数据存储系统、数据存储装置及其管理方法制造方法及图纸

一种数据存储装置的管理方法，包括以下步骤：根据多个先前存取指令获得多个相关性规则；根据这些相关性规则建立多个查找表；接收当前存取指令，并且判断当前存取指令是否对应这些查找表的至少其中之一以从对应的查找表获得当前存取指令的实体地址；根据这些相关性规则预测后续存取指令所需要对应的查找表，并预先建立这些被预测的查找表。本发明专利技术还提出一种数据存储系统与数据存储装置，可实施上述的管理方法。

【技术实现步骤摘要】
数据存储系统、数据存储装置及其管理方法
本专利技术涉及一种数据存取技术，且特别涉及一种数据存储系统、数据存储装置及其管理方法。
技术介绍
近年来，各式配备存储装置的电子装置已被消费者普遍应用在日常生活中，而且随着存储容量的需求增加，快速且大容量可供读写的非易失性存储器成为十分受欢迎的产品，这些产品大多以快闪存储器来存储数据。由于快闪存储器的读写特性，快闪存储器会具有逻辑-实体地址查找表，其用来纪录逻辑区块地址(LogicalBlockAddress，LBA)与实体区块地址(PhysicalBlockAddress，PBA)之间的映射关系。通过查找表找出存取指令的逻辑地址实际在快闪存储器中的区块地址，才有办法正确地存取数据。然而，因为存储容量与成本的限制无法将所有的PBA与LBA的映射关系都记录下来。如果存取指令的目标不在查找表所记录的范围内，系统需要移除现有的查找表并且根据目标的存取地址重新建立查找表，因此降低快闪存储器的存取效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种数据存储系统、数据存储装置及其管理方法，能够减少重建数据存储装置所需要的逻辑-实体地址查找表次数，增加数据存储装置所需要的逻辑-实体地址查找表的命中率(hitrate)，进而提升数据存储装置的效能。本专利技术的实施例提出一种数据存储装置包括存储器阵列、预测单元以及查找表管理单元。预测单元用以根据多个先前存取指令进行相关性规则分析后而获得多个存取位置之间的多个相关性规则。查找表管理单元用以根据这些相关性规则管理多个查找表，其中查找表管理单元判断当前存取指令是否对应这些查找表的至少其中之一以从对应的查找表获得当前存取指令在存储器阵列的实体地址，若不存在可对应的查找表则需建立可对应的查找表，并且根据这些相关性规则预测后续存取指令所对应的查找表，以及预先建立这些查找表。本专利技术的实施例提出一种数据存储系统，包括主机与数据存储装置。主机包括运算装置，其中运算装置根据多个先前存取指令进行相关性规则分析后获得多个相关性规则。数据存储装置电性连接主机且包括输入输出接口、存储器阵列与查找表管理单元。数据存储装置通过输入输出接口从主机接收这些相关性规则以及当前存取指令。查找表管理单元用以根据这些相关性规则管理多个查找表，其中查找表管理单元判断当前存取指令是否对应这些查找表的至少其中之一以从对应的查找表获得当前存取指令在存储器阵列的实体地址，若不存在可对应的查找表则需建立可对应的查找表，并且根据这些相关性规则预测后续存取指令所对应的查找表，以及预先建立这些查找表。本专利技术的实施例提出一种数据存储装置的管理方法，包括以下步骤：根据多个先前存取指令获得多个相关性规则；根据这些相关性规则建立多个查找表；接收当前存取指令，并且判断当前存取指令是否对应这些查找表的至少其中之一以从对应的查找表获得当前存取指令的实体地址；若不存在可对应的查找表则需建立可对应的查找表，并且根据这些相关性规则预测后续存取指令所对应的查找表，以及预先建立这些查找表。基于上述，本专利技术提供一种数据存储系统、数据存储装置及其管理方法，通过分析数据存储装置的存取历史以获得先前存取位置之间的相关性规则，并根据相关性规则建立查找表甚至进一步根据相关性规则预测接下来可能的存取位置并相应地预备好查找表，如此一来，可以提高查找表对应的命中率，减少重新建立查找表的次数，进而提升数据存取的效能。附图说明包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术的一实施例的数据存储装置的功能方块图；图2是根据本专利技术的一实施例的数据存储装置的逻辑地址的分段方式示意图；图3是根据本专利技术的一实施例的相关性规则分析的过程示意图；图4是根据本专利技术的另一实施例的数据存储系统的功能方块图；图5是根据本专利技术的一实施例的数据存储装置的管理方法的流程图；图6是根据本专利技术的另一实施例的数据存储装置的管理方法的流程图。上述附图中，附图标记含义如下：40：数据存储系统100、400：数据存储装置；110：存储器阵列；120：存储器控制器；130：查找表管理单元；140：输入输出接口；150：预测单元；200：逻辑地址范围；301～306：量化数据；402：运算装置；500、600：管理方法；A～G：存储段；H：主机；S510～S570、S610～S640：步骤。具体实施方式现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。图1是根据本专利技术的一实施例的数据存储装置的功能方块图。在本实施例中，数据存储装置100可以是一种NAND快闪存储器，但不限于此。数据存储装置100包括存储器阵列110、存储器控制器120、查找表管理单元130、输入输出接口140以及预测单元150。存储器阵列110包括排列为矩阵状的多个存储器单元(memorycells)。存储器控制器120基于来自输入输出接口140的存取指令而对存储器阵列110进行数据存取动作。输入输出接口140例如支持SATA、USB、PCIe、或SPI等接口协议。查找表管理单元130用以管理多个查找表(look-uptable，LUT)。这些查找表例如存储在存储器阵列110的备用区(Sparearea)或高速缓冲存储器(Cache)中。通过这些查找表，查找表管理单元130将存取目标的逻辑地址转换成存储器阵列110的实体地址。具体而言，查找表管理单元130包括快闪存储器转换层(FlashTranslationLayer，FTL)，可以将逻辑区块地址(LogicalBlockAddress，LBA)转换为实体区块地址(PhysicalBlockAddress，PBA)。存储器控制器120根据查找表管理单元130提供的实体地址将数据移进或移出被选中的存储器单元。值得注意的是，本实施例的预测单元150可以分析数据存储装置100的存取历史。预测单元150收集存取历史中的多个存取指令(以下简称为先前存取指令)，并且根据这些先前存取指令获得多个相关性规则(AssociationRules)。上述的相关性规反应存取目标之间的位置相关性。更具体而言，预测单元150会对这些先前存取指令进行量化(Quantization)处理以获得多个量化数据，并且对这些量化数据进行相关性规则分析(AssociationRulesAnalysis)以获得这些相关性规则。查找表管理单元130根据预测单元150提供的相关性规则管理这些查找表。查找表管理单元130判断当前存取指令是否对应这些现有的查找表的至少其中之一以从对应的查找表获得当前存取指令在存储器阵列110的实体地址，并且根据对应的相关性规则预测未来接收的存取指令(简称后续存取指令)所对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据存储装置，其特征在于，包括：/n存储器阵列；/n预测单元，用以根据多个先前存取指令获得多个存取位置之间的多个相关性规则；以及/n查找表管理单元，用以根据所述多个相关性规则管理多个查找表，其中所述查找表管理单元判断当前存取指令是否对应所述多个查找表的至少其中之一以从对应的所述查找表获得所述当前存取指令在所述存储器阵列的实体地址，并且根据所述多个相关性规则预测后续存取指令所对应的查找表。/n

【技术特征摘要】
20200110 TW 1091009181.一种数据存储装置，其特征在于，包括：
存储器阵列；
预测单元，用以根据多个先前存取指令获得多个存取位置之间的多个相关性规则；以及
查找表管理单元，用以根据所述多个相关性规则管理多个查找表，其中所述查找表管理单元判断当前存取指令是否对应所述多个查找表的至少其中之一以从对应的所述查找表获得所述当前存取指令在所述存储器阵列的实体地址，并且根据所述多个相关性规则预测后续存取指令所对应的查找表。


2.根据权利要求1所述的数据存储装置，其特征在于，所述预测单元对所述多个先前存取指令进行量化处理以获得多个量化数据，并且对所述多个量化数据进行相关性规则分析以获得所述多个相关性规则。


3.根据权利要求2所述的数据存储装置，其特征在于，所述存储器阵列的逻辑地址范围通过所述量化处理后被标定区分为多个存储段，所述预测单元计数所述多个先前存取指令对所述多个存储段的存取次数，并根据所述多个存储段的存取次数进行所述相关性规则分析。


4.根据权利要求3所述的数据存储装置，其特征在于，各所述查找表的映射范围等于至少一所述存储段的逻辑地址范围。


5.根据权利要求1所述的数据存储装置，其特征在于，当所述当前存取指令没有对应所述多个查找表的任一时，所述查找表管理单元根据所述多个相关性规则建立对应所述当前存取指令的查找表以及预先建立被预测对应于所述后续存取指令的查找表。


6.根据权利要求1所述的数据存储装置，其特征在于，所述查找表管理单元根据所述多个相关性规则建立与所述当前存取指令具有相关性的所述多个查找表。


7.根据权利要求1所述的数据存储装置，其特征在于，所述查找表管理单元根据所述多个相关性规则优先移除对应最小支持度的所述查找表或是与所述当前存取指令相关性最低的所述查找表。


8.一种数据存储系统，其特征在于，包括：
主机，包括运算装置，其中所述运算装置根据多个先前存取指令获得多个相关性规则；以及
数据存储装置，电性连接所述主机且包括：
输入输出接口，其中所述数据存储装置通过所述输入输出接口从所述主机接收所述多个相关性规则以及当前存取指令；
存储器阵列；以及
查找表管理单元，用以根据所述多个相关性规则管理多个查找表，其中所述查找表管理单元判断所述当前存取指令是否对应所述多个查找表的至少其中之一以从对应的所述查找表获得所述当前存取指令在所述存储器阵列的实体地址，并且根据所述多个相关性规则预测后续存取指令所对应的查找表。


9.根据权利要求8所述的数据存储系统，其特征在于，所述运算装置对所述多个先前存取指令进行量化处理以获得多个量化数据，并且对所述多个量化数据进行相关性规则分析以获得所述多个相关性规则。


10.根据权利要求9所述的数据存储系统，其特征在于，所述存储器阵列的逻辑地址范围被标定区分为多个存储段，所述运算装置计数所述多个先前存取指令对所述多个存储段的存取次数，并根据所述多个存储段的存取次数进行所述相关性规则分析。


11.根据权利要求10所述的数据存储系统，其特征在于，各所述查找表的映射范围等于至少一所述存储段的逻辑地址范围。


12.根据权利要求8所述的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玮淦，
申请(专利权)人：祥硕科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71