具有带有非易失性半导体存储器的非易失性半导体存储设备的存储系统技术方案

一种耦合到主机的存储系统具有非易失性半导体存储设备和耦合到半导体存储设备的存储控制器，该非易失性半导体存储设备包括由多个页面配置的非易失性半导体存储器。在多个页面中存储的数据变成非必需的情况下，以这多个页面为基于非易失性半导体存储设备的逻辑卷的区域的基础，存储控制器向非易失性半导体存储设备发送对于减少页面数目的非必需减少请求，这些页面是具有在其中存储的非必需数据的区域的基础。基于非必需减少请求，非易失性半导体存储设备使多个页面无效，这多个页面是具有在其中存储的非必需数据的区域的基础。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种耦合到主机的存储系统具有非易失性半导体存储设备和耦合到半导体存储设备的存储控制器，该非易失性半导体存储设备包括由多个页面配置的非易失性半导体存储器。在多个页面中存储的数据变成非必需的情况下，以这多个页面为基于非易失性半导体存储设备的逻辑卷的区域的基础，存储控制器向非易失性半导体存储设备发送对于减少页面数目的非必需减少请求，这些页面是具有在其中存储的非必需数据的区域的基础。基于非必需减少请求，非易失性半导体存储设备使多个页面无效，这多个页面是具有在其中存储的非必需数据的区域的基础。【专利说明】具有带有非易失性半导体存储器的非易失性半导体存储设 备的存储系统
本专利技术涉及一种具有带有非易失性半导体存储器的非易失性半导体存储设备的 存储系统。
技术介绍
存储系统一般向更高层设备（例如主机）提供基于由多个存储设备配置的 RAID (独立盘冗余阵列）创建的逻辑卷。近年来，除HDD (硬盘驱动）之外或者作为HDD的 替代，还运用带有多个非易失性存储器芯片的非易失性半导体存储设备作为存储设备中的 每个存储设备。例如带有多个闪存芯片（下文为"FM芯片"）的闪存设备被运用为非易失 性半导体存储设备。例如已知在专利文献1中描述的技术为具有这样的闪存设备的存储系 统。 引用列表 专利文献 PTL1 :美国专利申请号2011/0231594(说明书）
技术实现思路
技术问题 例如在闪存设备中，需要刷新或者回收与逻辑地址数据关联的页面的数据（有效 数据）。换而言之，执行从页面数据读取有效数据、然后向其它页面中写入有效数据的过程。 在一些情况下，有效数据在闪存设备的更高层设备中变成非必需。然而闪存设备 本身不能掌握这样的情况并且继续管理非必需数据作为有效数据。换而言之，虽然有效数 据不再必需，但是数据被作为将刷新和回收的数据而被管理。这使非必需数据被写入页面 中从而减少闪存设备的操作寿命。 以上描述的问题适用于具有除了闪存设备之外的非易失性半导体存储设备的存 储系统。 对问题的解决方案 一种耦合到主机的存储系统具有非易失性半导体存储设备和耦合到该半导体存 储设备的存储控制器，该非易失性半导体存储设备包括由多个页面配置的非易失性半导体 存储器。在多个页面中存储的数据是非必需的情况下，这多个页面是基于非易失性半导体 存储设备的逻辑卷的区域的基础，存储控制器向非易失性半导体存储设备发送对于减少页 面数目的非必需减少请求，这些页面是其中存储非必需数据的区域的基础。响应于该非必 需减少请求，非易失性半导体存储设备使多个页面无效，这多个页面是其中存储非必需数 据的区域的基础。 【专利附图】【附图说明】 图1示出根据一个实施例的计算机系统的配置示例。 图2示出根据实施例的RAID控制器的配置示例。 图3示出根据实施例的闪存设备的配置示例。 图4示出根据实施例的闪存封装的配置示例。 图5不出根据实施例的闪存芯片的配置不例。 图6是用于图示如何更新根据实施例的闪存芯片的数据的图。 图7是用于图示根据实施例的页面的状态转变的图。 图8是用于图示如何擦除根据实施例的闪存芯片的数据的图。 图9是用于图示根据实施例的回收的图。 图10是用于图示根据实施例的块的状态转变的图。 图11是用于图示根据实施例的动态区域分配过程的图。 图12是用于图示根据实施例的动态盘区区域分配过程的图。 图13是用于图示根据实施例的层间动态迁移的图。 图14是用于图示根据实施例的在层间动态迁移之后执行的固定模式数据 写入过程的图。 图15是用于图示根据实施例的固定模式数据写入过程的第一示例的图。 图16是用于图示根据实施例的固定模式数据写入过程的第二示例的图。 图17是用于图示根据实施例的固定模式数据写入过程的第三示例的图。 图18是用于图示根据实施例的固定模式数据写入过程的第四示例的图。 