KR20160031099A - 저장 장치 및 그것을 포함하는 데이터 저장 시스템의 가비지 컬렉션 방법 - Google Patents

저장 장치 및 그것을 포함하는 데이터 저장 시스템의 가비지 컬렉션 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 저장 장치들을 포함하는 데이터 저장 시스템의 가비지 컬렉션 방법은: 상기 저장 장치들 중 어느 하나의 저장 장치에서 가비지 컬렉션이 필요한 지를 판별하는 단계; 상기 어느 하나의 저장 장치에서 멀티캐스트 동작을 통하여 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 쓰기 그룹 내의 적어도 하나의 다른 저장 장치로 전송하는 단계; 및 상기 어느 하나의 저장 장치에서 상기 가비지 컬렉션을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

저장 장치 및 그것을 포함하는 데이터 저장 시스템의 가비지 컬렉션 방법{STORAGE DEVICE, DATA STORAGE SYSTEM HAVING THE SAME, AND GARBAGE COLLECTION METHOD THEREOF}
본 발명은 저장 장치, 그것을 포함하는 데이터 저장 시스템 및 그것의 가비지 컬렉션 방법에 관한 것이다.
반도체 메모리 장치는 일반적으로 DRAM, SRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치와 EEPROM, FRAM, PRAM, MRAM, 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리 장치로 구분할 수 있다. 휘발성 메모리 장치는 전원이 차단될 때 저장된 데이터를 잃지만, 비휘발성 메모리는 전원이 차단되더라도 저장된 데이터를 보존한다. 특히, 플래시 메모리는 높은 프로그래밍 속도, 낮은 전력 소비, 대용량 데이터 저장 등의 장점을 갖는다. 따라서 플래시 메모리를 기반으로 하는 데이터 저장 장치가 광범위하게 사용되고 있다. 플래시 메모리를 기반으로 하는 데이터 저장 장치에는 기존의 하드 디스크를 대체하고 있는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), SD 카드나 MMC 등과 같은 메모리 카드 등이 있다.
본 발명의 목적은 글로벌 가비지 컬렉션을 제공하는 데이터 저장 시스템, 저장 장치 및 그것의 가비지 컬렉션 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치들을 포함하는 데이터 저장 시스템의 가비지 컬렉션 방법은: 상기 저장 장치들 중 어느 하나의 저장 장치에서 가비지 컬렉션이 필요한 지를 판별하는 단계; 상기 어느 하나의 저장 장치에서 멀티캐스트 동작을 통하여 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 쓰기 그룹 내의 적어도 하나의 다른 저장 장치로 전송하는 단계; 및 상기 어느 하나의 저장 장치에서 상기 가비지 컬렉션을 수행하는 단계를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 가비지 컬렉션이 필요한 지를 판별하는 단계는,
상기 어느 하나의 저장 장치에서 프리 블록의 개수가 사전에 결정된 값 이하인 지를 판별하는 단계를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령은 상기 가비지 컬렉션을 수행하는 가비지 컬렉션 시간 정보를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령은, 상기 쓰기 그룹에 대한 식별 번호를 포함하는 헤더와 상기 가비지 컬렉션 시간 정보를 포함하는 페이로드로 구성된 패킷 형태이다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치로 전송하는 단계는, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 가상 채널로 전송하는 단계; 및 상기 가상 채널에서 멀티캐스트 룩업 테이블을 참조하여 상기 쓰기 그룹에 대응하는 적어도 하나의 다운스트림 포트로 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 다운스트림 포트는 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에 연결된다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치로 전송하는 단계는, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 복사하는 단계; 및 상기 복사된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 상기 적어도 하나의 다운스트림 포트로 전송하는 단계를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 가비지 컬렉션 시간 정보는 상기 가비지 컬렉션에 연관된 메모리 블록의 개수에 따라 결정된다.
실시 예에 있어서, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령은 상기 가비지 컬렉션을 시작하는 시간 정보를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에서 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 입력 받는 단계를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에 입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령이 복수 개인지 판별하는 단계를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에 입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령이 복수 개일 때, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령들의 우선권을 판별하는 단계를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 포함된 가비지 컬렉션 시간 정보에 따라 상기 우선권이 결정된다.
실시 예에 있어서, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 응답하여 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에 대한 가비지 컬렉션을 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치는, 복수의 비휘발성 메모리 장치들; 및 상기 복수의 비휘발성 메모리 장치들을 제어하고, 상기 메모리 제어기는, 가비지 컬렉션이 필요할 때 제 1 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 발행하고, 상기 제 1 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 멀티캐스트 동작을 통하여 쓰기 그룹 내의 다른 저장 장치들로 전송하거나, 상기 다른 저장 장치들 중 적어도 하나로부터 멀티캐스트 동작을 통하여 제 2 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 입력 받고, 상기 제 1 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령 혹은 상기 제 2 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 응답하여 가비지 컬렉션을 수행하는 메모리 제어기를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 메모리 제어기는, 상기 제 1 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 발행하거나 상기 제 1 및 제 2 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 응답하여 상기 가비지 컬렉션을 수행하도록 펌웨어 형태로 구현된 가비지 컬렉션 관리 유닛을 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 가비지 컬렉션 관리 유닛은 입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령의가비지 컬렉션 시간 정보를 이용하여 우선권을 판별한다.
실시 예 있어서, 상기 제 1 및 제 2 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령들 각각을 외부의 장치와 입출력하기 위한 스토리지 인터페이스를 더 포함하고, 상기 스토리지 인터페이스는 멀티캐스트 동작을 지원한다.
실시 예에 있어서, 상기 스토리지 인터페이스는 PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스이다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 비휘발성 메모리 장치들 각각은 V-NAND 플래시 메모리 장치이고, 상기 저장 장치는 SSD(solid state drive)이다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템은, 중앙처리장치; 로컬 버스를 통하여 상기 중앙처리장치에 연결되고, 상기 중앙처리장치의 트랜잭션을 대신하는 루트 컴플렉스; 상기 중앙처리장치 혹은 상기 루트 컴플렉스의 동작 중 발생되는 데이터를 저장하는 시스템 메모리; PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스를 통해 데이터를 송수신하는 엔드포인트 장치들; 및 상기 루트 컴플렉스에 연결하는 업스트림 포트, 상기 엔드포인트 장치들 각각에 연결하는 다운스트림 포트들 및 멀티 캐스트 동작을 지원하는 가상 채널을 포함하는 인터페이스 스위치를 포함하고, 상기 엔드포인트 장치들 각각은 상기 멀티캐스트 동작을 통하여 글로벌 가비지 컬렉션을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치, 그것을 포함하는 데이터 저장 시스템은 멀티캐스트 동작을 이용하여 글로벌 가비지 컬렉션을 수행함으로써, 효율적으로 데이터를 관리하며 최적의 성능을 꾀할 수 있다.
도 1은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 인터페이스 스위치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가상 채널의 멀티캐스트 동작을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템의 글로벌 가비지 컬렉션을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 글로벌 가비지 컬렉션의 우선순위를 예시적으로 보여주는 표이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치의 가비지 컬렉션 방법에 대한 실시 예를 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치의 가비지 컬렉션 방법에 대한 다른 실시 예를 보여주는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템의 글로벌 가비지 컬렉션 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 1 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 2 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 3 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 4 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 글로벌 가비지 컬렉션 방법을 보여주는 도면이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
도 1은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 데이터 저장 시스템(10)은 적어도 하나의 중앙처리장치(100), 루트 컴플렉스(200), 시스템 메모리(300), 인터페이스 스위치(400) 및 복수의 엔드포인트 장치들(510, 520)을 포함한다.
중앙처리장치(100)는 데이터 저장 시스템(10)의 전반적인 동작을 제어한다.
루트 컴플렉스 (200)는 내부 버스를 통하여 중앙처리장치(100)에 연결될 수 있다. 루트 컴플렉스(200)는 중앙처리장치(100)와 엔드포인트 장치들(510, 520)의 사이의 트랜잭션(transaction)을 관리할 수 있다. 예를 들어, 루트 컴플렉스(200)는 트랜잭션과 관련된 메시지들을 라우팅(routing)할 수 있다. 루트 컴플렉스(200)는 엔드포인트 장치들(510, 520)에 직접 연결되거나, 적어도 하나의 인터페이스 스위치(400)를 통해 연결될 수 있다.
실시 예에 있어서, 루트 컴플렉스(200)는 중앙처리장치(100)와 분리된 장치로 구현되거나, 혹은 중앙처리장치(100)에 집적화되도록 구현될 수 있다.
시스템 메모리(300)는 중앙처리장치(100)/루트 컴플렉스(200)의 구동에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 시스템 메모리(300)는 루트 컴플렉스(200)에 연결되거나 중앙처리장치(100)에 연결될 수 있다. 실시 예에 있어서, 시스템 메모리(300)는 DRAM 혹은 PRAM 일 수 있다.
인터페이스 스위치(400)는 루트 컴플렉스(200)와 엔드포인트 장치들(510, 520)을 연결한다. 실시 예에 있어서, 인터페이스 스위치(400)는, 루트 컴플렉스(200)의 멀티캐스트 동작(multicast operation) 혹은 엔드포인트 장치들(510, 520) 사이의 멀티캐스트 동작을 지원하도록 구현될 수 있다. 여기서 멀티캐스트 동작은 하나의 송신 패킷을 여러 곳에 전송하는 것을 말한다.
인터페이스 스위치(400)는 루트 컴플렉스(200)에 연결되는 업스트림(upstream) 포트(UP) 및 엔드포인트 장치들 각각에 연결되는 다운스트림 포트들(DP1, DP2)을 포함할 수 있다.
엔드포인트 장치들(510, 520) 각각은 데이터를 저장한다. 엔드포인트 장치들(510, 520) 각각은 멀티캐스트 동작(multicast operation)을 지원하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서 엔드포인트 장치들(510, 520) 각각은 비휘발성 메모리 장치로 구현된 저장 장치일 수 있다. 예를 들어, 엔드포인트 장치들(510, 520) 각각은 SSD(solid state drive), UFS(universal flash storage)일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템(10)의 엔드포인트 장치들(510, 520)은 멀티캐스트 동작에 의하여 가비지 컬렉션과 관련된 메시지, 즉, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 공유할 수 있다.
예를 들어, 제 1 엔드포인트 장치(510)에서 긴급하게 가비지 컬렉션(garbage collection)이 필요할 때, 제 1 엔드포인트 장치(510)는 가비지 컬렉션 정보를 포함하는 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 발행하고, 발행된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 인터페이스 스위치(400)로 전송한다. 가비지 컬렉션의 긴급 여부는 프리 블록(free block)의 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 프리 블록의 개수가 소정의 값 이하일 때, 가비지 컬렉션이 긴급하다고 판별될 수 있다. 인터페이스 스위치(400)는 전송된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 제 1 엔드포인트 장치(510)와 동일한 그룹(group, 예를 들어, RAID) 내의 다른 제 2 엔드포인트 장치(520)로 전송한다.
제 1 엔드포인트 장치(510)는 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)를 인터페이스 스위치(400)에 전송한 뒤 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다. 또한, 제 2 엔드포인트 장치(520)는 인터페이스 스위치(400)로부터 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 입력 받고, 이에 따라 제 2 엔드포인트 장치(520)에 필요한 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다. 이때 제 2 엔드포인트 장치(520)에 수행되는 가비지 컬렉션은 긴급한 것이 아닐 수 있다. 결과적으로, 제 1 엔드포인트 장치(510)과 제 2 엔드포인트 장치(520)는 동시에 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다. 이를 글로벌 가비지 컬렉션(global garbage collection)이라고 부른다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템(10)은 멀티캐스트 동작에 의해 전송된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 의거하여 글로벌 가비지 컬렉션을 동기화할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템(10)은 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 입/출력하는 엔드포인트 장치들(510, 520)을 구비함으로써, 종래의 그것과 비교하여 보다 효율적으로 가비지 컬렉션을 관리할 수 있다.
