存储设备和包括存储设备的存储系统技术方案

公开了存储设备和包括存储设备的存储系统。存储设备包括非易失性存储器，该非易失性存储器包括多个存储块。存储设备响应于对准命令的接收而执行对准操作。对准操作将接收到的逻辑段的逻辑地址转换为物理地址，并将物理地址分配给对应于空闲块的物理块地址。存储设备还被配置为以指示一个存储块的物理块地址为单位执行垃圾收集。

Storage devices and storage systems including storage devices

【技术实现步骤摘要】
存储设备和包括存储设备的存储系统相关申请的交叉引用本申请要求在2018年11月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0141947的优先权权益，其公开内容通过引用整体合并于此。
本专利技术构思涉及一种存储设备和包括该存储设备的存储系统，更具体地，涉及一种包括主机设备和存储设备的存储系统。
技术介绍
存储系统包括主机设备和存储设备，并且经由诸如通用闪存(UFS)、串行高级技术附件(SATA)、小型计算机小型接口(SCSI)、串行连接SCSI(SAS)和嵌入式多媒体卡(eMMC)的各种接口标准连接。存储设备可以包括非易失性存储器和存储器控制器。非易失性存储器可以包括闪存、磁随机存取存储器(MRAM)、相变RAM(PRAM)和铁电RAM(FeRAM)。非易失性存储器即使其电力供应被阻断时也可以保留所存储的数据。近来，包括诸如eMMC、UFS、固态驱动器(SSD)和存储卡的基于闪存的非易失性存储器的存储设备已被广泛用于存储或传递大量数据。在非易失性存储器中，可以执行垃圾收集以释放整个存储块(memoryblock)以用于后续写入。然而，当重复执行垃圾收集时，可能导致存储设备的性能下降和存储设备的寿命缩短。
技术实现思路
本专利技术构思的至少一个实施例提供了一种存储设备以及包括该存储设备的存储系统，所述存储设备能够将用于在主机设备中执行垃圾收集的单元和用于控制存储设备中的垃圾收集的单元彼此对准(align)。根据本专利技术构思的示例性实施例，提供了一种存储设备，包括：非易失性存储器，包括多个存储块。存储设备被配置为响应于对准命令的接收而执行对准操作。对准操作将接收到的逻辑段的逻辑地址转换为物理地址，并将物理地址分配给对应于空闲块(freeblock)的物理块地址。存储设备还被配置为以指示一个存储块的物理块地址为单位执行垃圾收集。根据本专利技术构思的示例性实施例，提供了一种存储设备，包括：非易失性存储器，包括多个存储块。当不能将第一大小的数据存储在物理块地址中时，存储设备在物理块地址中创建第一大小的虚拟(dummy)存储区域。存储设备基于所创建的虚拟存储区域输出指示物理块地址和逻辑段的未对准的未对准信号。存储设备被配置为以指示一个存储块的物理块地址为单位执行垃圾收集。根据本专利技术构思的示例性实施例，提供了一种存储系统，包括存储设备和主机设备。存储设备具有包括多个存储块的非易失性存储器。存储设备被配置为以指示一个存储块的物理块地址为单位执行垃圾收集。主机设备被配置为以逻辑段为单位控制存储设备中的垃圾收集。当逻辑段的起始点与物理块地址的起始点未对准时，存储设备将未对准信号发送到主机设备。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本专利技术构思的示例性实施例，其中：图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的存储系统的框图；图2是图1的存储控制器的示例的框图；图3是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的操作存储系统的方法的流程图；图4是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的操作存储系统的方法的流程图；图5至图7是用于说明图3的操作存储系统的方法的逻辑段和物理块地址的示图；图8是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的操作存储系统的方法的流程图；图9是根据本专利技术构思的示例性实施例的存储系统的框图；图10是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的操作存储系统的方法的流程图；图11是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的操作存储系统的方法的流程图；图12是用于说明图11的操作存储系统的方法的逻辑段和物理块地址的示图；图13是示出根据实施例的用户设备的存储设备应用于存储卡的示例的示图；和图14是示出根据实施例的存储设备应用于固态驱动器(SSD)的示例的框图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本专利技术构思的一个或多个示例性实施例。图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的存储系统10的框图。参考图1，存储系统10包括存储设备100和主机设备200。主机设备200可以控制存储设备100的操作。在一个实施例中，存储设备100可以包括一个或多个固态驱动器(SSD)。当存储设备100包括SSD时，存储设备100可以包括非易失性储存数据的多个闪存芯片(例如，NAND存储器芯片)。存储设备100可以对应于包括一个或多个闪存芯片的闪存设备。在一个实施例中，存储设备100可以是存储系统10的嵌入式存储器。例如，存储设备100可以是嵌入式多媒体卡(eMMC)或嵌入式通用闪存(UFS)存储器设备。在一个实施例中，存储设备100可以是可拆卸地附接到存储系统10的外部存储器。例如，存储设备100可以包括UFS存储卡、紧凑型闪存(CF)、安全数字(SD)、micro-SD、mini-SD、极速数字(xD)或记忆棒。主机设备200包括处理器210、主机存储器220和接口电路230。处理器210、主机存储器220和接口电路230可以经由内部总线彼此发送和接收信号。处理器210可以执行加载到主机存储器220上的各种软件。例如，处理器210可以执行操作系统(OS)和应用程序。处理器210可以被提供为同构多核处理器或异构多核处理器。主机存储器220可以用作主存储器或高速缓冲存储器。或者，主机存储器220可以用作用于驱动软件或固件的驱动存储器。可以将要由处理器210处理的应用程序或数据加载到主机存储器220上。例如，可以将文件系统221、应用程序或设备驱动器加载到主机存储器220上。当文件或数据被存储在存储设备100中时，文件系统221组织文件或数据。文件系统221可以根据命令(例如，写入命令WCMD或读取命令)向存储设备100提供逻辑地址ADDR_L。可以根据在主机设备200中执行的某个OS来使用文件系统221。主机设备200通过使用文件系统221管理存储设备100的存储空间，将用户数据写入存储设备100，并从存储设备100读取用户数据。文件系统221可以经由软件或固件来实现。通过转换命令(例如，写入命令WCMD、对准命令ACMD)、逻辑地址ADDR_L、与主机设备200发出的各种访问请求相对应的数据DATA的数据格式、或通过转换交换的命令，接口电路230可以连接到存储设备100。接口电路230的协议可以是通用串行总线(USB)、小型计算机系统接口(SCSI)、外围组件快速互连(PCI)、高级技术附件(ATA)、并行ATA(PATA)、串行ATA(SATA)和串行附接SCSI(SAS)中的至少一个。当控制存储设备100的垃圾收集时，主机设备200可以以逻辑段(logicalsegment)为单位管理逻辑地址ADDR_L。在示例性实施例中，主机设备200将对准命令ACMD传递到存储设备100，以将逻辑段与作为存储设备100中的垃圾收集操作的单位的物理块地址对准。在一个实施例中，当逻辑地址被分配给新的逻辑段时，主机设备200向存储设备1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括非易失性存储器的存储设备，所述非易失性存储器包括多个存储块，/n其中，所述存储设备被配置为响应于对准命令的接收而执行对准操作，/n其中，所述对准操作将接收到的逻辑段的逻辑地址转换为物理地址，并将所述物理地址分配给对应于空闲块的物理块地址，并且/n其中，所述存储设备还被配置为以指示一个存储块的物理块地址为单位执行垃圾收集。/n

【技术特征摘要】
20181116 KR 10-2018-01419471.一种包括非易失性存储器的存储设备，所述非易失性存储器包括多个存储块，
其中，所述存储设备被配置为响应于对准命令的接收而执行对准操作，
其中，所述对准操作将接收到的逻辑段的逻辑地址转换为物理地址，并将所述物理地址分配给对应于空闲块的物理块地址，并且
其中，所述存储设备还被配置为以指示一个存储块的物理块地址为单位执行垃圾收集。


2.如权利要求1所述的存储设备，被配置为使用日志结构系统来分配所述物理地址。


3.如权利要求1所述的存储设备，被配置为当包括在所述非易失性存储器中的物理虚拟区域等于或小于参考值时执行所述对准操作。


4.如权利要求3所述的存储设备，其中，所述物理虚拟区域包括由于所述非易失性存储器的写入操作中的错误而生成的第一物理虚拟区域和由于所述对准操作而生成的第二物理虚拟区域。


5.如权利要求3所述的存储设备，其中，所述参考值是根据在所述非易失性存储器的总存储空间中的所述物理虚拟区域的大小相对于写入数据的区域的大小的比率来确定的。


6.如权利要求3所述的存储设备，被配置为当包括在所述非易失性存储器中的所述物理虚拟区域超过参考值时忽略所述对准命令。


7.如权利要求1所述的存储设备，其中，所述对准命令包括在所述写入命令中。


8.如权利要求1所述的存储设备，还包括：主机接口，被配置为接收写入命令和所述对准命令，
其中所述主机接口分开接收所述写入命令和所述对准命令。


9.如权利要求1所述的存储设备，被配置为当在所述物理块地址中出现物理虚拟地址区域时输出未对准信号。


10.一种包括非易失性存储器的存储设备，所述非易失性存储器包括多个存储块，
其中，当不能在物理块地址中存储第一大小的数据时，所述存储设备在所述物理块地址中创建所述第一大小的物理虚拟地址区域，
其中，所述存储设备基于所创建的物理虚拟地址区域输出指示所述物理块地址与逻辑段的未对准的未对准信号，并且
其中，所述存储设备被配置为以指示一个存储块的物理块地址为单位执行垃圾收集。


11.如权利要求10所述的存储设备，被配置为使用日志结构系统来分配物理地址。


12.如权利要求10所述的存储设备，其中，所述未对准信号包括关于所述物理虚拟地址区域的第一大小的信息。


13.如权利要求10所述的存储设备，还包括命令队列，写入命令在所述命令队列中排队，并且所述存储设备被配置为基于在所述命令队...

【专利技术属性】
技术研发人员：金丙瑾，都仁焕，黄珠荣，辛承郁，高旼奭，崔宰润，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR