主机系统及其操作方法、包括该主机系统的数据处理系统技术方案

一种被配置为与储存系统通信的主机系统，其包括：被配置为管理储存系统中包括的多个块的主机闪存转换层(FTL)，其中主机FTL包括块分配模块，块分配模块被配置为基于多个块中的空闲块的擦除计数值而生成指示空闲块的优先级的优先级信息，并且其中主机FTL被配置为基于优先级信息为数据写入操作分配空闲块中的具有最低擦除计数值的空闲块；计数电路，其被配置为对对多个块中的每一个执行的擦除操作的数目进行计数；以及接口电路，其被配置为将块地址连同对储存系统的访问请求一起发送到储存系统，块地址指示被分配的空闲块的位置。

【技术实现步骤摘要】
主机系统及其操作方法、包括该主机系统的数据处理系统相关申请的交叉引用本申请基于并要求于2019年10月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0122655的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及主机系统，更具体地，涉及被配置为管理空闲块的分配的主机系统、包括该主机系统的数据处理系统、以及操作该主机系统的方法。
技术介绍
基于闪存装置的储存系统的示例可以是固态驱动器(SSD)。用于储存系统(诸如，SSD)的接口可包括串行高级技术附件(SATA)、外围组件互连快速(PCIe)和串行附接小型计算机系统接口(SCSI)(SAS)。此外，已经提出了基于现有技术的PCIe总线的接口，诸如，非易失性存储器快速(NVMe)。SSD的示例可以是开放信道(open-channel)SSD。在开放信道SSD的情况下，可以在主机系统侧执行先前在SSD中执行的各种功能，例如，地址转换操作。作为示例，当主机系统包括闪存转换层(FTL)时，主机系统可以直接执行各种管理操作。在这种情况下，还没有提出在开放信道SSD环境中由主机系统有效地执行损耗均衡(wear-leveling)处理的方法。因此，开放信道SSD的寿命可能降低，从而导致数据可靠性劣化。
技术实现思路
提供了一种主机系统、包括该主机系统的数据处理系统、以及操作该主机系统的方法，该主机系统可以有效地执行损耗均衡操作以增加储存系统的寿命并提高数据可靠性。根据实施例，一种被配置为与储存系统通信的主机系统包括：主机闪存转换层(FTL)，其被配置为管理所述储存系统中包括的多个块，其中所述主机FTL包括块分配模块，所述块分配模块被配置为基于所述多个块中的空闲块的擦除计数值来生成指示所述空闲块的优先级的优先级信息，并且其中所述主机FTL被配置为基于所述优先级信息为数据写入操作分配所述空闲块中的具有最低擦除计数值的空闲块；计数电路，其被配置为对对所述多个块中的每一个执行的擦除操作的数目进行计数；以及接口电路，其被配置为将块地址连同对所述储存系统的访问请求一起发送到所述储存系统，所述块地址指示所述被分配的空闲块的位置。根据实施例，一种操作被配置为与包括多个块的储存系统通信的主机系统的方法包括：对对所述多个块执行的擦除操作的数目进行计数；基于所述多个块中的第一空闲块至第(N-1)空闲块的擦除计数值来生成排序数据结构，其中N是大于或等于2的整数；通过控制所述储存系统对所述多个块中的块执行擦除操作来生成第N空闲块；基于所述第N空闲块的第N擦除计数值来更新所述排序数据结构；以及根据更新后的排序数据结构为数据写入操作分配第一空闲块至第N空闲块中的具有最低擦除计数值的空闲块。根据实施例，一种包括储存系统的数据处理系统包括：储存装置，其包括至少一个闪存装置，其中所述至少一个闪存装置中的每个闪存装置包括多个块；以及控制器，其包括第一接口电路，所述第一接口电路被配置为从外部装置接收对所述多个块的访问请求和对所述多个块的擦除请求，所述控制器被配置为基于所述访问请求来控制对所述多个块的访问操作，并且基于所述擦除请求来控制对所述多个块的擦除操作，其中，基于响应于所述擦除请求在擦除所述多个块中的第二块之前擦除所述多个块中的第一块，在将所述第二块改变为第二空闲块之前将所述第一块改变为第一空闲块，并且基于所述第一块的第一擦除计数值高于所述第二块的第二擦除计数值，在所述第一块之前为数据写入操作分配所述第二块。附图说明从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本公开的实施例，在附图中：图1是根据实施例的数据处理系统的框图；图2是根据实施例的主机系统的示例的框图；图3和图4是根据实施例的操作数据处理系统的方法的示例的流程图；图5是根据实施例的数据处理系统的操作的示例的概念图；图6和图7示出了根据实施例的被配置为分配用于写入数据的空闲块的数据结构的示例；图8是根据实施例的主机系统的示例的框图；图9是根据实施例的数据处理系统的操作的示例的概念图；图10是根据实施例的数据处理系统的框图；图11是根据实施例的数据处理系统的框图；以及图12是根据实施例的包括服务器系统的网络系统的框图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述实施例。图1是根据实施例的数据处理系统10的框图。参照图1，数据处理系统10可以包括主机系统100和储存系统200。此外，储存系统200可以包括控制器210和储存装置220。主机系统100可以向储存系统200提供数据写入请求或数据读取请求。另外，响应于来自主机系统100的数据擦除请求，储存系统200可以对关于由主机系统100指示的区域的数据执行擦除操作。可以以各种单位执行擦除操作。在示例中，储存系统200可以包括多个块(例如，存储器块)，并且可以以由主机系统100指示的块为单位执行擦除操作。储存系统200可以包括被配置为响应于来自主机系统100的请求而存储数据的储存介质。作为示例，储存系统200可以包括至少一个固态驱动器(SSD)。当储存系统200包括SSD时，储存装置220可以包括被配置为以非易失性方式存储数据的多个闪存装置，例如NAND闪存芯片。在实施例中，储存装置220可以对应于一个闪存装置。在实施例中，储存装置220可以包括存储卡，该存储卡包括至少一个闪存芯片。当储存系统200包括闪存装置时，闪存装置可以包括二维(2D)NAND存储器阵列或三维(3D)(或竖直)NAND(V-NAND)存储器阵列。3D存储器单元阵列可以单片地形成在电路的至少一个物理级(physicallevel)中，该电路与具有设置在硅衬底上方的有源区的存储器单元的阵列的操作或存储器单元的操作相关联，其中该相关联的电路可以位于硅衬底上方或硅衬底内。术语“单片”可以意味着3D存储器单元阵列的每级的层直接沉积在3D存储器单元阵列的每个下面的级的层上。在实施例中，3D存储器单元阵列可以包括竖直NAND串，其中至少一个存储器单元在竖直方向上位于另一存储器单元上。该至少一个存储器单元可以包括电荷捕获层。以下专利文献(其以引用的方式并入本文中)公开了用于3D存储器单元阵列的合适配置，其中3D存储器单元阵列被配置在多个级处，其中字线和/或位线在级之间共享：美国专利No.7,679,133；No.8,553,466；No.8,654,587；No.8,559,235；以及美国专利公开No.2011/0233648。作为另一个示例，储存系统200可以包括各种其他种类的存储器。例如，储存系统200可以包括非易失性存储器。非易失性存储器可以包括各种种类的存储器，诸如，磁随机存取存储器(MRAM)、自旋转移矩MRAM、导电桥RAM(CBRAM)、铁电RAM(FeRAM)、相变RAM(PRAM)、电阻RAM(RRAM)、纳米管RAM、聚合物RAM(PoRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、全息存储器、分子电子存储器、或绝缘体电阻变化存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为与储存系统通信的主机系统，所述主机系统包括：/n主机闪存转换层，其被配置为管理所述储存系统中包括的多个块，其中所述主机闪存转换层包括块分配模块，所述块分配模块被配置为基于所述多个块中的空闲块的擦除计数值来生成指示所述空闲块的优先级的优先级信息，并且其中所述主机闪存转换层被配置为基于所述优先级信息为数据写入操作分配所述空闲块中的具有相对低的擦除计数值的空闲块；/n计数电路，其被配置为对对所述多个块中的每一个执行的擦除操作的数目进行计数；以及/n接口电路，其被配置为将块地址连同对所述储存系统的访问请求一起发送到所述储存系统，所述块地址指示所述被分配的空闲块的位置。/n

【技术特征摘要】
20191002 KR 10-2019-01226551.一种被配置为与储存系统通信的主机系统，所述主机系统包括：
主机闪存转换层，其被配置为管理所述储存系统中包括的多个块，其中所述主机闪存转换层包括块分配模块，所述块分配模块被配置为基于所述多个块中的空闲块的擦除计数值来生成指示所述空闲块的优先级的优先级信息，并且其中所述主机闪存转换层被配置为基于所述优先级信息为数据写入操作分配所述空闲块中的具有相对低的擦除计数值的空闲块；
计数电路，其被配置为对对所述多个块中的每一个执行的擦除操作的数目进行计数；以及
接口电路，其被配置为将块地址连同对所述储存系统的访问请求一起发送到所述储存系统，所述块地址指示所述被分配的空闲块的位置。


2.根据权利要求1所述的主机系统，其中，所述接口电路还被配置为从所述储存系统接收关于所述多个块的块信息，并且
其中，所述计数电路还被配置为生成所述多个块的擦除计数值。


3.根据权利要求1所述的主机系统，其中，所述计数电路还被配置为基于所述擦除操作的数目增加到预定设定值而增加索引计数值，
其中，基于所述索引计数值来确定所述具有相对低的擦除计数值的空闲块。


4.根据权利要求1所述的主机系统，其中，所述块地址包括指示所述被分配的空闲块的物理地址信息，并且
其中，所述主机闪存转换层还被配置为基于由所述块分配模块生成的所述优先级信息来生成所述块地址。


5.根据权利要求1所述的主机系统，其中，所述块分配模块包括：
空闲块确定器，其被配置为从所述多个块中确定所述空闲块；
计数更新控制器，其被配置为增加被执行擦除操作的块的擦除计数值；以及
空闲块排序器，其被配置为基于所述空闲块的擦除计数值来设定所述空闲块的优先级。


6.根据权利要求1所述的主机系统，其中，所述块分配模块还被配置为管理所述空闲块的排序数据结构，使得基于所述空闲块的擦除计数值为所述数据写入操作分配具有最低擦除计数值的空闲块。


7.根据权利要求6所述的主机系统，其中，所述排序数据结构与具有根据所述擦除计数值确定的树结构的最小堆排序数据结构相对应。


8.根据权利要求6所述的主机系统，其中，基于所述储存系统对所述多个块中的第一块执行擦除操作的请求，所述第一块被包括在所述空闲块中，并且
其中，所述块分配模块还被配置为基于所述第一块的第一擦除计数值来更新所述排序数据结构。


9.根据权利要求8所述的主机系统，其中，第二块在所述第一块之前被包括在所述排序数据结构中，并且
其中，基于所述第二块的第二擦除计数值高于所述第一擦除计数值，所述块分配模块还被配置为在所述第二块之前为所述数据写入操作分配所述第一块。


10.根据权利要求1所述的主机系统，其中，所述主机系统被配置为周期性地存储所述多个块的擦除计数值，并且被配置为在初始化操作期间从所述储存系统接收所述多个块的擦除计数值。


11.根据权利要求1所述的主机系统，其中，所述主机系统被配置为管理所述储存系统中包括的多个闪存装置，
其中，所述块分配模块包括被布置为与所述多个闪存装置对应的多个块分配模块，并且
其中，所述多个块分配模块中的每一个被配置为基于所述多个闪存装置中的对应的闪存装置来生成所述优先级信息。


12.一种操作被...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢垠喜，休曼·普拉卡什·巴拉科瑞斯南，金东进，金石焕，金昌绪，崔宰润，张惠贞，
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