아래에서는, 인터페이스 스위치(400) 및 엔드포인트 장치들(510, 520)이 PCIe(Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스에 의해 구성되고, 엔드포인트 장치들(510, 520)이 SSD이라고 가정하겠다.
도 2는 도 1에 도시된 인터페이스 스위치(400)를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 인터페이스 스위치(400)는 적어도 하나의 가상 채널(401) 및 다운스트림 포트들(DP1 ~ DP4)을 포함한다. 아래에서는 인터페이스 스위치(400)가 PCIe 인터페이스 규약에 따라 구현되었다고 하겠다.
인터페이스 스위치(400)는 PCIe 인터페이스 규약에 따라 TC(traffic class) 및 VC (virtual channel, 301)에 따라 동작한다. TC(traffic class)는 트래픽(traffic)의 중요도에 따른 태그를 포함한다. 가상 채널(401)은 가상의 라우팅 정보를 설정하고, 트래픽(traffic)을 타겟 채널로 전송한다. 가상 채널(401)은 TC(traffic class)에 따라 복수의 큐(queue)로 구분하거나, 큐를 통과하지 않고 바이패스할 수 도 있다.
저장 장치들(510 ~ 540) 각각은 다운스트림 포트들(DP1 ~ DP4)을 통하여 가상 채널(401)에 연결된다. 저장 장치들(510 ~540) 각각은 PCIe 인터페이스에 따라 통신하도록 구현될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 저장 장치(510)에 발생된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)은 가상 채널(401)을 통하여 제 2 SSD(520) ~ 제 4 SSD(540)에 전송될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 가상 채널(401)의 멀티캐스트 동작을 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 2 내지 도 3을 참조하면, 가상 채널(401)의 멀티캐스트 동작은 다음과 같이 진행된다. 가상 채널(401)의 초기화 동작 시, 그룹 ID에 따른 멀티캐스트 룩업테이블(lookup table; LUT)이 사전에 설정된다. 어느 하나의 저장 장치(510)로부터 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)이 입력되면, 가상 채널(401)은 멀티캐스트 룩업테이블을 참조하여 대응하는 포트들(DP2 ~ DP3)을 찾고, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 복사하고(perform replication), 복사된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 대응하는 포트들(DP2 ~ DP3)로 전송한다.
실시 예에 있어서, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)은, 도 3에 도시된 바와 같이 헤더와 페이로드를 포함할 수 있다. 헤더는 그룹 ID을 포함하고, 페이로드는 가비지 컬렉션 시간 정보를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템의 글로벌 가비지 컬렉션을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 4개의 저장 장치들(SSD1 ~ SSD4)로 하나의 레이드(RAID)가 구성된다고 가정하겠다. 여기서 레이드는 기능을 갖는 가상의 디스크이다.
글로벌 가비지 컬렉션은, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 따라 가비지 컬렉션 구간들(GCT1, GCT2)에서 수행할 수 있다. 실시 예에 있어서, 가비지 컬렉션 구간들(GCT1, GCT2)의 길이(즉, 시간)는 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 포함된 가비지 컬렉션 시간 정보에 따라 가변될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 저장 장치(SSD1)의 경우 제 1 가비지 컬렉션 구간(GCT1)에서 완료되지 못한 가비지 컬렉션은, 제 2 가비지 컬렉션 구간(GCT2)에서 수행될 수 있다. 또한, 제 3 저장 장치(SSD3)의 경우 가비지 컬렉션이 필요하지만 그것이 긴급하지 않다면, 가비지 컬렉션은 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)가 입력된 후 제 2 가비지 컬렉션 구간에서 수행될 수 있다. 또한, 제 4 저장 장치(SSD4)의 경우 가비지 컬렉션은 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)이 입력된 후 제 1 가비지 컬렉션 구간에서 일부 수행될 수 있다.
일반적인 데이터 저장 시스템은 성능이 가장 낮은 저장 장치에 정렬(align)되는 문제점이 야기된다. 즉, 응답 시간이 느린 어느 하나의 저장 장치의 성능이, 곧, 전체 가상 드라이버의 성능이 된다. 반면에, 본 발명의 데이터 저장 시스템(10), 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 따라 저장 장치들(SSD1 ~ SSD5)에서 동시에 가비지 컬렉션을 수행함으로써, 어느 하나의 저장 장치의 성능에 가상 드라이버의 성능이 정렬되지 않도록 할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 데이터 저장 시스템(10)은, 도 4에 도시된 바와 같이 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 응답하여 글로벌 가비지 컬렉션 구간에서 가비지 컬렉션을 수행하도록 저장 장치들(SSD1 ~ SSD5)을 관리함으로써, RAID로 구성된 가상 드라이버의 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치(1000)를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 저장 장치(1000)는 복수의 비휘발성 메모리 장치들(1100) 및 그것들을 제어하는 메모리 제어기(1200)를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 저장 장치(1000)는 SSD(solid state drive), EMMC(embedded multimedia card), UFS(universal flash storage), SD(secure digital) 카드, USB 장치 등과 같은 다양한 데이터 저장 장치일 수 있다. 본 발명의 저장 장치(1000)는 멀티캐스트 동작을 지원할 수 있다.
비휘발성 메모리 장치들(1100) 각각은 적어도 하나의 비트를 저장하는 메모리 셀들로 구성된 복수의 메모리 블록들을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 비휘발성 메모리 장치들(1100) 각각은 낸드 플래시 메모리(NAND Flash Memory), 수직형 낸드 플래시 메모리(Vertical NAND, 이하, 'VNAND'라고 함), 노아 플래시 메모리(NOR Flash Memory), 저항성 램(Resistive Random Access Memory: RRAM), 상변화 메모리(Phase-Change Memory: PRAM), 자기저항 메모리(Magnetoresistive Random Access Memory: MRAM), 강유전체 메모리(Ferroelectric Random Access Memory: FRAM), 스핀주입 자화반전 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory: STT-RAM) 등이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 비휘발성 메모리 장치들(1100) 각각은 3차원 어레이 구조(three-dimensional array structure)로 구현될 수 있다. 본 발명은 전하 저장층이 전도성 부유 게이트로 구성된 플래시 메모리 장치는 물론, 전하 저장층이 절연막으로 구성된 차지 트랩형 플래시(charge trap flash; CTF)에도 모두 적용 가능하다. 또한, 비휘발성 메모리 장치들(1100)은 옵션적으로 외부 고전압(Vpp)을 제공받도록 구현될 수 있다.
메모리 제어기(1200)는 복수의 채널들(CH1 ~ CHi, i는 2 이상의 정수)을 통하여 비휘발성 메모리 장치들(1100)에 연결된다. 메모리 제어기(1200)는 적어도 하나의 프로세서(1210), 버퍼 메모리(1220), 에러 정정 회로(1230), 가비지 컬렉션 관리유닛(1240), 스토리지 인터페이스(SIF, 1250) 및 비휘발성 메모리 인터페이스(NVM IF, 1260)를 포함한다.
적어도 하나의 프로세서(1210)는 저장 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 버퍼 메모리(1220)는 메모리 제어기(1200)의 구동에 필요한 데이터를 임시로 저장할 것이다. 예를 들어, 버퍼 메모리(1220)는 호스트의 입출력 요청시 입출력 데이터를 임시로 저장할 수 있다. 버퍼 메모리(1220)는 쓰기 동작시 외부로부터 입력된 데이터를 비휘발성 메모리 장치들(1100)에 프로그램 하기 위하여 임시로 저장하거나, 읽기 동작시 비휘발성 메모리 장치들(1100)로부터 읽혀진 데이터를 외부로 출력하기 위하여 임시로 저장한다. 실시 예에 있어서, 버퍼 메모리(1220)는 데이터 혹은 명령을 저장하는 복수의 메모리 라인들을 포함할 수 있다. 여기서 복수의 메모리 라인들은, 프로세서(1210)에서 직접 억세스하는 캐시 라인들에 다양한 방법으로 맵핑 될 수 있다. 여기서 캐시 라인들은 프로세서(1210) 내부에 존재하거나 혹은 프로세서(1210) 외부에 별도로 구현될 수 있다.
