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既能实现重复数据删除，又能节约对重复数据删除用管理数据进行存储时所需的存储器资源的存储器系统。实施方式的存储器系统管理与非易失性存储器内的多个第1块对应的多个管理表。各管理表包含与对应第1块内的多个数据对应的多个查阅计数。存储器系统将包含在垃圾回收的复制源块内且与属于第1查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第1复制目标块，并将包含在所述复制源块内且与属于第2查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第2复制目标块，其中所述第2查阅计数范围具有比所述第1查阅计数范围的上限大的下限。

【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]本申请享有以日本专利申请2017-181686号(申请日：2017年9月21日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
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正广泛地普及。作为这种存储器系统之一，已知有具备NAND(NotAnd，与非)型闪速存储器的固态硬盘(SSD)。SSD被用作各种计算装置的主储存器。但是，最近开始要求将大量数据高效地保存到储存器中。作为用来改善储存效率的技术，已知有重复数据删除(De-duplication)。但是，进行重复数据删除需要用到管理数据，存储这种管理数据需要用到存储器资源，而在以往的重复数据删除技术中，并未考虑到节约这种存储器资源的技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种存储器系统及控制非易失性存储器的控制方法，既能实现重复数据删除，又能节约对重复数据删除用管理数据进行存储时所需的存储器资源。根据实施方式，可连接主机的存储器系统具备非易失性存储器和控制器，所述控制器电连接于所述非易失性存储器，控制所述非易失性存储器。所述控制器管理与所述非易失性存储器内的多个第1块对应的多个管理表。各管理表包含与对应第1块内的多个数据对应的多个查阅计数，各查阅计数表示查阅对应数据的逻辑地址数。当所述非易失性存储器中不存在与从主机接收的写入数据一致的重复数据时，所述控制器会更新管理各逻辑地址与各中间地址的对应关系的第1转换表，将未使用的第1中间地址与所述写入数据的逻辑地址建立关联，将所述写入数据写入到所述非易失性存储器中，并更新管理所述各中间地址与各物理地址的对应关系的第2转换表，将表示写入有所述写入数据的所述非易失性存储器内的位置的物理地址与所述第1中间地址建立关联，将与所述写入数据对应的查阅计数设置为1。当所述非易失性存储器中已经存在与所述写入数据一致的所述重复数据时，所述控制器不将所述写入数据写入到所述非易失性存储器，而是更新所述第1转换表，将第2中间地址与所述写入数据的所述逻辑地址建立关联，将与所述重复数据对应的查阅计数增加1，其中所述第2中间地址指示保存有与所述重复数据对应的物理地址的所述第2转换表内的条目。当所述写入数据是已经写入到所述非易失性存储器中的数据的更新数据时，所述控制器会将与所述已经写入的数据对应的查阅计数减去1。当选择所述多个第1块中的一个作为垃圾回收的复制源块时，所述控制器便基于与所述复制源块对应的所述多个管理表内的第1管理表，将包含在所述复制源块内且与属于第1查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第1复制目标块，并将包含在所述复制源块内且与属于第2查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第2复制目标块，其中所述第2查阅计数范围具有比所述第1查阅计数范围的上限大的下限。附图说明图1是表示实施方式的存储器系统的构成例的框图。图2是表示该实施方式的存储器系统中设置的非易失性存储器的构成例的框图。图3是表示该实施方式的存储器系统中使用的多个信道与多个NAND型闪速存储器芯片的关系的框图。图4是表示该实施方式的存储器系统中使用的某超级块的构成例的图。图5是表示由该实施方式的存储器系统管理的查找表与中间查找表的关系的框图。图6是表示由该实施方式的存储器系统管理的2个查找表与中间查找表的关系的框图。图7是用来说明该实施方式的存储器系统中的地址查阅结构的框图。图8是表示由该实施方式的存储器系统管理的超级块管理表的构成例的框图。图9是表示由该实施方式的存储器系统管理的中间查找表(iLUT)的构成例的框图。图10是表示由该实施方式的存储器系统管理的查找表(LUT)的构成例的框图。图11是表示由该实施方式的存储器系统管理的散列查找表(HASHLUT)的构成例的框图。图12是用来说明由该实施方式的存储器系统执行的地址转换动作的框图。图13是用来说明由该实施方式的存储器系统执行的数据读出动作的图。图14是表示由该实施方式的存储器系统执行的用户数据管理用结构的框图。图15是表示由该实施方式的存储器系统执行的垃圾回收动作的一部分的图。图16是表示由该实施方式的存储器系统执行的垃圾回收动作的剩余部的图。图17是表示由该实施方式的存储器系统执行的数据写入动作的顺序的流程图。图18是表示由该实施方式的存储器系统执行的垃圾回收动作的顺序的流程图。图19是表示由该实施方式的存储器系统执行的数据读出动作的顺序的流程图。图20是表示由该实施方式的存储器系统管理的各超级块管理表内的查阅计数存储区域部的构成例的图。图21是表示由该实施方式的存储器系统执行的、将对应于较大查阅计数的数据与对应于较小查阅计数对应的数据分离的垃圾回收动作的概要的图。图22是表示由该实施方式的存储器系统执行的垃圾回收动作中包含的数据复制动作及查阅计数复制动作的图。图23是表示与某数据对应的查阅计数溢出的情况下由该实施方式的存储器系统执行的数据复制动作的一部分的图。图24是表示与某数据对应的查阅计数溢出的情况下由该实施方式的存储器系统执行的数据复制动作的剩余部分的图。图25是表示与某数据对应的查阅计数溢出的情况下由该实施方式的存储器系统执行的查阅计数存储区域扩张动作的图。图26是用来说明该实施方式的存储器系统中应用的垃圾回收对象块(复制源块)候补的选择条件的图。图27是表示由该实施方式的存储器系统执行的复制源块候补选择动作的图。图28是表示由该实施方式的存储器系统执行的复制源块候补选择动作的顺序的流程图。图29是表示由该实施方式的存储器系统写入到超级块内各页中的用户数据与中间地址(iLBA)的关系的图。图30是表示与某数据对应的查阅计数溢出的情况下由该实施方式的存储器系统执行的数据写入动作的图。图31是表示垃圾回收动作中由该实施方式的存储器系统执行的重复数据删除动作的一部分的图。图32是表示垃圾回收动作中由该实施方式的存储器系统执行的重复数据删除动作的剩余一部分的图。图33是表示垃圾回收动作中的重复数据删除动作中由该实施方式的存储器系统执行的查阅计数复制动作的图。图34是表示垃圾回收动作中的重复数据删除动作中由该实施方式的存储器系统执行的中间查找表(iLUT)更新动作的图。图35是表示用来将具有较大查阅计数的数据与具有较小查阅计数的数据分离的GC(GarbageCollection，垃圾回收)动作的顺序的流程图。图36是表示与某数据对应的查阅计数溢出时执行的重复数据复制处理的顺序的流程图。图37是表示与某数据对应的查阅计数溢出时执行的查阅计数存储区域扩张处理的顺序的流程图。图38是表示与某数据对应的查阅计数溢出时执行的数据写入处理的顺序的流程图。图39是用来说明从逻辑地址直接查阅物理地址的地址查阅路径、及经由中间地址而从逻辑地址查阅物理地址的地址查阅路径混合存在的地址查阅结构的图。图40是用来说明对于所有数据都经由中间地址而从逻辑地址查阅物理地址的地址查阅结构的图。图41是表示图40的地址查阅结构中使用的查找表的构成例的图。图42是表示主机的构成例的框图。图43是表示包含主机及该实施方式的存储器系统的计算机的构成例的图。具体实施方式以下，参照附图，对实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器系统，其特征在于具备：非易失性存储器；及控制器，电连接于所述非易失性存储器，控制所述非易失性存储器；且所述控制器构成为执行以下动作，管理与所述非易失性存储器内的多个第1块对应的多个管理表，各管理表包含与对应第1块内的多个数据对应的多个查阅计数，各查阅计数表示查阅对应数据的逻辑地址数，当所述非易失性存储器中不存在与从主机接收的写入数据一致的重复数据时，更新管理各逻辑地址与各中间地址的对应关系的第1转换表，将未使用的第1中间地址与所述写入数据的逻辑地址建立关联，将所述写入数据写入到所述非易失性存储器中，并更新管理所述各中间地址与各物理地址的对应关系的第2转换表，将表示写入有所述写入数据的所述非易失性存储器内的位置的物理地址与所述第1中间地址建立关联，将与所述写入数据对应的查阅计数设置为1，当所述非易失性存储器中已经存在与所述写入数据一致的所述重复数据时，不将所述写入数据写入到所述非易失性存储器中，而是更新所述第1转换表，将第2中间地址与所述写入数据的所述逻辑地址建立关联，将与所述重复数据对应的查阅计数增加1，其中所述第2中间地址指示保存有与所述重复数据对应的物理地址的所述第2转换表内的条目，当所述写入数据是已经写入到所述非易失性存储器中的数据的更新数据时，将与所述已经写入的数据对应的查阅计数减去1，当选择所述多个第1块中的一个作为垃圾回收的复制源块时，基于与所述复制源块对应的所述多个管理表内的第1管理表，将包含在所述复制源块内且与属于第1查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第1复制目标块，并将包含在所述复制源块内且与属于第2查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第2复制目标块，其中所述第2查阅计数范围具有比所述第1查阅计数范围的上限大的下限。...

【技术特征摘要】
2017.09.21 JP 2017-1816861.一种存储器系统，其特征在于具备：非易失性存储器；及控制器，电连接于所述非易失性存储器，控制所述非易失性存储器；且所述控制器构成为执行以下动作，管理与所述非易失性存储器内的多个第1块对应的多个管理表，各管理表包含与对应第1块内的多个数据对应的多个查阅计数，各查阅计数表示查阅对应数据的逻辑地址数，当所述非易失性存储器中不存在与从主机接收的写入数据一致的重复数据时，更新管理各逻辑地址与各中间地址的对应关系的第1转换表，将未使用的第1中间地址与所述写入数据的逻辑地址建立关联，将所述写入数据写入到所述非易失性存储器中，并更新管理所述各中间地址与各物理地址的对应关系的第2转换表，将表示写入有所述写入数据的所述非易失性存储器内的位置的物理地址与所述第1中间地址建立关联，将与所述写入数据对应的查阅计数设置为1，当所述非易失性存储器中已经存在与所述写入数据一致的所述重复数据时，不将所述写入数据写入到所述非易失性存储器中，而是更新所述第1转换表，将第2中间地址与所述写入数据的所述逻辑地址建立关联，将与所述重复数据对应的查阅计数增加1，其中所述第2中间地址指示保存有与所述重复数据对应的物理地址的所述第2转换表内的条目，当所述写入数据是已经写入到所述非易失性存储器中的数据的更新数据时，将与所述已经写入的数据对应的查阅计数减去1，当选择所述多个第1块中的一个作为垃圾回收的复制源块时，基于与所述复制源块对应的所述多个管理表内的第1管理表，将包含在所述复制源块内且与属于第1查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第1复制目标块，并将包含在所述复制源块内且与属于第2查阅计数范围的各查阅计数对应的数据集合复制到第2复制目标块，其中所述第2查阅计数范围具有比所述第1查阅计数范围的上限大的下限。2.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于：所述第1复制目标块与包含能存储各自具有第1比特长的多个查阅计数的查阅计数存储区域的管理表建立有关联，且所述第2复制目标块与包含能存储各自具有第2比特长的多个查阅计数的查阅计数存储区域的管理表建立有关联，其中所述第2比特长长于所述第1比特长。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，将所述多个第1块分为第1块群及第2块群，所述第1块群集中有属于所述第1查阅计数范围的数据集合，所述第2块群集中有属于所述第2查阅计数范围的数据集合；关于所述第1块群，选择满足无效数据量大于第1阈值这个条件的块作为用于垃圾回收的复制源块候补，关于所述第2块群，选择满足无效数据量大于第2阈值这个条件的块作为用于垃圾回收的复制源块候补，其中所述第2阈值小于所述第1阈值。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，当与所述多个第1块中的一个第1块内的第1数据对应的查阅计数值，因来自所述主机的与所述第1数据一致的第1写入数据的接收，而超过以能存储在与所述一个第1块对应的管理表查阅计数存储区域的各查阅计数的比特长所能表现出的最大值时，将所述第1数据复制到与包含如下查阅计数存储区域的管理表建立有关联的另外一个第1块，所述查阅计数存储区域为能存储各自具有比与所述一个第1块对应的所述管理表内的各查阅计数长的比特长的多个查阅计数。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，当与所述多个第1块中的一个第1块内的第1数据对应的查阅计数值，因来自所述主机的与所述第1数据一致的第1写入数据的接收，而超过以能存储在与所述一个第1块对应的管理表查阅计数存储区域的各查阅计数的比特长所能表现出的最大值时，通过将与所述一个第1块对应的所述管理表的所述查阅计数存储区域的尺寸扩张，而延长能存储在与所述一个第1块对应的所述管理表所述查阅计数存储区域的各查阅计数的比特长。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，当与所述多个第1块中的一个第1块内的第1数据对应的查阅计数值，因来自所述主机的与所述第1数据一致的第1写入数据的接收，而超过以能存储在与所述一个第1块对应的管理表查阅计数存储区域的各查阅计数的比特长所能表现出的最大值时，更新所述第1转换表，将未使用的中间地址与所述第1写入数据的逻辑地址建立关联，将所述第1写入数据写入到所述多个第1块中的一个，并更新所述第2转换表，将表示写入有所述第1写入数据的所述非易失性存储器内的位置的物理地址与关联着所述第1写入数据的逻辑地址的所述中间地址建立关联，并将与所述第1写入数据对应的查阅计数设置为1。7.根据权利要求6所述的存储器系统，其特征在于：构成为当选择写入有所述第1写入数据的所述多个第1块中的所述一个在被数据写满后作为用来进行垃圾回收的复制源块，且与所述第1数据对应的查阅计数值减少至小于所述最大值的值时，仅将所述第1写入数据以外的与非零查阅计数对应的数据从所述复制源块复制到复制目标块，更新所述第1转换表，将中间地址与所述第1写入数据的所述逻辑地址建立关联，将所述第1数据的查阅计数增加1，其中所述中间地址指示保存有与所述第1数据对应的物理地址的所述第2转换表内的条目。8.一种控制非易失性存储器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：管理与所述非易失性存储器内的多个第1块对应的多个管理表，各管理表包含与对应第1块内的多个数据对应的多个查阅计数，各查阅计数表示查阅对应数据的逻辑地址数，当所述非易失性存储器中不存在与从主机接收的写入数据一致的重复数据时，执行以下动作：更新管理各逻辑地址与各中间地址的对应关系的第1转换表，将未使用的第1中间地址与所述写入数据的逻辑地址建立关联；将所述写入数据写入到所述非易失性存储器中；更新管理所述各中间地址与各物理地址的对应关系的第2转换表，将表示写入有所述写入数据的所述非易失性存储器内的位置的物理地址与所述第1中间地址建立关联；将与所述写入数据对应的查阅计数设置为1；当所述非易失性存储器中已经存在与所述写入数据一致的所述重复数据时，执行以下动作：不将所述写入数据写入到所述非易失性存储器中，而是更新所述第1转换表，将第2中间地址与所述写入数据的所述逻辑地址建立关联，...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅野伸一，江坂直纪，
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