比较ＷＣ资源使用与小于上限Ｃｌｍｔ的自动清空（ＡＵ）阈值Ｃａｆ，并且当ＷＣ资源使用超过所述ＡＦ阈值Ｃａｆ时，检查ＮＡＮＤ存储器１０的组织状态。当所述ＮＡＮＤ存储器１０的组织已充分进行时，提早地将数据从写入高速缓存（ＷＣ）２１清空至ＮＡＮＤ存储器１０，从而改善随后写入命令的响应。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括非易失性半导体存储器的存储器系统以及控制存储器系统的方法。
技术介绍
作为用于计算机系统中的外部存储设备，安装有例如NAND型闪存的非易失性半 导体存储器的SSD (固态驱动器)引起注意。所述闪存与磁盘设备相比具有例如高速和重 量轻的优点。所述SSD在其中包括多个闪存芯片；控制器，其对应于来自主机设备的请 求执行每个闪存芯片的读取/写入控制；缓冲器存储器，其用于执行每个闪存芯片和主机 设备之间的数据传送；电源电路；用于主机设备的连接接口(例如，专利文献1 日本专利 No. 3688835)。当在例如NAND型闪存的非易失性半导体存储元件中存储数据时，在擦除数据一 次之后以所谓的块为单位来执行写入，以所谓的页为单位来执行读取/写入，或固定擦除/ 读取/写入的单位。另一方面，由例如个人计算机(PC)的主机设备从例如硬盘的二级存储 装置读取数据/将数据写入至例如硬盘的二级存储装置的单位称为扇区。独立于半导体存 储装置元件的擦除/读取/写入单位来设置扇区。通常，块、页、和扇区的大小具有这样的 关系块>页>扇区。由此，在一些情况下，半导体存储装置元件的擦除/读取/写入单位大于主机设备 的读取/写入的单位。当通过使用这样的半导体存储装置元件来配置PC的二级存储装置 (例如硬盘)时，在符合半导体存储装置元件的块大小和页大小之后，来自作为主机设备的 PC的大小为小的数据需要经过地址解译。此外，如专利文献2(PCT国际申请No.2007-528079的日文翻译)中所述，当通过 使用这样的闪存来配置具有大容量的二级存储装置时，通常将高速缓存插入至闪存和主机 设备之间以减少闪存中的写入次数(擦除次数)。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供一种存储器系统，包括高速缓存；非易失性半导体存储 器，经由所述高速缓存将数据写入所述非易失性半导体存储器中；组织单元，其在所述非易 失性半导体存储器的资源使用超过特定值时，通过在所述非易失性半导体存储器中组织所 述数据来增加所述非易失性半导体存储器的资源；第一清空控制单元，其执行第一清空处 理，所述第一清空处理用于在所述高速缓存的所述资源使用超过第一阈值且小于第二阈值 且完成由所述组织单元进行的组织时，将所述高速缓存中的数据清空至所述非易失性半导 体存储器，直到所述高速缓存的资源使用变得等于或小于所述第一阈值为止，其中所述第 二阈值大于所述第一阈值；以及第二清空控制单元，其执行第二清空处理，所述第二清空处 理用于在所述高速缓存的所述资源使用超过所述第二阈值且完成由所述组织单元进行的 组织时，将所述高速缓存中的数据清空至所述非易失性半导体存储器，直到所述高速缓存的资源使用变得等于或小于所述第二阈值为止，以及用于在所述高速缓存的所述资源使用 超过所述第二阈值且未完成由所述组织单元进行的组织时，在完成由所述组织单元进行的 组织之后，将所述高速缓存中的数据清空至所述非易失性半导体存储器。附图说明图1是SSD 100的配置实例的框图。图2A和2B是示出在NAND存储器芯片中包括的一个物理块的配置实例和四元数 据存储系统中的阈值分布的示意图。图3是驱动控制电路的硬件内部配置实例的框图。图4是处理器的功能配置实例的框图。图5是在NAND存储器和动态随机存取存储器(DRAM)中形成的功能配置的框图。图6是示出LBA逻辑地址的视图。图7是示出数据管理单元中的管理表的配置实例的视图。图8是概念性示出快照和日志的产生状态的视图。图9是示出写入高速缓存(WC)中的写入处理的流程图。图10是示出从WC至主要存储区(MS)的写入处理的操作过程的流程图。图11是示出从WC至MS的写入处理的操作概念的示意图。图12是示出低密度磁轨从WC至前段存储区(FS)的写入处理的操作过程的流程 图。图13是示出低密度磁轨从WC至FS的写入处理的操作概念的示意图。图14是示出从FS至中间段存储区(IS)的数据重新定位的操作过程的流程图。图15是示出从FS至IS的数据重新定位的操作概念的示意图。图16是示出IS中的重组处理和紧缩处理的操作过程的流程图。图17是示出WC中的管理结构的视图。图18是示出WC磁轨信息表的视图。图19是示出WC高密度磁轨信息表的视图。图20是示出WC资源名称(参数名称)与自动清空(AF)阈值和上限之间的关系 的视图。图21是示出根据本实施例的基本部分的配置的功能框图。图22是示出当WC资源使用超过上限时的操作过程的流程图。图23是示出当AF阈值< WC资源使用<上限时的操作过程的流程图。图24是示出当WC资源使用超过上限时的另一操作过程的流程图。 图25是安装有SSD的PC的全景图。图25是安装有SSD的PC的系统配置实例的视图。具体实施例方式在从主机设备向高速缓存写入的情况下，当高速缓存为满时，将数据从高速缓存 清空至闪存，并随后将数据写入至高速缓存。然而，如果在高速缓存变得几乎为满之后执行 数据清空，则在数据清空期间使来自主机设备的写入请求保持等待，从而当从主机设备端观察时，不能够配置具有高响应的二级存储装置。此外，如上所述，当数据擦除单位(块)和数据管理单位不同时，根据闪存的重写 的进程，无效(非最新)数据使得块成为多孔的。当在这样的多孔状态的块增加时，实质上 可用的块减少，并且不能够有效使用闪存的存储区域。因此，执行称为紧缩的闪存的组织处 理，其用于收集有效最新数据以及将数据重写至不同块中。然而，在闪存的传统清空处理中不考虑闪存端上的组织状态，从而在闪存端上的 组织尚未进行时耗费时间来执行对闪存的写入。因此，对主机端上的写入命令的响应可能 降低。以下参照附图详细说明根据本专利技术的存储器系统的示例性实施例。本专利技术不限于 这些实施例。以下参照附图说明本专利技术的实施例。在以下说明中，具有相同功能和配置的组件 通过相同数字和标号来指示。仅当必要时执行组件的附加说明。首先，定义在说明书中使用的术语。物理页NAND型闪存中可共同写入和读出的单位。逻辑页在SSD中设置的写入和读出单位。逻辑页与一个或多个物理页关联。物理块NAND型闪存中可独立擦除的最小单位。物理块包括多个物理页。逻辑块在SSD中设置的擦除单位。逻辑块与一个或多个物理块关联。逻辑块包 括多个逻辑页。扇区来自主机的最小访问单位。例如，扇区大小为512字节⑶。簇SSD中用于管理“小数据(细粒度数据)，，的管理单位。簇的大小等于或大于 扇区的大小，并且被设置为等于主机的操作系统(OS)采用的文件系统的数据管理单位或 逻辑页大小。例如，可设置簇的大小，从而作为簇大小两倍或更大自然数倍数的大小为逻辑 页的大小。磁轨SSD中用于管理“大数据(粗粒度数据)”的管理单位。磁轨的大小被设置， 使得作为簇大小两倍或更大自然数倍数的大小为磁轨的大小。例如，可将磁轨的大小设置 为等于逻辑块的大小。空闲块(FB)其中不包括有效数据并且不被分配用途的逻辑块。空闲块包括以下 两个类型，即完全空闲块(CFB)和片段空闲块(FFB)。完全空闲块(CFB)需要执行擦除操作以用于重用的空闲块。在执行擦除操作之 后，可从位于逻辑块顶部的逻辑页执行写入。片段空闲块(FFB)剩余没有数据写入其中的逻辑页并且可以在不执行擦除操作 的情况下重用的空闲块。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种存储器系统，包括：高速缓存；非易失性半导体存储器，经由所述高速缓存将数据写入所述非易失性半导体存储器中；组织单元，其在所述非易失性半导体存储器的资源使用超过特定值时，通过在所述非易失性半导体存储器中组织所述数据来增加所述非易失性半导体存储器的资源；第一清空控制单元，其执行第一清空处理，所述第一清空处理用于在所述高速缓存的所述资源使用超过第一阈值且小于第二阈值且完成由所述组织单元进行的组织时，将所述高速缓存中的数据清空至所述非易失性半导体存储器，直到所述高速缓存的资源使用变得等于或小于所述第一阈值为止，其中所述第二阈值大于所述第一阈值；以及第二清空控制单元，其执行第二清空处理，所述第二清空处理用于在所述高速缓存的所述资源使用超过所述第二阈值且完成由所述组织单元进行的组织时，将所述高速缓存中的数据清空至所述非易失性半导体存储器，直到所述高速缓存的资源使用变得等于或小于所述第二阈值为止，以及用于在所述高速缓存的所述资源使用超过所述第二阈值且未完成由所述组织单元进行的组织时，在完成由所述组织单元进行的组织之后，将所述高速缓存中的数据清空至所述非易失性半导体存储器。
【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：矢野浩邦，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP
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