图19是用于图示根据实施例的取消映射请求的图。 图20是用于图示根据实施例的快照创建过程的图。 图21是用于图示根据实施例的快照创建过程的另一示例的图。 图22是用于图示根据实施例的在快照是删除时生成的非必需数据的图。 图23是用于图示根据实施例的在快照删除之后执行的固定模式数据写入 过程的图。 图24示出根据实施例的逻辑物理转换表的示例。 图25示出根据实施例的物理-逻辑转换表的示例。 图26示出根据实施例的池管理表的示例。 图27示出根据实施例的动态区域分配表的示例。 图28示出根据实施例的动态盘区区域分配表的示例。 图29示出根据实施例的访问频率表的示例。 图30不出根据实施例的对管理表的不例。 图31示出根据实施例的快照数据分配表的示例。 图32示出根据实施例的写入过程的流程图的示例。 图33示出根据实施例的块擦除过程的流程图的示例。 图34示出根据实施例的回收的流程图的示例。 图35示出根据实施例的动态区域分配过程的流程图的示例。 图36示出根据实施例的动态盘区区域分配过程的流程图的示例。 图37示出根据实施例的层间动态迁移的流程图的示例。 图38示出根据实施例的快照创建过程的流程图的示例。 图39示出根据实施例的快照删除过程的流程图的示例。 图40示出根据实施例的固定模式数据写入过程的第一示例的流程图的示 例。 图41示出根据实施例的固定模式数据写入过程的第二示例的流程图的示 例。 图42示出根据实施例的固定模式数据写入过程的第三示例的流程图的示 例。 图43示出根据实施例的固定模式数据写入过程的第四示例的流程图的示 例。 图44示出根据实施例的取消映射过程的流程图的示例。 图45示出实施例的概况。 【具体实施方式】 现在参照附图描述本专利技术的一个实施例。 在以下描述中使用标识信息项，这些标识信息项包括用于指定单元（例如页面、 块、闪存芯片（FM芯片）、交换机（SW)、池、物理卷、逻辑卷、虚拟卷等）的编号，但是可以使 用无这样的编号的信息项作为标识信息项。 在以下描述中区分相同类型的单元时，经常使用单元名称和标识信息项的组合来 取代单元名称和标号的组合。例如具有标识信息（标识编号）"0"的块记为"块#0"。 另外，在一些描述中，接口设备经常缩写为" I/F"。 在以下描述中，非易失性半导体存储器称为"闪存"（FM)。闪存是其中按块删除并 按页面访问数据的闪存--通常为NAND类型闪存。闪存也可以是替代NAND类型闪存的其 它类型的闪存（例如N0R型闪存）。此外，其它非易失性半导体存储器、比如相变存储器，可 以用来取代闪存。 如以上描述的那样，非易失性半导体存储器在以下描述中是NAND类型闪存。因此 使用术语、比如"页面"和"块"。在某个逻辑区域（在这一段中为"目标逻辑区域"）是写入 目的地、已经向目标逻辑区域分配页面（在这一段中为"第一页面"）并且在第一页面中存 储数据的情况下，空白页面（在这一段中为"第二页面"）取代第一页面被分配给目标逻辑 区域并且数据被写入第二页面。向第二页面写入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合到主机的存储系统，包括：非易失性半导体存储设备，所述非易失性半导体存储设备包括由多个页面配置的非易失性半导体存储器、存储页面管理信息的存储介质以及耦合到所述非易失性半导体存储器和所述存储介质的存储器控制器，所述页面管理信息指示每个页面的状态；以及存储控制器，所述存储控制器耦合到所述非易失性半导体存储设备并且控制对基于所述非易失性半导体存储器的逻辑卷的访问，其中每个页面的所述状态包括有效和无效，所述有效意指所述页面被分配给了所述逻辑卷的区域并且具有存储有的数据，所述无效意指所述页面未被分配给所述逻辑卷的所述区域、但是具有在其中存储的数据，并且其中在所述多个页面中存储的所述数据变成对所述主机为非必需的、而且这些多个页面是所述逻辑卷的所述区域的基础的情况下，执行下文描述的(A)和(B)：(A)所述存储控制器传输用于减少页面数目的非必需减少请求，所述页面是具有在其中存储的所述非必需数据的所述区域的基础；以及(B)所述存储器控制器基于所述非必需减少请求、针对所述页面管理信息使所述多个页面无效，所述多个页面是具有在其中存储的所述非必需数据的所述区域的基础。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木进，本间繁雄，松井佑光，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP