JP5192352B2 - 記憶装置及びデータ格納領域管理方法 - Google Patents
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Description
以下、第1の実施の形態について、図1から図6を参照しながら説明する。
本発明の第1の実施の形態では、SSDコントローラを備えたSSDに本発明を適用したが、第2の実施の形態では、複数のフラッシュメモリモジュールを搭載したストレージ装置に本発明を適用する。第2の実施の形態では、SSDコントローラの代わりにストレージコントローラによってフラッシュメモリモジュールに対するデータの入出力を制御する。
本発明の第2の実施の形態では、フラッシュメモリパッケージを備えたストレージ装置に対して本発明を適用したが、第3の実施の形態では、フラッシュメモリパッケージの代わりにSSDを搭載したストレージ装置に本発明を適用する。第3の実施の形態では、ストレージコントローラによってSSDを制御する。
本発明の第1から第3の実施の形態では、ブロックの消去が発生した場合には、当該ブロックが寿命となるまで、代替せずに処理を継続していたが、第4の実施の形態では、ブロックの消去が発生するたびに代替ブロックを選択して割り当てるように制御する。消去されたブロックは、寿命ブロックとならない限り、代替ブロックとして再利用される。
101 SSDコントローラ
102 SLCフラッシュメモリモジュール
103 MLCフラッシュメモリモジュール
104 ブロック
105 プロセッサ
106 インターフェース
107 SSD(S)
108 SSD(M)
200、250 ブロック管理情報
201 ブロック変換テーブル
202 論理ブロックアドレス
203 物理ブロックアドレス
204 SLC/MLC ID
205 SLC代替ブロックリスト
206 MLC代替ブロックリスト
207 ブロック情報テーブル
208 書き換え頻度
209 消去回数カウンタ
210 寿命フラグ
211 代替ブロックカウンタ
212 個数
213 不良ブロックカウンタ
214 マッピングテーブル
215 WWN
216 Port#
217 LUN
218 LDEV#
219 SSD内論理ブロックアドレス
220 SSD変換テーブル
221 SSD番号
222 代替SSD(S)リスト
223 代替SSD(M)リスト
224 SSD情報テーブル
225 代替ブロック数
226 代替SSDカウンタ
227 不良SSDカウンタ
230 閾値テーブル
231 種別
232 閾値
270 SSD管理情報
400 ストレージ装置
401 ホスト計算機
402 管理サーバ
403 ストレージコントローラ
404 ポート
405 プロセッサ
406 キャッシュメモリ
407 メインメモリ
408 SLCパッケージ
409 MLCパッケージ
410 追加用パッケージスロット
411 追加用SSDスロット
430 内部ネットワーク
Claims (7)
- 複数の記憶素子によって構成される半導体記憶媒体と、前記半導体記憶媒体に接続されるコントローラと、を備える記憶装置であって、
前記記憶素子には、格納されたデータを消去することが可能な回数の上限値があり、
前記複数の記憶素子には、第1の記憶素子と、前記第1の記憶素子よりも前記上限値が小さい第2の記憶素子とが含まれ、
前記コントローラは、インターフェース、前記インターフェースに接続されるプロセッサ、及び前記プロセッサに接続されるメモリを備え、
前記メモリには、前記半導体記憶媒体を管理する記憶媒体管理情報が記憶され、
前記記憶媒体管理情報は、データの格納先として指定される第1のアドレスと、前記データが格納される領域の第2のアドレスとの対応を含む領域変換情報、及び、新たにデータの書き込みが可能であって、かつ、前記第1のアドレスに対応しない領域の一覧を含む代替領域リストを含み、前記格納されたデータの書き換え頻度、及び、前記格納されたデータの消去回数が領域ごとに記録され、
前記コントローラは、
データの書き込み要求を受け付けた場合には、前記データの書き込み要求に含まれる前記第1のアドレスに対応する領域を選択し、
前記選択された領域を消去する必要があるか否かを判定し、
前記選択された領域を消去する必要がある場合には、前記選択された領域の書き換え頻度を前記記憶媒体管理情報から取得し、
前記取得された書き換え頻度が所定の第1の閾値以上であるか否かを判定し、
前記取得された書き換え頻度が前記所定の第1の閾値以上の場合には、前記第1の記憶素子によって提供される第1の領域のうち、前記消去回数が少ないものを優先的に選択し、
前記取得された書き換え頻度が前記所定の第1の閾値よりも小さい場合には、前記第2の記憶素子によって提供される第2の領域のうち、前記消去回数が少ないものを優先的に選択し、
前記第1のアドレスに対応する前記第2のアドレスに、前記選択された第1の領域又は第2の領域の第2のアドレスを設定することによって、前記領域変換情報を更新し、
前記選択された第1の領域又は第2の領域を前記代替領域リストから削除し、
前記データの書き込み要求に含まれる前記第1のアドレスに対応する領域として選択された領域に格納されたデータの消去回数を前記記憶媒体管理情報から取得し、前記取得された消去回数が所定の第2の閾値よりも小さい場合には、前記データの書き込み要求に含まれる前記第1のアドレスに対応する領域として選択された領域を前記代替領域リストに追加することを特徴とする記憶装置。 - 前記書き換え頻度は、前記記憶媒体管理情報から当該書き換え頻度が取得された時点で、対応する領域に格納されたデータが最後に消去された時刻に基づいて設定されることを特徴とする請求項1に記載の記憶装置。
- 前記記憶素子は、フラッシュメモリチップであって、
前記半導体記憶媒体は、前記フラッシュメモリチップによって構成されるフラッシュメモリモジュールであって、
前記記憶装置は、前記インターフェースを介して計算機に接続されるフラッシュメモリドライブであることを特徴とする請求項1に記載の記憶装置。 - 前記記憶素子は、フラッシュメモリチップであって、
前記半導体記憶媒体は、前記フラッシュメモリチップによって構成されるフラッシュメモリモジュールであって、
前記記憶装置は、ホスト計算機によってデータが読み書きされるストレージシステムであることを特徴とする請求項1に記載の記憶装置。 - 前記記憶素子は、フラッシュメモリチップであって、
前記半導体記憶媒体は、前記フラッシュメモリチップによって構成されるフラッシュメモリモジュールを含むフラッシュメモリドライブであって、
前記記憶装置は、ホスト計算機によってデータが読み書きされるストレージシステムであることを特徴とする請求項1に記載の記憶装置。 - 複数の記憶素子によって構成される半導体記憶媒体と、前記半導体記憶媒体に接続されるコントローラと、を備える記憶装置におけるデータ格納領域管理方法であって、
前記記憶素子には、格納されたデータを消去することが可能な回数の上限値があり、
前記複数の記憶素子には、第1の記憶素子と、前記第1の記憶素子よりも前記上限値が小さい第2の記憶素子とが含まれ、
前記コントローラは、インターフェース、前記インターフェースに接続されるプロセッサ、及び前記プロセッサに接続されるメモリを備え、
前記メモリには、前記半導体記憶媒体を管理する記憶媒体管理情報が記憶され、
前記記憶媒体管理情報は、データの格納先として指定される第1のアドレスと、前記データが格納される領域の第2のアドレスとの対応を含む領域変換情報、及び、新たにデータの書き込みが可能であって、かつ、前記第1のアドレスに対応しない領域の一覧を含む代替領域リストを含み、前記格納されたデータの書き換え頻度、及び、前記格納されたデータの消去回数が領域ごとに記録され、
前記方法は、
前記コントローラが、データの書き込み要求を受け付けた場合には、前記データの書き込み要求に含まれる前記第1のアドレスに対応する領域を選択し、
前記コントローラが、前記選択された領域を消去する必要があるか否かを判定し、
前記選択された領域を消去する必要がある場合には、前記コントローラが、前記選択された領域の書き換え頻度を前記記憶媒体管理情報から取得し、
前記コントローラが、前記取得された書き換え頻度が所定の第1の閾値以上であるか否かを判定し、
前記コントローラが、前記取得された書き換え頻度が前記所定の第1の閾値以上の場合には、前記第1の記憶素子によって提供される第1の領域のうち、前記消去回数が少ないものを優先的に選択し、
