KR20110113420A - 저장 매체에 데이터를 저장하는 방법, 그를 이용한 데이터 저장 장치, 및 그것을 포함한 시스템 - Google Patents

Abstract

저장 매체에 데이터를 저장하는 방법은 압축 단위로 데이터를 순차적으로 압축하고, 상기 압축된 데이터를 상기 저장 매체에 각각 저장하는 것을 포함하며, 상기 압축 단위는 상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 특성에 따라 가변된다.

Description

저장 매체에 데이터를 저장하는 방법, 그를 이용한 데이터 저장 장치, 및 그것을 포함한 시스템{METHOD OF STORING DATA IN STORAGE MEDIA, DATA STORAGE DEVICE USING THE SAME, AND SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 데이터 저장 장치에 관한 것이다.

이 분야에 잘 알려진 바와 같이, 컴퓨터 시스템은 일반적으로 다양한 형태의 메모리 시스템들을 사용한다. 예를 들면, 컴퓨터 시스템은 반도체 장치들로 구성된 소위 메인 메모리를 사용한다. 이 반도체 장치들은 일반적으로 다음과 같은 속성을 갖는다. 반도체 장치들은 상당히 빠른 액세스 속도로 랜덤하게 쓰여지거나 읽혀지며, 일반적으로 랜덤 액세스 메모리라 불린다. 하지만, 반도체 메모리가 비교적 고가이기 때문에, 다른 고밀도 및 저가 메모리가 종종 사용된다. 예를 들면, 다른 메모리 시스템은 마그네틱 디스크 저장 시스템을 포함한다. 마그네틱 디스크 저장 시스템의 경우 액세스 속도가 수십㎳인 반면에 메인 메모리의 경우 액세스 속도는 수백㎱이다. 디스크 저장 장치는 필요시 메인 메모리로 순차적으로 읽혀지는 대용량 데이터를 저장하는 데 사용된다. 다른 형태의 디스크와 같은 저장 장치는 반도체 디스크 (solid state disk: 이하, SSD라 칭함) (또는 반도체 드라이브라 불림)이다. SSD는 일반적인 하드 디스크 드라이브에서 사용되는 회전 접시 대신에 데이터를 저장하는 데 SDRAM과 같은 메모리 칩들을 사용한 데이터 저장 장치이다.

"SSD"라는 용어는 2가지 다른 종류의 제품들에 사용된다. SDRAM과 같은 고속 및 휘발성 메모리에 근거를 둔 첫 번째 형태의 SSD는 상당히 빠른 데이터 액세스에 의해서 특징지어 지며, 디스크 드라이브의 레이턴시에 의해서 지연되었던 어플리케이션의 속도를 늘리는 데 주로 사용된다. 이러한 SSD가 휘발성 메모리를 사용하기 때문에, 데이터 지속성을 보장하기 위해서 내부 배터리 및 백업 디스크 시스템이 일반적으로 SSD 내에 포함된다. 만약 전원이 어떤 이유로 인해 차단되면, 배터리는 모든 데이터를 램에서 백업 디스크로 복사하기에 충분히 긴 시간 동안 유니트로 전원을 공급한다. 전원이 복구됨에 따라, 데이터는 백업 디스크에서 램으로 다시 복사되고 SSD는 정상 동작을 재개한다. 이러한 장치들은 특히 많은 양의 램을 갖는 컴퓨터에서 특히 유용하다. 두 번째 타입의 SSD는 데이터를 저장하는 데 불 휘발성 메모리를 사용한다. 이러한 SSD는 하드 드라이브의 대체를 위해서 일반적으로 사용된다.

본 발명은 데이터를 효과적으로 저장할 수 있는 방법, 그것을 이용한 데이터 저장 장치, 및 그것을 포함한 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 특징은 저장 매체에 데이터를 저장하는 방법을 제공하는 것이며, 이 방법은 압축 단위로 데이터를 순차적으로 압축하고, 상기 압축된 데이터를 상기 저장 매체에 각각 저장하는 것을 포함하며, 상기 압축 단위는 상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 특성에 따라 가변된다.

본 발명의 다른 특징은 저장 매체와; 그리고 상기 저장 매체에 저장될 데이터를 압축 단위로 압축하도록 구성된 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 상기 압축된 데이터의 크기가 상기 저장 매체의 물리적인 저장 단위에 일치하도록 상기 압축 단위를 제어하는 데이터 저장 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 각 분할된 데이터/서브-그룹에 대응하는 압축된 데이터의 크기를 저장 매체의 물리적인 저장 단위에 일치시킴으로써 저장 매체를 효율적으로 사용하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도 1에 도시된 제어기를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 쓰기 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치에 제공되는 스트림 데이터의 속성에 따라 가변되는 분할 단위를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 도 1에 도시된 제어기를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 쓰기 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치의 전반적인 쓰기 흐름을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치가 적용되는 시스템을 개략적으로 보여주는 블록도들이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치에 적용되는 로그 맵핑 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치에 적용되는 메모리 변환 계층에 의해서 관리되는 테이블들을 보여주는 도면이다.
도 13은 쓰기 동작이 수행될 때 행해지는 로그 블록들의 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 압축 데이터와 압축되지 않은 데이터가 저장되는 데이터 저장 장치의 업데이트 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 압축 기술이 적용되는 반도체 드라이브를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 16은 도 15에 도시된 반도체 드라이브를 이용한 스토리지를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 17은 도 15에 도시된 반도체 드라이브를 이용한 스트리지 서버를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 19는 도 18에 도시된 스토리지를 이용한 스트리지 서버를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치가 적용되는 시스템들을 개략적으로 보여주는 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 명세서에서 ‘및/또는’이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, ‘연결되는/결합되는’이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 ‘포함한다’ 또는 ‘포함하는’으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치는 저장 매체(1000)와 제어기(2000)를 포함할 것이다. 저장 매체(1000)는 텍스트, 그래픽, 소프트웨어 코드, 등과 같은 다양한 데이터 형태들을 갖는 데이터 정보를 저장하는 데 사용될 것이다. 저장 매체(1000)는, 예를 들면, 낸드 플래시 메모리, 노어 플래시 메모리, 상변화 메모리 장치(PRAM), 강유전체 메모리 장치(FeRAM), 자기 저항램 장치(MRAM), 등과 같은 불 휘발성 메모리들을 이용하여 구성될 수 있다. 하지만, 저장 매체(1000)에 적용되는 불 휘발성 메모리들이 여기에 게재된 것에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다. 제어기(2000)는 외부 요청에 응답하여 저장 매체(1000)를 제어하도록 구성될 것이다. 제어기(2000)는 외부로부터 제공되는 데이터를 압축하도록 그리고 압축된 데이터를 저장 매체(1000)에 저장하도록 구성될 것이다. 이러한 데이터 압축 방식은 저장 매체(1000)의 효과적인 사용(예를 들면, 낮은 비용으로 많은 양의 데이터를 저장하는 것)을 가능하게 한다. 또한, 이러한 데이터 압축 방식은 저장 매체(1000)와 제어기(2000) 사이에서 전송되는 데이터의 양을 감소시킨다. 즉, 데이터 압축 방식에 의하면, 저장 매체(1000)와 제어기(2000) 사이에서 전송되는 데이터의 전송 시간이 줄어든다.

본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 제어기(2000)는 외부에서 제공되는 데이터(이하, 압축되지 않은/가공하지 않은 데이터)를 분할하도록 그리고 분할된 데이터 유니트들(또는, 서브-그룹들)을 각각 압축하도록 구성될 것이다. 가공하지 않은 데이터의 분할 단위(또는, 압축 단위)는 이후 설명된 다양한 방식들에 따라 가변적으로 결정될 것이다. 분할 단위의 가변은 분할된 데이터 유니트(또는, 서브-그룹)의 압축된 데이터의 크기를 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위에 일치시키기 위함이다. 각 분할된 데이터/서브-그룹에 대응하는 압축된 데이터의 크기를 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위에 일치시킴으로써 저장 매체(1000)를 효율적으로 사용하는 것이 가능하다. 이는 이후 상세히 설명될 것이다.

예시적인 실시예에 있어서, 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위(또는, 압축/분할 단위)는 저장 매체(1000)에 적용되는 불 휘발성 메모리에 따라 워드 단위, 페이지 단위, 섹터 단위, 블록 단위, 슈퍼-블록 단위, 또는 그와 같은 것으로 설정될 수 있다. 슈퍼-블록은 불 휘발성 메모리가 M-플레인 어레이 구조(M은 2 또는 그 보다 큰 정수)를 갖는 경우 M개의 플레인들에 각각 속한 그리고 동일한 행에 속한 M개의 메모리 블록들로 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도 1에 도시된 제어기를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어기(2000)는 제 1 인터페이스(2100), 제 2 인터페이스(2200), 처리 유니트로서 CPU(2300), 버퍼(2400), 압축 블록(2500), 그리고 롬(2600)을 포함할 것이다.

제 1 인터페이스(2100)는 외부(또는, 호스트)와 인터페이스하도록 구성될 것이다. 제 2 인터페이스(2200)는 도 1에 도시된 저장 매체(1000)와 인터페이스하도록 구성될 것이다. 처리 유니트 즉, CPU(2300)는 제어기(2000)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 것이다. 예를 들면, CPU(2300)는 롬(2600)에 저장된 메모리 변환 계층(Memory Translation Layer: MTL)과 같은 펌웨어를 운용하도록 구성될 것이다. 메모리 변환 계층(MTL)은, 이후 설명되는 바와 같이, 메모리 맵핑 정보를 관리하는 데 그리고 스트림 데이터의 분할 단위(또는, 압축 단위)를 관리하는 데 사용될 것이다. 하지만, 메모리 변환 계층(MTL)의 역할이 여기에 개시된 것에 제한되지 않음은 잘 이해될 것이다. 예를 들면, 메모리 변환 계층은 저장 매체(1000)의 웨어-레벨링(wear-leveling) 관리, 배드 블록 관리, 예상치 못한 전원 차단에 기인한 데이터 보존성 관리, 등을 관리하는 데 사용될 것이다.

버퍼(2400)는 제 1 인터페이스(2100)를 통해 외부로 전달되는 데이터를 임시 저장하는 데 사용될 것이다. 버퍼(2400)는 제 2 인터페이스(2200)를 통해 저장 매체(1000)로부터 전달되는 데이터를 임시 저장하는 데 사용될 것이다. 압축 블록(2500)은 CPU(2300)의 제어(또는, CPU(2300)에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층의 제어)에 응답하여 동작하며, 분할 단위에 따라 버퍼(2400)에서 순차적으로 제공되는 데이터를 압축하도록 구성될 것이다. 각 압축된 데이터는 제 2 인터페이스(2200)를 통해 저장 매체(1000)에 저장될 것이다. 또한, 압축 블록(2500)은 CPU(2300)의 제어(또는, CPU(2300)에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층의 제어)에 응답하여 동작하며, 저장 매체(1000)로부터 읽혀진 데이터의 압축을 해제하도록 구성될 것이다.

예시적인 실시예에 있어서, 압축 블록(2500)의 압축 기능은 선택적으로 행해질 수 있다. 이러한 경우, 스트림 데이터는 데이터 압축 없이 버퍼(2400)를 통해 저장 매체(1000)에 저장될 것이다. 예를 들면, 압축 블록(3500)의 온/오프는 입력되는 스트림 데이터에 따라 행해질 것이다. 압축된 데이터인 멀티미디어 데이터가 데이터 저장 장치에 제공되는 경우, 또는 데이터의 크기가 현저히 작아 데이터 압축을 위해 소모되는 에너지가 상대적으로 큰 경우, 압축 블록(3500)은 오프될 것이다. 압축 블록(3500)의 온/오프는 하드웨어(예를 들면, 레지스터) 또는 소프트웨어적으로 행해질 수 있다. 또는, 외부로부터 제공되는 데이터는 버퍼(2400)를 경유하지 않고 직접 제 1 및 제 2 인터페이스들(2100, 2200)을 통해 저장 매체(1000)에 저장될 수 있다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 쓰기 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 쓰기 동작이 참조 도면들에 의거하여 상세히 설명될 것이다.

S100 단계에서, 쓰기 요청에 따라 외부에서 제공되는 스트림 데이터는 CPU(2300)의 제어하에 제 1 인터페이스(2100)를 통해 버퍼(2400)에 저장될 것이다. 버퍼(2400)에 저장된 스트림 데이터는 저장 매체(1000)에 저장되기 이전에 압축 블록(2500)에 의해서 압축될 것이다. 스트림 데이터의 압축은 다음과 같이 행해질 것이다. 먼저, S110 단계에서, 버퍼(2400)에 저장된 스트림 데이터는 분할 단위에 의거하여 복수의 서브-그룹들로 분할될 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 분할 단위(또는, 압축 단위)의 크기는 고정된 것이 아니라 가변된다. 여기서, 스트림 데이터의 분할은 분할 단위(또는, 서브-그룹)의 크기에 대응하는 양의 데이터가 CPU(2300)의 제어하에 압축 블록(2500)으로 전달됨을 의미한다. S120 단계에서, 압축 블럭(2500)은 버퍼(2400)에서 제공되는 분할 단위의 데이터 즉, 적어도 하나의 서브-그룹의 데이터를 압축할 것이다. 압축 블록(2500)의 압축 알고리즘이 변하지 않은 상태에서, 압축된 데이터(CD)의 크기는 데이터 스트림의 속성(예를 들면, 패턴 반복 빈도, 패턴 반복 길이, 등)에 따라 다를 것이다. 다시 말해서, 스트림 데이터 대 압축된 데이터의 압축률은 데이터 스트림의 속성(예를 들면, 패턴 반복 빈도, 패턴 반복 길이, 등)에 따라 다를 것이다.

S130 단계에서, CPU(2300) 즉, 메모리 변환 계층(MTL)은 압축된 데이터(CD)의 크기가 기준 조건 즉, 최소값(Min)과 같거나 크고 최대값(Max)과 같거나 작은 지의 여부를 판별할 것이다. 여기서, 최소값(Min)과 최대값(Max)은 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위(LWU)(예를 들면, 워드, 페이지, 섹터, 블록, 슈퍼-블록, 등)를 기준으로 결정될 것이다. 예를 들면, 최소값(Min)은 LWU*0.95이고, 최대값(Max)은 LWU*1일 것이다. 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)과 최대값(Max) 사이에 존재함은 압축된 데이터가 저장 매체(1000)의 대응하는 물리적인 저장 영역에 저장된 후 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 영역의 잉여 공간이 무시한 정도로 적음을 의미한다.

만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)보다 작거나 또는 최대값(Max)보다 큰 것으로 판별되면, 절차는 S140 단계로 진행할 것이다. S140 단계에서, 분할 단위의 크기가 CPU(2300)(또는, CPU(2300)에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층(MTL))의 제어하에 조정될 것이다. 예를 들면, 만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)보다 작은 것으로 판별되면, 분할 단위의 크기는 증가될 것이다. 만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최대값(Max)보다 큰 것으로 판별되면, 분할 단위의 크기는 감소될 것이다. 이후, 절차는 S110 단계로 진행할 것이다. 앞서 설명된 단계들(S110∼S140)은 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)과 같거나 크고 최대값(Max)과 같거나 작은 것으로 판별될 때까지 반복될 것이다.

S130 단계에서, 만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)과 같거나 크고 최대값(Max)과 같거나 작은 판별되면, 절차는 S150 단계로 진행할 것이다. S150 단계에서, 압축 블록(2500)은 상술한 과정을 통해 결정된 분할 단위로 스트림 데이터를 분할함으로써 얻어지는 서브-그룹들을 순차적으로 압축할 것이다. 압축 블록(2500)에 의해서 순차적으로 압축된 데이터는 제 2 인터페이스(2200)를 통해 저장 매체(1000)에 저장될 것이다. 이후, 절차는 종료될 것이다.

이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 압축된 데이터의 크기가 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위에 일치하도록 스트림 데이터의 분할 단위를 결정함으로써 압축된 데이터의 저장 이후에 생기는 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위의 잉여 공간을 최소화하는 것이 가능하다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치에 제공되는 스트림 데이터의 속성에 따라 가변되는 분할 단위를 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명된 바와 같이, 분할 단위(또는, 스트림 데이터를 구성하는 서브-그룹들 각각의 크기)는 스트림 데이터의 속성에 따라 가변된다.

예를 들면, 제 1 경우에 있어서, 복수의 서브-그룹들(예를 들면, SG1, SG2, SG3)로의 스트림 데이터(101)의 분할과 서브 그룹들(SG1, SG2, SG3)의 압축은 메모리 변환 계층(MTL)의 제어하에 도 3에서 설명된 것과 실질적으로 동일하게 행해질 것이다. 여기서, 스트림 데이터(101)의 분할 단위(L1)는 압축된 데이터의 크기가 설정된 조건을 만족하는 지의 여부를 반복적으로 판별함으로써 결정되며, 이는 도 3에서 설명된 것과 실질적으로 동일하게 행해질 것이다. 제 2 경우에 있어서, 복수의 서브-그룹들(예를 들면, SG1, SG2)로의 스트림 데이터(102)의 분할과 서브 그룹들(SG1, SG2)의 압축은 도 3에서 설명된 것과 실질적으로 동일하게 행해질 것이다. 여기서, 스트림 데이터(102)의 분할 단위(L2)는 압축된 데이터의 크기가 설정된 조건을 만족하는 지의 여부를 반복적으로 판별함으로써 결정되며, 이는 도 3에서 설명된 것과 실질적으로 동일하게 행해질 것이다.

스트림 데이터(101)의 속성이 스트림 데이터(102)의 속성과 다르다고 가정하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 스트림 데이터(101)의 분할 단위(L1)는 스트림 데이터(102)의 분할 단위(L3)와 다르다. 비록 스트림 데이터(101)의 분할 단위(L1)가 스트림 데이터(102)의 분할 단위(L3)와 다르더라도, 스트림 데이터(101)의 서브-그룹들(SG1, SG2, SG2)을 각각 압축한 데이터(CD)의 크기(L2)는 스트림 데이터(102)의 서브-그룹들(SG1, SG2)을 각각 압축한 데이터(CD)의 크기(L2)와 같다. 압축된 데이터(CD)는 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위에 대응하는 공간(예를 들면, 페이지, 섹터, 블록, 슈퍼-블록, 또는 그와 같은 것)에 저장될 것이다. 압축된 데이터(CD)의 크기가 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위에 일치하도록 결정되기 때문에, 압축된 데이터(CD)가 저장된 후 생길 수 있는 저장 매체(1000)(또는, 저장 매체(1000)의 각 물리적인 저장 단위)의 잉여 공간이 최소화될 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 도 1에 도시된 제어기를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 5에 있어서, 도 3에 도시된 것과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호들로 표기되며, 그것에 대한 설명은 그러므로 생략될 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 제어기(2000)는 제 1 인터페이스(2100), 제 2 인터페이스(2200), 처리 유니트로서 CPU(2300), 버퍼(2400), 압축 블록(2600), 롬(2600), 그리고 패턴 검출 블록(2700)을 포함할 것이다.

패턴 검출 블록(2700)은 CPU(2300)의 제어(또는, CPU(2300)에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층의 제어)에 응답하여 동작하며, 가공하지 않은 데이터의 속성을 검출하도록 구성될 것이다. 예를 들면, 패턴 검출 블록(2700)은 제 1 인터페이스(2100)에서 버퍼(2400)로 전송되는 데이터(또는, 데이터 스트림의 일부)에 의거하여 데이터 스트림의 속성(예를 들면, 패턴 반복 빈도, 패턴 반복 길이 등)을 검출하도록 그리고 검출된 속성 정보에 의거하여 스트림 데이터의 압축률을 예측하도록 구성될 것이다. 예측된 압축률은 스트림 데이터의 분할 단위를 조정하는 데 사용되며, 이는 이후 상세히 설명될 것이다.

예시적인 실시예에 있어서, 압축률은 저장 매체에 저장될 데이터의 일부분을 압축하여 얻어진 압축된 데이터와 압축되기 이전의 데이터 사이의 크기 차이로부터 예측될 수 있다.

예시적인 실시예에 있어서, 압축률의 예측은 패턴 검출 블록(2700) 대신 압축 블록(2500)에 의해서 행해질 수도 있다. 또는, 제어기(2000)는 패턴 검출 블록(2700)이 스트림 데이터의 속성을 검출하도록 그리고 압축 블록(2500)이 검출된 속성에 의거하여 압축률을 예측하도록 구성될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 쓰기 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 쓰기 동작이 참조 도면들에 의거하여 상세히 설명될 것이다.

S200 단계에서, 쓰기 요청에 따라 외부에서 제공되는 스트림 데이터는 CPU(2300)의 제어하에 제 1 인터페이스(2100)를 통해 버퍼(2400)에 저장될 것이다. 이와 동시에, S210 단계에서, 패턴 검출 블록(2700)은 버퍼(2400)로 전송되는 스트림 데이터에 의거하여 압축률을 예측할 것이다. 압축률의 예측은, 예를 들면, 패턴 반복 빈도, 패턴 반복 길이, 등과 같은 스트림 데이터의 속성에 의거하여 행해질 것이다. S220 단계에서, CPU(2300)(또는, CPU(2300)에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층)은 예측된 압축률에 의거하여 분할 단위를 결정할 것이다. S230 단계에서, 버퍼(2400)에 저장된 스트림 데이터는 S220 단계에서 결정된 분할 단위에 의거하여 복수의 서브-그룹들로 분할될 것이다. 앞서 설명된 바와 같이, 스트림 데이터의 분할은 분할 단위(또는, 서브-그룹)의 크기에 대응하는 양의 데이터가 CPU(2300)의 제어하에 압축 블록(2500)으로 전달됨을 의미한다. S240 단계에서, 압축 블럭(2500)은 버퍼(2400)에서 제공되는 분할 단위의 데이터 즉, 적어도 하나의 서브-그룹을 압축할 것이다.

S250 단계에서, CPU(2300) 즉, 메모리 변환 계층은 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)과 같거나 크고 최대값(Max)과 같거나 작은 지의 여부를 판별할 것이다. 여기서, 최소값(Min)과 최대값(Max)은 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위(LWU)(예를 들면, 페이지, 블록, 또는 슈퍼-블록)를 기준으로 결정될 것이다. 예를 들면, 최소값(Min)은 LWU*0.95이고, 최대값(Max)은 LWU*1일 것이다. 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)과 최대값(Max) 사이에 존재함은 압축된 데이터가 저장 매체(1000)의 대응하는 저장 영역에 저장된 후 저장 매체(1000)의 물리적인 저장 단위의 잉여 공간이 무시한 정도로 적음을 의미한다.

만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)보다 작거나 최대값(Max)보다 큰 것으로 판별되면, 절차는 S260 단계로 진행할 것이다. S260 단계에서, 분할 단위의 크기가 CPU(2300)(또는, CPU(2300)에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층(MTL))의 제어하에 조정될 것이다. 예를 들면, 만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)보다 작은 것으로 판별되면, 분할 단위의 크기는 증가될 것이다. 만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최대값(Max)보다 큰 것으로 판별되면, 분할 단위의 크기는 감소될 것이다. 이후, 절차는 S230 단계로 진행할 것이다. 앞서 설명된 단계들(S110∼S140)은 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)과 같거나 크고 최대값(Max)과 같거나 작은 것으로 판별될 때까지 반복될 것이다.

S250 단계에서, 만약 압축된 데이터(CD)의 크기가 최소값(Min)과 같거나 크고 최대값(Max)과 같거나 작은 판별되면, 절차는 S270 단계로 진행할 것이다. S270 단계에서, 압축 블록(2500)은 상술한 과정을 통해 결정된 분할 단위로 스트림 데이터를 분할함으로써 얻어지는 서브-그룹들을 순차적으로 압축할 것이다. 압축 블록(2500)에 의해서 순차적으로 압축된 데이터는, S280 단계에서, 제 2 인터페이스(2200)를 통해 저장 매체(1000)에 저장될 것이다. 이후, 절차는 종료될 것이다.

상술한 예시적인 실시예들로부터 알 수 있듯이, 호스트에서 전송되는 가공되지 않은 데이터의 분할 단위(또는, 압축 분할 단위)는 일정하게 유지되는 것이 아니라 가변적으로 조정된다. 이에 반해서, 압축된 데이터의 크기는 일정하게 유지될 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치의 전반적인 쓰기 흐름을 보여주는 도 7을 참조하면, 메모리 변환 계층(MTL)은 도 3 또는 도 5에서 설명된 방식에 따라 쓰기 요청된 스트림 데이터를 복수의 서브-그룹들로 분할할 것이다. 예를 들면, 동일한 크기의 스트림 데이터가 제 1 및 제 2 쓰기 요청시 데이터 저장 장치에 제공되며, 제 1 및 제 2 쓰기 요청시 데이터 저장 장치에 제공되는 스트림 데이터(예를 들면, SD1, SD2)가 서로 다른 속성을 갖는다고 가정하여 볼 때, 본 발명의 경우, 제 1 쓰기 요청시 제공되는 스트림 데이터(SD1)는 2개의 서브-그룹들로 분할되고, 제 2 쓰기 요청시 제공되는 스트림 데이터(SD2)는 4개의 서브-그룹들로 분할될 것이다. 비록 스트림 데이터(SD1, SD2)의 분할 크기들(또는, 압축 분할 크기)이 서로 다르더다도, 각 서브-그룹의 압축된 데이터(CD)의 크기는 스트림 데이터(SD1, SD2)에 대해서 동일하게 유지될 것이다. 동일한 크기를 갖는 압축된 데이터는 물리 계층 즉, 저장 매체(1000)의 대응하는 물리적인 저장 영역(LWU)에 저장될 것이다.

예시적인 실시예에 있어서, 앞서 설명된 메모리 변환 계층(MTL)의 기능들 중 일부(예를 들면, 분할 크기를 결정하는 기능)는 호스트 레벨에서 행해질 수도 있다. 이러한 경우, 분할 크기(또는, 압축 크기)를 나타내는 정보는 스트림 데이터와 함께 호스트에서 데이터 저장 장치에 제공되며, 데이터 저장 장치는 외부로부터 제공되는 정보(즉, 분할 크기)에 따라 압축 기능을 수행할 것이다. 또는, 호스트 레벨에서 결정된 분할 크기(또는, 압축 크기)에 의거하여 데이터를 데이터 저장 장치로 전송하는 것이 가능하다.

예시적인 실시예에 있어서, 물리적인 저장 단위(LWU)는 쓰기 가능한 단위(WU) 또는 복수의 쓰기 가능한 단위들로 구성될 수 있다. 쓰기 가능한 단위(WU)는 메모리 셀들이 동시에 프로그램되는 단위를 나타낼 것이다. 쓰기 가능한 단위(WU)는, 예를 들면, 워드, 페이지, 복수의 섹터들로 구성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.

도 8을 참조하면, 데이터 저장 장치는 저장 매체(1000)와 제어기(3000)를 포함할 것이다. 저장 매체(1000)는 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 구성될 것이다. 제어기(3000)는 제 1 및 제 2 인터페이스들(3100, 3200), CPU(3300), 버퍼(3400), 그리고 압축 블록(3500)을 포함할 것이다. 제 1 및 제 2 인터페이스들(3100, 3200)은 도 2에서 설명된 것과 실질적으로 동일하며, 그것에 대한 설명은 그러므로 생략될 것이다. 버퍼(3400)는 CPU(3300)의 제어하에 제 1 및 제 2 인터페이스들(3100, 3200) 사이에서 데이터를 전송하는 데 사용될 것이다. 압축 블록(3500)은 CPU(3300)(또는, CPU(3300)에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층(MTL))의 제어하에 제 1 인터페이스(3100)를 통해 전송되는 데이터를 압축할 것이다. 이러한 경우, 압축 블록(3500)은 데이터를 저장하기 위한 버퍼를 포함할 것이다. 압축 블록(3500)에 의해서 압축되는 단위 즉, 스트림 데이터의 분할 단위는 도 3에서 설명된 것과 같은 방식으로 가변적으로 가변될 것이다. 분할 단위가 도 6에서 설명된 것과 같은 방식으로 결정되는 경우, 제어기(3100)는 스트림 데이터의 속성을 검출하기 위한 패턴 검출 블록(3600)을 더 포함할 것이다.

예시적인 실시예에 있어서, 데이터 저장 장치는 압축 블록(3500)이 필요에 따라 온/오프되도록 구성될 것이다. 예를 들면, 압축 블록(3500)의 온/오프는 입력되는 스트림 데이터에 따라 행해질 것이다. 압축된 데이터인 멀티미디어 데이터가 데이터 저장 장치에 제공되는 경우, 또는 데이터의 크기가 현저히 작아 데이터 압축을 위해 소모되는 에너지가 상대적으로 큰 경우, 압축 블록(3500)은 오프될 것이다. 압축 블록(35000이 오프된 경우, 데이터는 버퍼(3400)를 통해 저장 매체(1000)로 전송될 것이다. 또는, 외부로부터 제공되는 데이터는 제 1 및 제 2 인터페이스들(3100, 3200)을 통해 직접 저장 매체(1000)에 저장될 수도 있다. 압축 블록(3500)의 온/오프는 하드웨어(예를 들면, 레지스터) 또는 소프트웨어적으로 행해질 수 있다. 제 1 인터페이스(3100)를 통해 입력되는 스트림 데이터는 버퍼(3400)와 압축 블록(3500)의 버퍼에 모두 저장될 수 있다. 버퍼(3400)에 저장된 데이터와 압축 블록(3500)에 의해서 압축된 데이터 중 어느 하나는 압축 기능이 활성화되었는 지 또는 비활성화되었는 지의 여부에 따라 저장 매체(1000)에 저장될 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치가 적용되는 시스템을 개략적으로 보여주는 블록도들이다. 먼저 도 9를 참조하면, 시스템은 데이터 저장 장치(1)와 호스트(2)를 포함할 것이다. 호스트(2)는 데이터 저장 장치(1)로 전송될 데이터를 압축하기 위한 압축 블록(2A)을 포함할 것이다. 데이터 저장 장치(1)는 도 8에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 구성될 것이다. 하지만, 도 8에 도시된 데이터 저장 장치(1)의 제어기로서 도 2 또는 도 5에 도시된 제어기(2000)가 사용될 수 있음은 잘 이해될 것이다.

이러한 시스템에 있어서, 호스트(1)는 압축 블록(2A)에 의해서 압축된 데이터를 데이터 저장 장치(1)로 전송하고, 전송된 데이터는 버퍼(3400)를 통해 저장 매체(1000)에 저장될 것이다. 데이터 저장 장치(1)에서 호스트(2)로 데이터가 전송되는 경우, 저장 매체(1000)에서 읽혀진 데이터의 압축은 데이터 저장 장치(1)의 압축 블록(3500)에 의해서 해제되고, 압축 해제된 데이터는 호스트(2)로 전송될 것이다. 데이터 저장 장치(1)와 호스트(2)에 사용된 압축 블럭들(3500, 2A)은 동일한 압축 알고리즘에 따라 동작할 것이다.

이에 반해서, 도 10에 도시된 바와 같이, 호스트(1)는 가공하지 않은 데이터를 데이터 저장 장치(1)로 전송하고, 전송된 데이터는 압축 장치(3500)에 의해서 압축될 것이다. 압축된 데이터는 저장 매체(1000)에 저장될 것이다. 데이터 저장 장치(10에서 호스트(2)로 데이터가 전송되는 경우, 저장 매체(1000)에서 읽혀진 데이터는 버퍼(3400)를 통해 호스트(1)로 전송되며, 호스트(1)의 압축 블록(2A)은 전송된 데이터의 압축을 해제할 것이다.

앞서 설명된 바와 같이, CPU에 의해서 운용되는 메모리 변환 계층은 다양한 맵핑 테이블들을 관리할 것이다. 설명의 편의상, 저장 매체(1000)가 낸드 플래시 메모리들로 구성되며, 낸드 플래시 메모리들은 로그 맵핑 방식(log mapping manner)으로 관리될 것이다. 이는 이하 상세히 설명될 것이다.

도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치에 적용되는 로그 맵핑 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 메모리 관리 계층(MTL)은 저장 매체(1000)의 메모리 블록들을 데이터 블록들(data blocks), 로그 블록들(log blocks), 그리고 자유 블록들(free blocks)로 구분할 것이다. 데이터 블록은 데이터가 이미 저장되어 있는 블록을 의미하고, 자유 블록은 데이터가 저장되어 있지 않은 블록을 의미한다. 로그 블록은 데이터 블록에 저장되기 이전에 외부에서 제공되는 데이터(또는, 압축된 데이터)를 일시적으로 보관하는 데 사용될 것이다. 로그 블록들은 쓰기 버퍼로서 기능할 것이다. 데이터 저장 장치가 사용되는 초기 단계에서는 입력되는 데이터가 로그 블록들에 순차적으로 저장될 것이다. 로그 블록들 중 꽉 차게 된 블록은 데이터 블록으로 변경될 것이다. 로그 블록들과 데이터 블록들은 N:(N+k) 맵핑 관계를 갖는다. 즉, N개의 로그 블록들은 (N+k)개의 데이터 블록들과 맵핑될 것이다.

도 12는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치에 적용되는 메모리 변환 계층에 의해서 관리되는 테이블들을 보여주는 도면이며, 도 13은 쓰기 동작이 수행될 때 행해지는 로그 블록들의 할당을 설명하기 위한 도면이다.

도 12에서, "LBN"은 논리적인 블록 번호를 나타내고, "PBN"은 물리적인 블록 번호를 나타낸다. "LLN"은 논리적인 LWU 번호를 나타내고, "PLN"은 물리적인 LWU 번호를 나타낸다. 메모리 변환 계층에 의해서 관리되는 테이블들은 데이터 블록 맵핑 테이블(10), 로그 블록 맵핑 테이블(11), LWU 맵핑 테이블(12), 압축 맵핑 테이블, 로그 블록 그룹 LRU 테이블, 등을 포함할 것이다. 압축 맵핑 테이블은 데이터 블록에 저장된 데이터가 압축된 데이터인 지 또는 가공되지 않은 데이터 인지의 여부를 나타내는 플래그 비트 정보를 포함할 것이다. 압축 맵핑 테이블은 도 12에 점선으로 도시된 바와 같이 데이터 블록 맵핑 테이블(10)에 포함되도록 또는 도 12에 점선으로 도시된 바와 같이 LWU 맵핑 테이블(12)에 포함되도록 구성될 수 있다. 압축 맵핑 테이블은 데이터 블록 맵핑 테이블(10)과 LWU 맵핑 테이블(12)에 각각 포함되도록 또는 그것들 중 어느 하나에 포함되도록 구성될 것이다. 바람직하게는, 압축 맵핑 테이블은 데이터 블록 맵핑 테이블(10)과 LWU 맵핑 테이블(12) 중 어느 하나에 포함되도록 구성될 것이다. 도 12에서 알 수 있듯이, 예를 들면, 블록들(100, 101, 103)의 대응하는 플래그 비트들(FBC)은 '0'으로 설정되어 있으며, 이는 블록들(100, 101, 103)이 가공되지 않은 블록임을 나타낸다. 블록들(104, 205, 206)의 대응하는 플래그 비트들(FBC)은 '1'으로 설정되어 있으며, 이는 블록들(104, 205, 206)이 가공되지 않은 블록임을 나타낸다.

설명의 편의상, 논리적인 쓰기 가능한 단위(LWU)가 페이즈 크기를 갖는다는 가정 하에서, 쓰기 동작이 수행될 때 행해지는 로그 블록들의 할당이 설명될 것이다. 먼저, 논리 LWU 번호(LLN3)부터 두 개의 페이지들을 저장하라는 명령이 입력된 다고 가정자하. 만약 현재 로그 블록으로 할당된 블록이 없으면, 메모리 변환 계층(MTL)은 자유 블록 풀에 속한 자유 블록들 중 하나를 로그 블록으로 할당하고, 데이터 블록 그룹(DGN0)에 대한 로그 블록 그룹을 생성할 것이다. 논리 LWU 번호들(LLN3, LLN4)은 할당된 로그 블록(PBN300)의 첫 번째 및 두 번째 페이지들(1200, 1201)에 각각 기록된다. 메모리 변환 계층(MTL)은 그러한 맵핑 정보를 LWU 맵핑 테이블(12)에 저장한다. 이때 데이터가 압축되지 않은 데이터(uncompressed data)인 지 또는 압축된 데이터인 지의 여부를 나타내는 플래그 비트 정보(FBC)가 저장될 것이다. 압축된 데이터(compressed data)가 저장되는 경우, 메모리 변환 계층(MTL)은 새로운 데이터 블록을 할당할 것이다.

논리 LWU 번호(LLN6)에서부터 두 개의 페이지들을 저장하라는 두 번째 명령이 입력되는 경우, 논리 LWU 번호(LLN6)의 데이터는 로그 블록(PBN300)에 저장되며, 로그 블록(PBN300)에 저장 공간이 부족하므로, 메모리 변환 계층(MTL)은새로운 로그 블록(PBN400)으로서 자유 블록 풀의 자유 블록들 중 하나를 할당한다. 로그 블록(PBN400)은 데이터 블록 그룹(DGN0)에 추가되고, 그 다음에 논리 LWU 번호(LLN7)의 데이터가 로그 블록(PBN400)에 저장된다.

