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公開番号2025096973
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023213007
出願日2023-12-18
発明の名称メモリシステム、ホストデバイスおよび制御方法
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 12/02 20060101AFI20250623BHJP(計算;計数)
要約【課題】ガベージコレクションを効率的に実行することができるメモリシステムを実現する。
【解決手段】メモリシステムのコントローラは、複数のゾーンと不揮発性メモリの複数の記憶領域との間の対応関係、および複数のゾーンそれぞれのステータスを格納する第1の情報を用いて複数のゾーンを管理する。ステータスは、ゾーンに対応する論理アドレス範囲の全体にわたってデータが書き込まれたことを示す第1のステータスと、ゾーンがリセットされたことを示す第2のステータスとを含む。コントローラは、ガベージコレクションされるべきゾーンを要求する第1のコマンドを受信したことに応じて、第1の情報に基づいて決定されたガベージコレクションされるべきゾーンを示す情報を含む第1のリストをホストデバイスに送信する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ホストデバイスに接続可能なメモリシステムであって、
複数の記憶領域を含む不揮発性メモリと、
前記ホストデバイスから受信したコマンドに基づいて前記不揮発性メモリへのデータの書き込みおよび読み出しを含むアクセスを制御するように構成されたコントローラと、
を具備し、
前記コントローラは、
複数のゾーンと前記複数の記憶領域との間の対応関係、および前記複数のゾーンそれぞれのステータスを格納する第１の情報を用いて前記複数のゾーンを管理し、
前記ゾーンは、前記ホストデバイスから前記メモリシステムへの前記アクセスにおいて使用される論理アドレス空間内の論理アドレス範囲に対応し、
前記ステータスは、前記ゾーンに対応する前記論理アドレス範囲の全体にわたってデータが書き込まれたことを示す第１のステータスと、前記ゾーンがリセットされたことを示す第２のステータスと、を含み、
ガベージコレクションされるべきゾーンを要求する第１のコマンドを、前記ホストデバイスから受信したことに応じて、前記第１の情報に基づいて決定されたガベージコレクションされるべきゾーンを示す情報を含む第１のリストを前記ホストデバイスに送信する、
ように構成されている、
メモリシステム。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記メモリシステムは、前記第１のリストを格納するように構成された揮発性メモリをさらに具備し、
前記コントローラは、
前記ホストデバイスから前記第１のコマンドを受信したことに応じて、
前記揮発性メモリから前記第１のリストを読み出し、
読み出した前記第１のリストを前記ホストデバイスに送信する、
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３】
前記コントローラは、
前記複数のゾーンのうちの第１のゾーンに対して、対応する前記論理アドレス範囲の全体にわたってデータが書き込まれた場合、前記第１のゾーンが前記第１のステータスであることを示すように、前記第１の情報を更新し、
前記ホストデバイスから受信した第２のコマンドに基づいて前記第１のゾーンがリセットされた場合、前記第１のゾーンが前記第２のステータスであることを示すように、前記第１の情報を更新し、
前記第１の情報が更新されたことに応じて、前記第１の情報に基づいて前記揮発性メモリにおいて前記第１のリストを更新する、
ように構成されている、
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項４】
前記不揮発性メモリは複数の物理ブロックを含み、
前記コントローラは、各々が前記物理ブロックの集合である複数の論理ブロックを管理し、
前記複数の論理ブロックの各々は、少なくとも二つのゾーンの各々に対応する少なくとも二つの記憶領域を含み、前記少なくとも二つの記憶領域の各々は前記複数の論理ブロックの各々に含まれる複数の物理ブロックにまたがり、
前記第１のリストは、
前記第１のステータスのゾーンおよび前記第２のステータスのゾーンのみで構成される前記複数の論理ブロックのうち、前記第１のステータスのゾーンの割合が第１の閾値よりも低い論理ブロックに含まれている、一つ以上の前記第１のステータスのゾーンを示す情報を、前記ガベージコレクションされるべきゾーンを示す
情報として含む、
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５】
前記第１の情報は、
前記複数のゾーンと前記複数の記憶領域との間の対応関係として、前記複数のゾーンのそれぞれが、前記複数の論理ブロックのうちのいずれの論理ブロックに含まれているかを示す情報を格納する、
ように構成されている、
請求項４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のリストを前記ホストデバイスに送信した後、
前記ホストデバイスから受信した第２のコマンドに基づいて、前記第１のリストに情報が含まれている前記ガベージコレクションされるべきゾーンに含まれている有効データを、他のゾーンに書き込む、
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】
前記コントローラは、
前記メモリシステムの起動時に、
前記不揮発性メモリから、前記論理アドレス空間内の論理アドレスと、前記複数の記憶領域との間の対応関係を格納する第２の情報を読み出し、
前記第２の情報を参照して、前記第１の情報を構築する、
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８】
メモリシステムに接続可能なホストデバイスであって、
前記メモリシステムに接続されるように構成されたインターフェース回路と、
前記インターフェース回路を介して前記メモリシステムに対してデータの書き込みおよび読み出しを含むアクセスを指示するコマンドを送信するように構成されたプロセッサと
を具備し、
前記プロセッサは、
各々が、前記アクセスにおいて使用される論理アドレス空間内の何れかの論理アドレス範囲と、前記メモリシステムが備える複数の記憶領域の何れかの記憶領域とに対応する複数のゾーンを管理し、
前記複数のゾーンのうち、ガベージコレクションされるべきゾーンを要求する第１のコマンドを、前記メモリシステムに送信し、
前記第１のコマンドに対する応答として、前記複数のゾーンと前記複数の記憶領域との間の対応関係、および前記複数のゾーンそれぞれのステータスに基づいて決定された一つ以上のガベージコレクションされるべきゾーンを示す情報を含む第１のリストを、前記メモリシステムから受信し、
前記ステータスは、前記ゾーンに対応する論理アドレス範囲の全体にわたってデータが書き込まれたことを示す第１のステータスと、前記ゾーンがリセットされたことを示す第２のステータスと、を含む、
ように構成されている、
ホストデバイス。
【請求項９】
ホストデバイスに接続可能なメモリシステムを制御する方法であって、
前記メモリシステムの不揮発性メモリに含まれる複数の記憶領域と複数のゾーンとの間の対応関係、および前記複数のゾーンのそれぞれのステータスを格納する第１の情報を用いて前記複数のゾーンを管理することと、
前記ゾーンは、前記ホストデバイスから前記メモリシステムへのアクセスにおいて使用される論理アドレス空間内の論理アドレス範囲に対応し、
前記ステータスは、前記ゾーンに対応する論理アドレス範囲の全体にわたってデータが書き込まれたことを示す第１のステータスと、前記ゾーンがリセットされたことを示す第２のステータスと、を含み、
ガベージコレクションされるべきゾーンを要求する第１のコマンドが、前記ホストデバイスから前記メモリシステムに受信されたことに応じて、前記第１の情報に基づいて決定されたガベージコレクションされるべきゾーンを示す情報を含む第１のリストを前記ホストデバイスに送信することと、
を具備する、
制御方法。

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、ホストデバイスおよび制御方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、不揮発性メモリを備えるメモリシステムが広く普及している。メモリシステムと、メモリシステムにアクセスするホストデバイスとを具備する情報処理システムにおいては、データの更新の際に、不揮発性メモリ上で直接データの上書きをしない。その代わりに、情報処理システムは、不揮発性メモリ上において、古いデータが書き込まれている記憶位置とは異なる記憶位置に新しいデータを書き込む。そして、情報処理システムは、データの記憶位置が、古い記憶位置から新しい記憶位置に変更されるようにマッピングを更新する。これにより、情報処理システムは、データの更新を実行する。
【０００３】
このようなデータの更新を続けていると、メモリシステム内でデータのフラグメンテーションが発生し得る。これにより、メモリシステムの記憶領域が、ホストデバイスによってアクセスされない無効データを格納することになる。つまり、メモリシステムの記憶領域が、無駄に消費される。そのため、メモリシステムに記憶されているデータに対して、ガベージコレクションを実行することが必要とされる。ただし、メモリシステム内でガベージコレクションが実行されると、問題が生じ得る。この問題は、例えば、メモリシステム内のライトアンプリフィケーション（ＷＡＦ）の悪化、およびホストデバイスのアクセスとガベージコレクションが重なることによるＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）の悪化などである。
【０００４】
このため、ガベージコレクションを効率的に実行することができる技術が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－０４６９６３号公報
米国特許出願公開第２０２２／０３１８１３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、ガベージコレクションを効率的に実行することができるメモリシステム、ホストデバイス、および制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、メモリシステムは、ホストデバイスに接続可能である。前記メモリシステムは、不揮発性メモリと、コントローラとを具備する。前記不揮発性メモリは、複数の記憶領域を含む。前記コントローラは、前記ホストデバイスから受信したコマンドに基づいて前記不揮発性メモリへのデータの書き込みおよび読み出しを含むアクセスを制御する。前記コントローラは、複数のゾーンと前記複数の記憶領域との間の対応関係、および前記複数のゾーンそれぞれのステータスを格納する第１の情報を用いて前記複数のゾーンを管理する。前記ゾーンは、前記ホストデバイスから前記メモリシステムへのアクセスにおいて使用される論理アドレス空間内の論理アドレス範囲に対応する。前記ステータスは、前記ゾーンに対応する論理アドレス範囲の全体にわたってデータが書き込まれたことを示す第１のステータスと、前記ゾーンがリセットされたことを示す第２のステータスとを含む。前記コントローラは、ガベージコレクションされるべきゾーンを要求する第１のコマンドを、前記ホストデバイスから受信したことに応じて、前記第１の情報に基づいて決定されたガベージコレクションされるべきゾーンを示す情報を含む第１のリストを前記ホストデバイスに送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係るメモリシステムおよびホストデバイスを含む情報処理システムの構成例を示すブロック図。
実施形態に係るメモリシステムに含まれるフラッシュダイの構成例を示すブロック図。
実施形態に係るメモリシステムにおけるスーパーブロックの構成例を示すブロック図。
実施形態に係るメモリシステムおよびホストデバイスを含む情報処理システムの機能構成例を示すブロック図。
実施形態に係るホストデバイスに含まれるホストメモリの構成例を示すブロック図。
実施形態に係るメモリシステムおよびホストデバイスを含む情報処理システムにおいて実行されるＶｉｃｔｉｍゾーン決定処理の手順を示すシーケンス図。
実施形態に係るメモリシステムにおける論理ユニットの構成例を示す図。
実施形態に係るメモリシステムおよびホストデバイスによって実行されるガベージコレクションの例を示す図。
実施形態に係るメモリシステムにおけるスーパーブロックとゾーンとの間の対応関係の例を示すブロック図。
実施形態に係るメモリシステムにおけるガベージコレクション推奨ゾーンの例を示すブロック図。
実施形態に係るメモリシステムにおいて使用されるゾーンステータス管理テーブルの構成例を示す図。
実施形態に係るホストデバイスにおいて実行されるガベージコレクション推奨ゾーン取得コマンド送信処理の手順を示すフローチャート。
実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるガベージコレクション推奨ゾーンリスト送信処理の手順を示すフローチャート。
実施形態に係るホストデバイスにおいて実行されるガベージコレクション推奨ゾーンリスト受信処理の手順を示すフローチャート。
実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるゾーンステータス管理テーブル構築処理の手順を示すフローチャート。
実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるゾーンステータス管理テーブル更新処理の手順を示すフローチャート。
実施形態に係るホストデバイスにおいて実行されるガベージコレクションの手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係るメモリシステム１０５およびホストデバイス１０２を含む情報処理システム１０１の構成例を示すブロック図である。情報処理システム１０１は、ホストデバイス（ホスト）１０２およびメモリシステム１０５を含む。ホストデバイス１０２とメモリシステム１０５とは、例えば、バスを介して通信可能に接続され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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