前記コントローラが、前記取得された書き換え頻度が前記所定の第1の閾値よりも小さい場合には、前記第2の記憶素子によって提供される第2の領域のうち、前記消去回数が少ないものを優先的に選択し、
前記コントローラが、前記第1のアドレスに対応する前記第2のアドレスに、前記選択された第1の領域又は第2の領域の第2のアドレスを設定することによって、前記領域変換情報を更新し、
前記コントローラが、前記選択された第1の領域又は第2の領域を前記代替領域リストから削除し、
前記コントローラが、前記データの書き込み要求に含まれる前記第1のアドレスに対応する領域として選択された領域に格納されたデータの消去回数を前記記憶媒体管理情報から取得し、前記取得された消去回数が所定の第2の閾値よりも小さい場合には、前記データの書き込み要求に含まれる前記第1のアドレスに対応する領域として選択された領域を前記代替領域リストに追加することを特徴とするデータ格納領域管理方法。 - 複数のフラッシュメモリチップによって構成されるフラッシュメモリモジュールと、前記フラッシュメモリモジュールに接続されるコントローラと、を備える記憶装置であって、
前記フラッシュメモリチップには、格納されたデータを消去することが可能な回数の上限値があり、
前記複数のフラッシュメモリチップには、第1のフラッシュメモリチップと、前記第1のフラッシュメモリチップよりも前記上限値が小さい第2のフラッシュメモリチップとが含まれ、
前記フラッシュメモリチップは、所定のサイズのブロックごとに管理され、
前記コントローラは、インターフェース、前記インターフェースに接続されるプロセッサ、及び前記プロセッサに接続されるメモリを備え、
前記メモリには、前記ブロックを管理するブロック管理情報が記憶され、
前記ブロック管理情報は、
データの格納先として指定される論理アドレスと、前記データが格納されるブロックの物理的なアドレスである物理アドレスとの対応を含むブロック変換情報、及び新たにデータの書き込みが可能であって、かつ、前記論理アドレスに対応しないブロックの一覧を含む代替ブロックリストが含まれ、
前記ブロックに格納されたデータが所定の時間内に消去された回数である書き換え頻度と、前記ブロックに格納されたデータの消去回数が記録され、
前記コントローラは、
前記フラッシュメモリモジュールに対するデータの書き込み要求を受け付けた場合には、前記ブロック変換情報に基づいて、前記データの書き込み要求に含まれる前記論理アドレスに対応する前記物理アドレスを特定することによって、前記要求されたデータを書き込むブロックを特定し、
前記特定されたブロックを消去する必要があるか否かを判定し、
前記特定されたブロックを消去する必要がある場合には、前記特定されたブロックの書き換え頻度を前記記憶媒体管理情報から取得し、
前記取得された書き換え頻度が所定の第1の閾値以上であるか否かを判定し、
前記取得された書き換え頻度が前記所定の第1の閾値以上の場合には、前記ブロック管理情報に含まれる前記代替ブロックリスト及び前記ブロックに格納されたデータの消去回数に基づいて、前記第1のフラッシュメモリチップに含まれる第1のブロックのうち、前記消去回数が少ないものを優先的に選択し、
前記選択された第1のブロックに前記要求されたデータを書き込み、
前記取得された書き換え頻度が前記所定の第1の閾値よりも小さい場合には、前記ブロック管理情報に含まれる前記代替ブロックリスト及び前記ブロックに格納されたデータの消去回数に基づいて、前記第2のフラッシュメモリチップに含まれる第2のブロックのうち、前記消去回数が少ないものを優先的に選択し、
前記選択された第2のブロックに前記要求されたデータを書き込み、
前記要求されたデータの書き込みが完了した後、前記データの書き込み要求に含まれる論理アドレスに対応する物理アドレスに、前記要求されたデータが書き込まれたブロックの物理アドレスを設定することによって、前記ブロック変換情報を更新し、
前記代替ブロックリストから、前記要求されたデータが書き込まれたブロックを削除し、
前記特定されたブロックに格納されたデータの消去回数を前記ブロック管理情報から取得し、前記取得された消去回数が所定の第2の閾値よりも小さい場合には、前記特定されたブロックを前記代替ブロックリストに追加することを特徴とする記憶装置。
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