논리 LWU 번호(LLN10)로부터 두 개의 페이지들을 저장하라는 세 번째 명령이 입력되는 경우, 논리 LWU 번호(LLN10)가 데이터 블록 그룹(DGN0)에 속하지 않기 때문에, 새로운 로그 블록(PBN500)이 할당되어야 한다. 메모리 변환 계층(MTL)은 새롭게 할당된 로그 블록(PBN500)을 포함하는 데이터 블록 그룹(DGN1)을 생성할 것이다. 플래그 비트 정보(FBC)가 1이므로 로그 블록에 저장될 데이터가 압축된 데이터임을 알 수 있다. 새로 할당된 로그 블록(PBN500)에 논리 LWU 번호들(LLN10, LLN11)의 데이터가 저장되고, 그 다음에 맵핑 정보가 LWU 맵핑 테이블(12)에 저장될 것이다.

상술한 동작들은 더 이상 자유 블록 풀에 자유 블록이 존재하지 않을 때까지 행해질 것이다. 더 이상 자유 블록 풀에 자유 블록이 존재하지 않는 경우, 소거 동작이 수행될 것이다. 상술한 맵핑 방식에 의하면, 하나의 데이터 블록 그룹은 반드시 하나의 로그 블록 그룹과 맵핑될 것이다.

도 14는 압축 데이터와 압축되지 않은 데이터가 저장되는 데이터 저장 장치의 업데이트 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 14를 참조하면, 제 1 압축 데이터가 2개의 블록들(1, 2)에 저장되고, 제 2 압축 데이터가 7개의 블록들(3∼9)에 저장되고, 제 3 압축되지 않은 데이터가 3개의 블록들(10, 11, 12)에 저장되어 있다고 가정하자. 이러한 가정 하에서, 제 2 압축 데이터의 감소를 가져오는 업데이트 동작이 요구될 때, 업데이트가 요청된 부분(예를 들면, 2개의 블록들(8, 9))은 사용되지 않는 블록(unused block)으로 지정될 것이다. 이때, 사용되지 않는 블록에 대한 소거 동작은 행해지지 않는다.

이후, 제 1 압축 데이터의 증가를 가져오는 업데이트 동작이 요구될 때, 제 1 압축 데이터의 블록들(1, 2) 중 빈 공간이 존재하는 블록(예를 들면, 2)에 업데이트가 요청된 데이터가 저장되는 것이 아니라, 빈 공간이 존재하는 블록(2)은 사용되지 않는 블록으로 지정하고, 2개의 자유 블록들이 로그 블록들로 지정될 것이다. 새롭게 지정된 로그 블록들은 제 1 압축 데이터의 업데이트를 위해 사용될 것이다. 이때, 빈 공간이 존재하는 블록(2)의 데이터는 새롭게 지정된 로그 블록으로 옮겨지고, 업데이트 데이터가 새롭게 할당된 로그 블록들의 나머지 공간에 저장될 것이다.

자유 블록이 존재하지 않은 상태에서 업데이트가 요구될 수 있다. 예를 들면, 자유 블록이 존재하지 않은 상태에서 제 3 압축되지 않은 데이터의 증가를 가져오는 업데이트가 요구될 수 있다. 이러한 경우, 로그 블록으로 할당될 자유 블록이 존재하지 않기 때문에, 사용되지 않은 블록(들)(unused block(s))에 대한 소거 동작이 먼저 수행될 것이다. 소거된 블록은 자유 블록으로 지정될 것이다. 이후, 자유 블록은 제 3 압축되지 않은 데이터의 업데이트를 위한 로그 블록으로 지정되고, 새롭게 지정된 로그 블록에 업데이트 데이터가 저장될 것이다.

도 15는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 압축 기술이 적용되는 반도체 드라이브를 개략적으로 보여주는 블록도이다.

도 15를 참조하면, 반도체 드라이브(4000)(SSD)는 저장 매체(4100)와 제어기(4200)를 포함할 것이다. 저장 매체(4100)는 복수의 채널들을 통해 제어기(4200)와 연결될 것이다. 각 채널에는 복수의 불 휘발성 메모리들이 공통으로 연결될 것이다. 제어기(4200)는 데이터를 압축하고 데이터의 압축을 해제하는 압축 블록(4210)을 포함할 것이다. 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 도 5에서 설명된 패턴 검출 블록이 제어기(4200)에 제공될 수 있음은 잘 이해될 것이다.

도 16은 도 15에 도시된 반도체 드라이브를 이용한 스토리지를 개략적으로 보여주는 블록도이고, 도 17은 도 15에 도시된 반도체 드라이브를 이용한 스트리지 서버를 개략적으로 보여주는 블록도이다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반도체 드라이브(4000)는 스토리지를 구성하는 데 사용될 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 스토리지는 도 15에서 설명된 것과 실질적으로 동일하게 구성되는 복수의 반도체 드라이브들을 포함할 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반도체 드라이브(4000)는 스토리지 서버를 구성하는 데 사용될 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 스토리지 서버는 도 15에서 설명된 것과 실질적으로 동일하게 구성되는 복수의 반도체 드라이브들(4000)과 서버(4000A)를 포함할 것이다. 또한, 이 분야에 잘 알려진 RAID 제어기(4000B)가 스토리지 서버에 제공될 수 있음은 잘 이해될 것이다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지를 개략적으로 보여주는 블록도이고, 도 19는 도 18에 도시된 스토리지를 이용한 스트리지 서버를 개략적으로 보여주는 블록도이다.

도 18을 참조하면, 스토리지는 복수의 반도체 드라이브들(5000)과 제어 블록(5000A)을 포함할 것이다. 반도체 드라이브들(5000) 각각은 제어기(5100)와 저장 매체(5200)를 포함할 것이다. 제어기(5100)는 저장 매체(5200)와의 인터페이스 기능을 수행할 것이다. 반도체 드라이브들(5000)은 제어 블록(5000A)에 의해서 제어되며, 제어 블록(5000A)은 앞서 설명된 기능(예를 들면, 분할 크기의 가변 및 압축)을 수행하도록 구성될 것이다. 도 18에 도시된 스토리지 구성이 스토리지 서버를 구성하는 데 사용될 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 스토리지 서버는 도 18에서 설명된 것과 실질적으로 동일하게 구성되는 스토리지(5000, 5000A)와 서버(5000B)를 포함할 것이다. 또한, 이 분야에 잘 알려진 RAID 제어기(5000C)가 스토리지 서버에 제공될 수 있음은 잘 이해될 것이다.

도 20 내지 도 22는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치가 적용되는 시스템들을 개략적으로 보여주는 도면들이다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치를 포함한 반도체 드라이브가 스토리지에 적용되는 경우, 도 20에 도시된 바와 같이, 시스템(6000)은유선 그리고/또는 무선으로 호스트와 통신하는 스토리지(6100)를 포함할 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 데이터 저장 장치를 포함한 반도체 드라이브가 스토리지 서버에 적용되는 경우, 도 21에 도시된 바와 같이, 시스템(7000)은 유선 그리고/또는 무선으로 호스트와 통신하는 스토리지 서버들(7100, 7200)을 포함할 것이다. 또한, 도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 저장 장치를 포함한 반도체 드라이브는 메일 서버(8100)에도 적용될 수 있다.

예시적인 실시예에 있어서, 제어기(2000)의 압축 블록(2500)은 아래의 압축 알고리즘들 중 하나 또는 그 보다 많은 압축 알고리즘들의 조합을 포함할 것이다. 압축 알고리즘들은 LZ77&LZ78, LZW, Entropy encoding, Huffman coding, Adpative Huffman coding, Arithmetic coding, DEFLATE, JPEG, 등을 포함할 것이다.

예시적인 실시예에 있어서, 제어기(2000)의 제 1 인터페이스(2100)는 컴퓨터 버스 표준들, 스토리지 버스 표준들, iFCPPeripheral 버스 표준들, 등 중 하나 또는 그 보다 많은 것들의 조합으로 구성될 수 있다. 컴퓨터 버스 표준들(computer bus standards)은 S-100 bus, Mbus, Smbus, Q-Bus, ISA, Zorro II, Zorro III, CAMAC, FASTBUS, LPC, EISA, VME, VXI, NuBus, TURBOchannel, MCA, Sbus, VLB, PCI, PXI, HP GSC bus, CoreConnect, InfiniBand, UPA, PCI-X, AGP, PCIe, Intel QuickPath Interconnect, Hyper Transport, 등을 포함한다. 스토리지 버스 표준들(Storage bus standards)은 ST-506, ESDI, SMD, Parallel ATA, DMA, SSA, HIPPI, USB MSC, FireWire(1394), Serial ATA, eSATA, SCSI, Parallel SCSI, Serial Attached SCSI, Fibre Channel, iSCSI, SAS, RapidIO, FCIP, 등을 포함한다. iFCPPeripheral 버스 표준들(iFCPPeripheral bus standards)은 Apple Desktop Bus, HIL, MIDI, Multibus, RS-232, DMX512-A, EIA/RS-422, IEEE-1284, UNI/O, 1-Wire, I2C, SPI, EIA/RS-485, USB, Camera Link, External PCIe, Light Peak, Multidrop Bus, 등을 포함한다.

본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조가 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 이 분야에 숙련된 자들에게 자명하다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.

1000: 저장 매체
2000: 제어기

Claims (10)

1. 저장 매체에 데이터를 저장하는 방법에 있어서:
   압축 단위로 데이터를 순차적으로 압축하고,
   상기 압축된 데이터를 상기 저장 매체에 각각 저장하는 것을 포함하되,
   상기 압축 단위는 상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 특성에 따라 가변되는 것을 특징을 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 압축 단위가 상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 특성에 따라 가변될 때, 상기 압축 단위에 대응하는 압축된 데이터의 크기는 일정한 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 저장 매체는 적어도 하나의 불 휘발성 메모리를 포함하며, 상기 복수의 서브-그룹들 각각에 대응하는 압축된 데이터의 크기는 상기 불 휘발성 메모리의 워드, 페이지, 섹터, 블록, 그리고 슈퍼-블록 중 어느 하나에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 압축 단위로 데이터를 순차적으로 압축하는 것은
   상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 단위를 결정하고,
   상기 결정된 압축 단위에 의거하여 상기 저장될 데이터를 복수의 서브-그룹들로 분할하고,
   상기 복수의 서브-그룹들 각각에 속한 데이터를 압축하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 단위를 결정하는 것은
   소정의 압축 단위에 따라 데이터를 복수의 서브-그룹들로 분할하고,
   상기 복수의 서브-그룹들 중 적어도 하나를 압축하고,
   상기 적어도 하나의 서브-그룹에 대응하는 압축된 데이터의 크기가 기준 조건을 만족하는 지의 여부에 따라 상기 압축 단위의 크기를 변화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 단위를 결정하는 것은
   상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 특성에 의거하여 압축률을 예측하고,
   상기 예측된 압축률에 의거하여 압축 단위를 결정하고,
   상기 결정된 압축 단위에 따라 데이터를 복수의 서브-그룹들로 분할하고,
   상기 복수의 서브-그룹들 중 적어도 하나를 압축하고,
   상기 적어도 하나의 서브-그룹에 대응하는 압축된 데이터의 크기가 기준 조건을 만족하는 지의 여부에 따라 상기 압축 단위의 크기를 변화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 단위를 결정하는 것은
   상기 저장 매체에 저장될 데이터의 일부에 대해 압축한 데이터와 압축되지 이전의 일부 데이터의 크기 차이를 구하고,
   상기 크기 차이로부터 압축률을 예측하고,
   상기 예측된 압축률에 의거하여 압축 단위를 결정하고,
   상기 결정된 압축 단위에 따라 데이터를 복수의 서브-그룹들로 분할하고,
   상기 복수의 서브-그룹들 중 적어도 하나를 압축하고,
   상기 적어도 하나의 서브-그룹에 대응하는 압축된 데이터의 크기가 기준 조건을 만족하는 지의 여부에 따라 상기 압축 단위의 크기를 변화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 저장 매체에 저장될 데이터가 압축될 데이터인 지의 여부를 판별하는 것을 더 포함하며, 상기 저장 매체에 저장될 데이터가 압축될 데이터가 아닌 것으로 판별될 때, 데이터는 압축 없이 상기 저장 매체에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 저장 매체와; 그리고
   상기 저장 매체에 저장될 데이터를 압축 단위로 압축하도록 구성된 제어기를 포함하며,
   상기 제어기는 상기 압축된 데이터의 크기가 상기 저장 매체의 물리적인 저장 단위에 일치하도록 상기 압축 단위를 제어하는 데이터 저장 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저장 매체에 저장될 데이터의 압축 특성에 따라 상기 압축 단위를 가변시키며, 상기 압축 단위에 대응하는 압축된 데이터의 크기는 일정하게 유지되는 데이터 저장 장치.

Images