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公開番号2025042236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149121
出願日2023-09-14
発明の名称メモリシステム
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G06F 11/14 20060101AFI20250319BHJP(計算;計数)
要約【課題】論理物理アドレス変換テーブルの再構築に関する性能を向上できるメモリシステムを実現する。
【解決手段】コントローラは、(1)第1のテーブル領域のN個のアドレス変換情報から一つのアドレス変換情報を選択し、且つ、選択した一つのアドレス変換情報よりもN/2個分後ろまたは前の別のアドレス変換情報を選択する処理と、(2)選択した一つのアドレス変換情報および選択した別のアドレス変換情報を揮発性メモリから取得する処理と、(3)取得した一つのアドレス変換情報と、更新ログと、を第1のブロックに書き込む処理と、(4)取得した別のアドレス変換情報と、この更新ログと、を第2のブロックに書き込む処理と、を含む第1の処理を周期的に実行する。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
ホストに接続可能なメモリシステムであって、
複数のブロックを含む不揮発性メモリと、
揮発性メモリと、
前記メモリシステムの論理アドレス空間に含まれる論理アドレスそれぞれと前記不揮発性メモリの物理アドレスそれぞれとの間の対応関係を、前記揮発性メモリに格納される論理物理アドレス変換テーブルを使用して管理するように構成されたコントローラと、を具備し、前記論理物理アドレス変換テーブルは、第１のテーブル領域を少なくとも含み、前記第１のテーブル領域は、Ｎ個の小論理アドレス範囲にそれぞれ対応するＮ個のアドレス変換情報を保持し、前記Ｎは２の整数倍であり、
前記コントローラは、
（１）前記不揮発性メモリの第１のブロックに前記第１のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報が第１の並びで格納されるように前記Ｎ個のアドレス変換情報から前記第１のブロックに書き込まれるべき一つのアドレス変換情報を選択し、且つ、前記Ｎ個のアドレス変換情報のうち、前記選択した一つのアドレス変換情報よりもＮ／２個分後ろまたは前のアドレス変換情報を前記不揮発性メモリの第２のブロックに書き込まれるべき別のアドレス変換情報として選択する処理と、
（２）前記選択した一つのアドレス変換情報および前記選択した別のアドレス変換情報を前記揮発性メモリ上の前記第１のテーブル領域から取得する処理と、
（３）前記取得した一つのアドレス変換情報と、前記一つのアドレス変換情報および前記別のアドレス変換情報の取得の後に更新された前記第１のテーブル領域の全てのアドレス変換情報についての更新内容を示す更新ログと、を前記第１のブロックに書き込む処理と、
（４）前記取得した別のアドレス変換情報と、前記更新ログと、を前記第２のブロックに書き込む処理と、を含む第１の処理を周期的に実行し、
前記メモリシステムへの電力の供給が断たれた後に前記メモリシステムへの電力が回復されたことに応じ、前記第１のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個のアドレス変換情報と、前記第１のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個の更新ログと、を前記第１のブロックから読み出し、前記第２のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個のアドレス変換情報と、前記第２のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個の更新ログと、を前記第２のブロックから読み出し、前記第１のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報と、前記第２のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報と、前記第１のブロックまたは前記第２のブロックのいずれかから読み出した前記Ｎ／２個の更新ログと、に基づいて、前記揮発性メモリ上に前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域を再構築するように構成されている、
メモリシステム。
続きを表示（約 5,400 文字）【請求項２】
前記ホストから受信されたライトコマンドに基づく前記不揮発性メモリへのデータの書き込みによって前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域が更新された場合、前記更新ログは、前記データに対応する論理アドレスと、前記データの書き込み先として決定された前記不揮発性メモリにおける記憶位置を示す物理アドレスと、を含む第１タイプのログを含み、
前記不揮発性メモリに対するガベージコレクションにおいて実行される前記不揮発性メモリのコピー元記憶位置からコピー先記憶位置へのデータのコピーによって前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域が更新された場合、前記更新ログは、前記コピーされたデータに対応する論理アドレスと、前記コピー先記憶位置を示す新物理アドレスと、前記コピー元記憶位置を示す旧物理アドレスと、を含む第２タイプのログを含み、
前記コントローラは、
前記第１のテーブル領域を再構築する際、
前記第１のブロックまたは前記第２のブロックのいずれかから読み出した前記Ｎ／２個の更新ログに前記第２タイプのログが含まれているか否かを判定し、
