存储控制器、存储装置和系统及操作存储控制器的方法
【专利说明】存储控制器、存储装置和系统及操作存储控制器的方法
[0001]本申请要求于2014年4月15日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0044809号韩国专利申请的优先权以及由该韩国专利申请产生的所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002]本发明构思涉及一种存储控制器、一种存储装置、一种存储系统以及一种操作该存储控制器的方法。
【背景技术】
[0003]例如固态硬盘(SSD)的闪速存储装置包括根据数据输入/输出(I/O)请求将逻辑块地址(LBA)转换成物理块地址(PBA)并操作写入、读取和擦除操作的控制逻辑。控制器逻辑使用闪存转换层(FTL)执行操作。SSD为用于存储数据的集成电路并具有半导体存储单元的阵列。因此，SSD以与其中盘状磁盘片旋转的硬盘驱动器(HDD)不同的方式操作。例如，在SSD中，在闪速存储块基础上执行擦除操作。这里，擦除操作的数量与闪速存储块的寿命直接关联，因此影响SSD的寿命。换言之，由于SSD中的闪速存储块的擦除操作的数量(即，输入/输出(I/O)操作的数量)是有限的，因此应该进行各种尝试以延长SSD的寿命。
【发明内容】
[0004]本发明构思提供了一种用于通过减少或最小化数据I/O操作的数量来提高存储装置的性能的存储控制器。
[0005]本发明构思还提供了一种通过减少或最小化数据I/O操作的数量而具有提高的性能的存储装置。
[0006]本发明构思还提供了一种用于通过减少或最小化数据I/O操作的数量来提高存储装置的性能的存储系统。
[0007]本发明构思还提供了一种用于通过减少或最小化数据I/O操作的数量来提高存储装置的性能的操作存储控制器的方法。
[0008]本发明构思的这些和其他目的将在优选实施例的下面的描述中进行描述，或者通过优选实施例的下面的描述将是明显的。
[0009]根据本发明构思的一方面，提供了一种存储控制器，该存储控制器包括:主机接口，接收来自主机的请求存储的数据和表示数据的变化周期的寿命信息；数据放置管理器，基于数据的寿命信息来确定数据在闪速存储器中的存储位置。
[0010]根据本发明构思的另一方面，提供了一种存储装置，该存储装置包括:闪速存储器，包括单层单元(SLC)存储模块和多层单元(MLC)存储模块；闪速存储器接口，与闪速存储器连接；主机接口，接收来自主机的请求存储的数据和表示数据的变化周期的寿命信息；数据放置管理器，基于数据的寿命信息来确定数据在具有SLC存储模块和MLC存储模块的闪速存储器中的存储位置。
[0011]根据本发明构思的又一方面，提供了一种存储系统，该存储系统包括多个存储装置和控制多个存储装置的控制器，其中，控制器包括:主机接口，接收来自主机的请求存储的数据和表示数据的变化周期的寿命信息；数据放置管理器，基于数据的寿命信息来确定闪速存储器中的数据在多个存储装置之中的存储位置。
[0012]根据本发明构思的再一方面，提供了一种操作存储控制器的方法，该方法包括以下步骤:接收来自主机的请求存储的数据和表示数据的变化周期的寿命信息；基于数据的寿命信息来确定数据在闪速存储器中的存储位置。
【附图说明】
[0013]通过参照附图详细地描述本发明构思的优选实施例，本发明构思的上述和其他特征和优点将变得更加明显，在附图中:
[0014]图1是根据本发明构思的实施例的数据存储系统的示意图；
[0015]图2是根据本发明构思的另一实施例的数据存储系统的示意图；
[0016]图3是在图2中示出的控制器的示意图；
[0017]图4是示出数据的寿命的概念图；
[0018]图5是示出如何将具有不同寿命的数据片放置在存储装置中的概念图；
[0019]图6和图7是示出如何将具有不同寿命的数据片放置在闪速存储块中的概念图；
[0020]图8和图9是示出如何通过元数据来管理数据的寿命的视图；
[0021]图10示出如何根据在相同或基本相同的范围内的寿命将数据片放置在闪速存储器的块中；
[0022]图11是根据本发明构思的又一实施例的数据存储系统的示意图；
[0023]图12是示出如何将在图11中示出的数据存储系统中的具有不同寿命的数据片放置在存储装置中的概念图；
[0024]图13是根据本发明构思的又一实施例的数据存储系统的示意图；
[0025]图14是根据本发明构思的又一实施例的数据存储系统的示意图；
[0026]图15是在图14中示出的控制器的示意图；
[0027]图16是根据本发明构思的又一实施例的数据存储系统的示意图；
[0028]图17是根据本发明构思的又一实施例的数据存储系统的示意图；
[0029]图18是根据本发明构思的又一实施例的数据存储系统的示意图；
[0030]图19是用于解释根据本发明构思的实施例的操作存储控制器的方法的流程图；
[0031]图20是用于解释根据本发明构思的另一实施例的操作存储控制器的方法的流程图；
[0032]图21是用于解释根据本发明构思的又一实施例的操作存储控制器的方法的流程图；
[0033]图22是示出如何将存储在存储装置中的数据另外存储在高速缓存中的概念图；以及
[0034]图23是用于解释根据本发明构思的又一实施例的操作存储控制器的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0035]通过参照下面对优选实施例和附图的详细描述，可更容易地理解本发明构思的优点和特征以及完成本发明构思的方法。然而，本发明构思可以以许多不同的形式来实施并且不应该被解释为局限于在这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，这些实施例将向本领域技术人员充分地传达发明构思的概念，本发明构思将仅通过权利要求来限定。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。
[0036]这里使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，而不意图限制本发明构思。除非上下文另外清楚地表示，否则如这里使用的单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0037]将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，它可直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和所有组合。
[0038]将理解的是，尽管这里可使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本发明构思的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可称为第二元件、组件、区域、层或部分。
[0039]为了便于描述，这里可使用诸如“在……之下”、“在……下面”、“下面的”、“在……
上面”和“上面的”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，除了在附图中描绘的方位之外，空间相对术语意图包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为“在”其他元件或特征“下面”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其他元件或特征“上面”。因此，示例性术语“在……下面”可包括“在……上面”和“在……下面”两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或在其他方位)，并相应地解释这里使用的空间相对描