块内偏移，所述第2区块内偏移是以所述粒度的倍数来表示所述复制目标区块的前端至所述第2位置的偏移。...

【技术特征摘要】
2017.09.21 JP 2017-1814251.一种存储器系统，其特征在于：其是能够连接于主机的存储器系统，且具备：非易失性存储器，包含分别包含多个页的多个区块；及控制器，电连接于所述非易失性存储器，且控制所述非易失性存储器；所述控制器构成为：当从所述主机接收到指定第1逻辑地址的写入请求时，执行如下动作：决定应被写入来自所述主机的数据的第1区块与所述第1区块的第1位置两者，将来自所述主机的数据写入到所述第1区块的所述第1位置，且对所述主机通知所述第1逻辑地址、指定所述第1区块的第1区块编号、及第1区块内偏移，所述第1区块内偏移是以具有与页尺寸不同尺寸的粒度的倍数来表示所述第1区块的前端至所述第1位置的偏移；且当执行所述非易失性存储器的无用信息收集时，执行如下动作：从所述多个区块中选择用于所述无用信息收集的复制源区块及复制目标区块，决定应被写入所述复制源区块内所存储的有效数据的所述复制目标区块的第2位置，将所述有效数据复制到所述复制目标区块的所述第2位置，且对所述主机通知所述有效数据的逻辑地址、指定所述复制目标区块的第2区块编号、及第2区块内偏移，所述第2区块内偏移是以所述粒度的倍数来表示所述复制目标区块的前端至所述第2位置的偏移。2.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于所述控制器构成为：当从所述主机接收到指定所述第1区块编号及所述第1区块内偏移的读取请求时，基于所述第1区块内偏移从所述第1区块读取数据。3.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于所述控制器构成为：当从所述主机接收到所述写入请求时，将所述第1逻辑地址与来自所述主机的数据一并写入到所述第1区块，且当执行所述非易失性存储器的无用信息收集时，将分别存储在所述复制源区块的所述有效数据与所述有效数据的逻辑地址两者复制到所述复制目标区块。4.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于所述控制器构成为：当执行所述非易失性存储器的无用信息收集时，从所述多个区块中选择所述复制源区块及所述复制目标区块，将所述复制源区块内所存储的有效数据复制到所述复制目标区块的所述第2位置，且对所述主机通知所述有效数据的所述逻辑地址、指定所述复制目标区块的所述第2区块编号、所述第2区块内偏移、指定所述复制源区块的第3区块编号、及第3区块内偏移，所述第3区块内偏移是以所述粒度的倍数来表示所述复制源区块的前端至存储着所述有效数据的所述复制源区块内的第3位置的偏移。5.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于所述控制器构成为：以使所述多个区块各自只属于一个组的方式将所述多个区块分类为多个组，且当所述写入请求指定所述多个组的第1组时，将属于所述第1组的区块中的一个决定为所述第1区块。6.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于所述控制器构成为：以使所述多个区块各自只属于一个组的方式将所述多个区块分类为多个组，且当从所述主机接收到指定分别为所述多个组中的任意一个组的复制源组及复制目标组的控制命令时，从属于所述被指定的复制源组的区块群中选择复制源区块，并从属于所述被指定的复制目标组的区块群中选择复制目标区块。7.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于所述控制器构成为：使用第1管理表格来管理表示所述多个区块分别包含的数据各自的有效/无效的旗标，且当从所述主机接收到包含表示存储着应设为无效的数据的实体存储位置的区块编号及区块内偏移的配对的第1命令时，更新所述第1管理表格，将与所述第1命令所包含的区块编号及区块内偏移相对应的实体存储位置的数据所对应的旗标变更为表示无效的值。8.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于所述控制器构成为：使用第1管理表格来管理参...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅野伸一，吉田英树，
申请(专利权)人：东芝存储器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP