存储器系统和控制存储器系统的方法技术方案

在系统启动之后，在将第一差异日志记录于第二存储单元中之前，将指示系统正在运行的第一日志记录于所述第二存储单元中，并且在正常系统暂停时，在所述差异日志之后，将指示所述系统暂停的第二日志记录于所述第二存储单元中，并且在系统启动时，基于所述第二存储单元中的所述第一日志和所述第二日志的经记录状态来判断上次执行了正常系统暂停还是执行了不正确断电序列，由此容易并且可靠地检测不正确的断电。

【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
一些个人计算机(PC)采用硬盘设备作为二级存储设备。在这种PC中，已知用于 备份在硬盘设备中存储的数据以防止数据由于一些故障而无效的技术。例如，当检测到 改变硬盘设备中的数据的行为时，提取作为数据在改变之前的备份副本的快照，并产生对 于数据作出改变的日志。然后，在每个特定时间重复提取新快照、使得在提取新快照之前 在过去提取的日志无效、以及生成新日志的处理(例如，见专利文档1 美国专利申请特开 No. 2006/0224636的说明书)。在数据由于某些原因变为无效的情况下，可通过参照快照和 日志来恢复数据。近年来，作为易失性半导体存储设备的NAND型闪存的容量急剧增加。结果，作为 安装有NAND型闪存的存储器系统的固态驱动器(SSD)引起注意。闪存具有相比于磁盘驱 动器例如高速和重量轻的优点。然而，在专利文档1中公开的技术不能够像在具有硬盘设 备作为二级存储设备的PC中存储的数据的备份的情况那样，应用于在具有NAND型闪存作 为二级存储设备的这种PC中存储的数据的备份。这是因为应用多值存储器技术(其中等 于或大于2的多条数据(多值数据)可在一个存储器单元中存储)来增加NAND型闪存的 容量(例如，见专利文档2 日本专利申请特开No. 2004-192789)。
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，包括第一存储单元，其为易失性的；第 二存储单元，其为非易失性的，并且连接至所述第一存储单元；读取/写入控制单元，其基 于管理表执行从所述第二存储单元的数据读取以及向所述第二存储单元的数据写入，在所 述管理表中，逻辑地址与所述第二存储单元中的数据存储位置关联；日志控制单元，其将所 述管理表传送至所述第一存储单元，并且在更新所述第一存储单元上的所述管理表的事件 发生时，将所述管理表的更新前后的差异信息作为差异日志存储至所述第一存储单元中； 日志反映单元，其执行提交处理，所述提交处理用于将所述差异日志存储于所述第二存储 单元中，并且在建立第一条件时，在存储于所述第一存储单元中的所述管理表中反映所述 差异日志；操作状态管理单元，其在系统启动之后在所述日志反映单元将所述差异日志存 储至所述第二存储单元之前，将第一日志存储至所述第二存储单元中；并且在执行正常系 统暂停时，将第二日志存储至所述第二存储单元中；以及管理信息恢复单元，其检测存储于 所述第二存储单元中的所述第一日志、所述差异日志、和所述第二日志中的至少一个；并且 判断是否执行正常系统暂停。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(K)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是示出其他管理表的视图。图18是示出本专利技术中存在的基本部分的配置的功能框图。图19是示出存储活动日志、待用日志、和差异日志的过程的流程图。图20A和20B是示出当执行正常断电序列时和当发生异常断电时活动日志和待用 日志的视图。图21是示出片段空闲块(FFB)的概念图。图22是示出在系统启动时由数据管理单元执行的处理的流程图。图23是安装有SSD的PC的全景图。图M是安装有SSD的PC的系统配置实例的视图。具体实施例方式配置多值存储器的存储器单元具有包括叠栅结构的场效应晶体管结构，其中栅极 绝缘膜、浮置栅极电极、栅极间绝缘膜、和控制栅极电极依次堆叠在通道区上，并且可根据 在浮置栅极电极中聚集的电子的数目设置多个阈值电压。为了能够基于多个阈值电压执行 多值存储，需要使与一条数据相应的阈值电压的分布极其狭窄。由例如PC的主机装置记录的数据具有时间局部性和空间局部性。因此，当记录数 据时，如果将数据直接记录在从外部指定的地址中，重写(即擦除处理)在时间上集中在特 定区域中，并且擦除次数的偏差增加。因此，在使用NAND型闪存的存储器系统中，执行用于 相等地分散数据更新扇区的称为耗损平衡的处理。在耗损平衡处理中，例如，将主机装置指 定的逻辑地址解译成非易失性半导体存储器的物理地址，从而相等地分散数据更新扇区。在这样的地址解译中，数据的存储位置通常通过使用管理表来管理，例如，表示从外部提供的逻辑地址(LBA)和指示在NAND型闪存上存储的数据的位置的物理地址之间的 地址解译表。在启动时，管理表从非易失性NAND型闪存加载到存储器(例如动态随机存取 存储器(DRAM))上，其每当写入数据时被更新。在地址解译表中的相应关系需要例如通过 备份技术(例如使用断电时的相应关系的快照和日志)来备份。在SSD中，当在数据的写入期间(即使在未授权的断电时)不期望地发生断电时， 有必要保持管理信息的一致性并可靠地保护其中已经记录的数据。因此，在SSD中也需要 容易并且可靠地检测是执行了正常断电序列还是执行了不正确的断电序列的方法。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种存储器系统，包括：第一存储单元，其为易失性的；第二存储单元，其为非易失性的，并且连接至所述第一存储单元；读取／写入控制单元，其基于管理表执行从所述第二存储单元的数据读取以及向所述第二存储单元的数据写入，在所述管理表中，逻辑地址与所述第二存储单元中的数据存储位置关联；日志控制单元，其将所述管理表传送至所述第一存储单元，并且在更新所述第一存储单元上的所述管理表的事件发生时，将所述管理表的更新前后的差异信息作为差异日志存储至所述第一存储单元中；日志反映单元，其执行提交处理，所述提交处理用于将所述差异日志存储于所述第二存储单元中，并且在建立第一条件时，在存储于所述第一存储单元中的所述管理表中反映所述差异日志；操作状态管理单元，其在系统启动之后在所述日志反映单元将所述差异日志存储至所述第二存储单元之前，将第一日志存储至所述第二存储单元中；并且在执行正常系统暂停时，将第二日志存储至所述第二存储单元中；以及管理信息恢复单元，其检测存储于所述第二存储单元中的所述第一日志、所述差异日志、和所述第二日志中的至少一个；并且判断是否执行正常系统暂停。

【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