前記Ｎ／２個の更新ログに前記第２タイプのログが含まれている場合、前記第２タイプのログに含まれる論理アドレスに対応する物理アドレスを前記揮発性メモリ上の前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域から取得し、前記第２タイプのログに含まれる旧物理アドレスが前記取得した物理アドレスに一致する場合、前記第２タイプのログに含まれる前記新物理アドレスが前記第２タイプのログに含まれる前記論理アドレスに関連付けられるように、前記第２タイプのログの内容を前記揮発性メモリ上の前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域に反映し、前記第２タイプのログに含まれる前記旧物理アドレスが前記取得した物理アドレスに一致しない場合、前記第２タイプのログの内容を前記揮発性メモリ上の前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域に反映しないようにさらに構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、
予期しない電力喪失によって前記メモリシステムへの前記電力の供給が断たれた場合、前記ホストから受信されたデータのうち、前記予期しない電力喪失によって喪失されたデータにそれぞれ対応する論理アドレスのリストを示す第１のリストを、前記メモリシステムのキャパシタに蓄えられた電力を使用して、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックに書き込むようにさらに構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記第１のリストが前記第１のブロックおよび前記第２のブロックに格納されている場合、前記第１のリストに基づいて、前記喪失されたデータにそれぞれ対応する論理アドレスの各々にエラーを示す値が関連付けられるように、前記再構築された第１のテーブル領域を更新するようにさらに構成されている、
請求項３に記載のメモリシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記第１のブロックおよび前記第２のブロックのうちの一方のブロックからデータを正常に読み出せない場合、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックのうちの他方のブロックに最後に書き込まれたＮ個のアドレス変換情報と、前記他方のブロックに最後に書き込まれたＮ個の更新ログと、を前記他方のブロックから読み出し、前記他方のブロックから読み出した前記Ｎ個のアドレス変換情報と、前記他方のブロックから読み出した前記Ｎ個の更新ログと、に基づいて、前記揮発性メモリ上に前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域を再構築するように構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記第１のテーブル領域を再構築する際、
前記第１のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報を前記揮発性メモリに格納し、
前記第２のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報を前記揮発性メモリに格納し、
前記第１のブロックまたは前記第２のブロックのいずれかから読み出した前記Ｎ／２個の更新ログから更新ログを古い順に選択し、
前記第１のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報と前記第２のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報とを含むＮ個のアドレス変換情報から、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックに前記選択した更新ログが書き込まれた時点よりも前に前記揮発性メモリ上の前記第１のテーブル領域から取得されたアドレス変換情報のグループを選択し、
前記選択した更新ログの内容を、前記選択したアドレス変換情報のグループに反映するように構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項７】
前記第１のテーブル領域は、前記論理アドレス空間に含まれる論理アドレス範囲全体をカバーする、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項８】
前記論理物理アドレス変換テーブルは、前記第１のテーブル領域と、第２のテーブル領域とを少なくとも含み、
前記第１のテーブル領域は、前記論理アドレス空間の第１の論理アドレス範囲をカバーし、前記第２のテーブル領域は、前記第１の論理アドレス範囲に後続する、前記論理アドレス空間の第２の論理アドレス範囲をカバーし、
前記第１のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報は、前記第１の論理アドレス範囲に属するＮ個の小論理アドレス範囲にそれぞれ対応し、
前記第２のテーブル領域は、前記第２の論理アドレス範囲に属するＮ個の小論理アドレス範囲にそれぞれ対応するＮ個のアドレス変換情報を保持する、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記第１のテーブル領域に前記第１のブロックと前記第２のブロックとを割り当て、且つ前記第２のテーブル領域に第３のブロックと第４のブロックとを割り当て、
（１）前記第３のブロックに前記第２のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報が前記第１の並びで格納されるように前記第２のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報から前記第３のブロックに書き込まれるべき一つのアドレス変換情報を選択し、且つ、前記第２のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報のうち、前記選択した一つのアドレス変換情報よりもＮ／２個分後ろまたは前のアドレス変換情報を前記不揮発性メモリの第４のブロックに書き込まれるべき別のアドレス変換情報として選択する処理と、
（２）前記第２のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報から選択した前記一つのアドレス変換情報および前記第２のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報から選択した前記別のアドレス変換情報を前記揮発性メモリ上の前記第２のテーブル領域から取得する処理と、
（３）前記第２のテーブル領域から取得した前記一つのアドレス変換情報と、前記第２のテーブル領域からの前記一つのアドレス変換情報および前記別のアドレス変換情報の取得の後に更新された前記第２のテーブル領域の全てのアドレス変換情報についての更新内容を示す更新ログと、を前記第３のブロックに書き込む処理と、
（４）前記第２のテーブル領域から取得した別のアドレス変換情報と、前記第２のテーブル領域の全てのアドレス変換情報についての更新内容を示す前記更新ログと、を前記第４のブロックに書き込む処理と、を含む第２の処理を周期的に実行し、
前記メモリシステムへの電力の供給が断たれた後に前記メモリシステムへの電力が回復されたことに応じ、前記第３のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個のアドレス変換情報と、前記第３のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個の更新ログと、を前記第３のブロックから読み出し、前記第４のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個のアドレス変換情報と、前記第４のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個の更新ログと、を前記第４のブロックから読み出し、前記第３のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報と、前記第４のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報と、前記第３のブロックまたは前記第４のブロックのいずれかから読み出した前記Ｎ／２個の更新ログと、に基づいて、前記揮発性メモリ上に前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第２のテーブル領域を再構築するようにさらに構成されている、
請求項８に記載のメモリシステム。
【請求項１０】
ホストに接続可能なメモリシステムであって、
複数のブロックを含む不揮発性メモリと、
揮発性メモリと、
前記メモリシステムの論理アドレス空間に含まれる論理アドレスそれぞれと前記不揮発性メモリの物理アドレスそれぞれとの間の対応関係を、前記揮発性メモリに格納された論理物理アドレス変換テーブルを使用して管理するように構成されたコントローラと、を具備し、前記論理物理アドレス変換テーブルは、第１のテーブル領域を少なくとも含み、前記第１のテーブル領域は、Ｎ個の小論理アドレス範囲にそれぞれ対応するＮ個のアドレス変換情報を保持し、前記Ｎは２以上の整数であり、
前記コントローラは、
（１）前記不揮発性メモリの第１のブロックに前記第１のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報が第１の並びで格納されるように前記Ｎ個のアドレス変換情報から前記第１のブロックに書き込まれるべき一つのアドレス変換情報を選択する処理と、
（２）前記選択した一つのアドレス変換情報を前記揮発性メモリ上の前記第１のテーブル領域から取得する処理と、
（３）前記取得した一つのアドレス変換情報と、前記一つのアドレス変換情報の取得の後に更新された前記第１のテーブル領域の全てのアドレス変換情報についての更新内容を示す更新ログと、を前記第１のブロックに書き込む処理と、を含む第１の処理を周期的に実行し、前記ホストから受信されたライトコマンドに基づく前記不揮発性メモリへのデータの書き込みによって前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域が更新された場合、前記更新ログは、前記データに対応する論理アドレスと、前記データの書き込み先として決定された前記不揮発性メモリにおける記憶位置を示す物理アドレスと、を含む第１タイプのログを含み、前記不揮発性メモリに対するガベージコレクションにおいて実行される前記不揮発性メモリのコピー元記憶位置からコピー先記憶位置へのデータのコピーによって前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域が更新された場合、前記更新ログは、前記コピーされたデータに対応する論理アドレスと、前記コピー元記憶位置を示す旧物理アドレスと、前記コピー先記憶位置を示す新物理アドレスと、を含む第２タイプのログを含み、
前記メモリシステムへの電力の供給が断たれた後に前記メモリシステムへの電力が回復されたことに応じ、
前記第１のブロックに最後に書き込まれたＮ個のアドレス変換情報と、前記第１のブロックに最後に書き込まれたＮ個の更新ログと、を前記第１のブロックから読み出し、前記読み出したＮ個のアドレス変換情報と、前記読み出したＮ個の更新ログと、に基づいて、前記揮発性メモリ上に前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域を再構築し、
前記第１のテーブル領域の再構築において、
前記Ｎ個の更新ログに前記第２タイプのログが含まれているか否かを判定し、
前記読み出したＮ個の更新ログに前記第２タイプのログが含まれている場合、前記第２タイプのログに含まれる論理アドレスに対応する物理アドレスを前記揮発性メモリ上の前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域から取得し、前記第２タイプのログに含まれる旧物理アドレスが前記取得した物理アドレスに一致する場合、前記第２タイプのログに含まれる前記新物理アドレスが前記第２タイプのログに含まれる前記論理アドレスに関連付けられるように、前記第２タイプのログの内容を前記揮発性メモリ上の前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域に反映し、前記第２タイプのログに含まれる前記旧物理アドレスが前記取得した物理アドレスに一致しない場合、前記第２タイプのログの内容を前記揮発性メモリ上の前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域に反映しないように構成されている、
メモリシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、メモリシステムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年広く普及しているメモリシステムとして、不揮発性メモリと、この不揮発性メモリを制御するコントローラと、を備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）が知られている。
【０００３】
ＳＳＤのようなメモリシステムにおいては、外部から受信するデータと関連付けられた論理アドレスと、そのデータが記憶される不揮発性メモリ内の物理アドレスとの間の対応関係を、論理物理アドレス変換テーブル（ｌｏｇｉｃａｌ－ｔｏ－ｐｈｙｓｉｃａｌａｄｄｒｅｓｓｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎｔａｂｌｅ：Ｌ２Ｐテーブル）を使用して管理する。
【０００４】
Ｌ２Ｐテーブルは、メモリシステムが備える、例えば、ＲＡＭなどの揮発性メモリに記憶される。Ｌ２Ｐテーブルは、例えば、ホストからのライトコマンドに基づいて実行される不揮発性メモリへのデータの書き込みや、不揮発性メモリに対して行われるガベージコレクションに伴うデータコピー処理などが行われることにより、更新される。
【０００５】
ここで例えば、メモリシステムへの電力の供給が断たれた場合、揮発性メモリに記憶されている情報は失われる。このため、メモリシステムにおいては、Ｌ２Ｐテーブルのバックアップデータを不揮発性メモリに保存する処理や、メモリシステムの電力の回復に応じ揮発性メモリ上にＬ２Ｐテーブルを再構築する処理、等が実行される。
【０００６】
メモリシステムへの電力が回復したとしてもＬ２Ｐテーブルの再構築が完了するまでの間は、ホストは、メモリシステムにアクセスできない。また、Ｌ２Ｐテーブルを正しく再構築できなかった場合、ホストからのリードコマンドによって指定されたリード対象の論理アドレスに対応する最新のデータを不揮発性メモリから正しく読み出すことができなくなる。
【０００７】
したがって、メモリシステムにおいては、Ｌ２Ｐテーブルの再構築に関する性能を向上できる技術が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
米国特許第１０，７７６，１５３号明細書
米国特許第１０，７１３，１５７号明細書
米国特許第１０，９９０，５２６号明細書
米国特許第９，９４６，４８９号明細書
米国特許第１０，４９６，５３３号明細書
米国特許第１１，２３７，９５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、論理物理アドレス変換テーブルの再構築に関する性能を向上できるメモリシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、ホストに接続可能なメモリシステムは、複数のブロックを含む不揮発性メモリと、揮発性メモリと、コントローラと、を具備する。前記コントローラは、前記メモリシステムの論理アドレス空間に含まれる論理アドレスそれぞれと前記不揮発性メモリの物理アドレスそれぞれとの間の対応関係を、前記揮発性メモリに格納された論理物理アドレス変換テーブルを使用して管理する。前記論理物理アドレス変換テーブルは、第１のテーブル領域を少なくとも含む。前記第１のテーブル領域は、Ｎ個の小論理アドレス範囲にそれぞれ対応するＮ個のアドレス変換情報を保持する。前記Ｎは２の整数倍である。前記コントローラは、（１）前記不揮発性メモリの第１のブロックに前記第１のテーブル領域の前記Ｎ個のアドレス変換情報が第１の並びで格納されるように前記Ｎ個のアドレス変換情報から前記第１のブロックに書き込まれるべき一つのアドレス変換情報を選択し、且つ、前記Ｎ個のアドレス変換情報のうち、前記選択した一つのアドレス変換情報よりもＮ／２個分後ろまたは前のアドレス変換情報を前記不揮発性メモリの第２のブロックに書き込まれるべき別のアドレス変換情報として選択する処理と、（２）前記選択した一つのアドレス変換情報および前記選択した別のアドレス変換情報を前記揮発性メモリ上の前記第１のテーブル領域から取得する処理と、（３）前記取得した一つのアドレス変換情報と、前記一つのアドレス変換情報および前記別のアドレス変換情報の取得の後に更新された前記第１のテーブル領域の全てのアドレス変換情報についての更新内容を示す更新ログと、を前記第１のブロックに書き込む処理と、（４）前記取得した別のアドレス変換情報と、前記更新ログと、を前記第２のブロックに書き込む処理と、を含む第１の処理を周期的に実行する。前記メモリシステムへの電力の供給が断たれた後に前記メモリシステムへの電力が回復されたことに応じ、前記コントローラは、前記第１のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個のアドレス変換情報と、前記第１のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個の更新ログと、を前記第１のブロックから読み出し、前記第２のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個のアドレス変換情報と、前記第２のブロックに最後に書き込まれたＮ／２個の更新ログと、を前記第２のブロックから読み出し、前記第１のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報と、前記第２のブロックから読み出した前記Ｎ／２個のアドレス変換情報と、前記第１のブロックまたは前記第２のブロックのいずれかから読み出した前記Ｎ／２個の更新ログと、に基づいて、前記揮発性メモリ上に前記論理物理アドレス変換テーブルの前記第１のテーブル領域を再構築する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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