에러 정정 회로(1230)는 입출력 데이터의 에러를 검출 및 정정하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 에러 정정 회로(1230)는 쓰기 동작에서 프로그램될 데이터의 에러 정정 코드 값을 계산하고, 읽기 동작에서 읽혀진 데이터를 에러 정정 코드 값에 근거로 하여 에러 정정하고, 데이터 복구 동작에서 비휘발성 메모리 장치(1100)로부터 읽혀진 데이터의 에러를 정정할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만 저장 장치(1000)는 메모리 제어기(1200)를 구동하는 데 필요한 코드 데이터를 저장하는 코드 메모리가 더 포함될 수 있다. 코드 메모리는 비휘발성 메모리 장치(예를 들어, PRAM, MRAM 등)로 구현될 수 있다.
가비지 컬렉션 관리유닛(1240)은 내부적으로 가비지 컬렉션을 수행하거나, 필요에 따라 글로벌 가비지 컬렉션을 수행하기 위한 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 발행하거나. 외부로부터 스토리지 인터페이스(1250)를 통하여 입력된 멀티 캐스트 메시지(MC_GC_CMD)에 응답하여 글로벌 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다. 실시 예에 있어서, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)는 가비지 컬렉션 수행 시간과 관련된 가비지 컬렉션 시간 정보를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 가비지 컬렉션 관리유닛(1240)은 하드웨어/소프트웨어/펨웨어적으로 구현될 수 있다.
스토리지 인터페이스(1250)는 외부의 장치(도 1에 도시된, "호스트", "스토리지 제어기", "다른 저장 장치" 중 어느 하나)와 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 스토리지 인터페이스(1250)는 가비지 컬렉션 관리유닛(1240)에서 발생된 글로벌 가비지 컬렉션 명령을 다른 저장 장치에서 입력받을 수 있는 데이터구조로 변경하거나, 외부의 저장 장치에서 발행된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(GC_MGS)을 입력 받도록 구현될 수 있다. 즉, 스토리지 인터페이스(1250)에서 입출력되는 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)은 멀티캐스트 동작을 지원하는 인터페이스 구약을 따를 것이다. 예를 들어, 스토리지 인터페이스(1250)는 PCIe 인터페이스, 썬더볼트(thundervolt) 인터페이스 일 수 있다.
비휘발성 메모리 인터페이스(1260)는 비휘발성 메모리 장치(1100)와 인터페이스 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치(1000)는 글로벌 가비지 컬렉션과 관련된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 발행 및 입력 받고, 발행된/입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 응답하여 글로벌 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다.
한편, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 포함된 가비지 컬렉션 시간 정보에 따라 글로벌 가비지 컬렉션에 대한 우선권이 부여될 수 있다. 여기서, 가비지 컬렉션 시간은 가비지 컬렉션에 필요한 머지(merge) 동작 및/혹은 프로그램 동작의 회수(혹은, 블록 개수)에 따라 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 글로벌 가비지 컬렉션의 우선순위를 예시적으로 보여주는 표이다. 도 6을 참조하면, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 포함된 가비지 컬렉션 시간에 따라 우선권이 부여된다. 예를 들어, 가비지 컬렉션에 필요한 가비지 컬렉션 시간이 제 1 시간(GCT1) 이상 일 때 우선권은 낮고(low), 가비지 컬렉션 시간이 제 2 시간(GCT2) 이상일 때 우선권은 보통이고(middle), 가비지 컬렉션 시간이 제 3 값(GCT3) 이상일 때 우선권은 높고(High), 가비지 컬렉션 시간이 제 4 값(GCT4) 이상일 때 긴급(urgent)이다.
한편, 도 6에 도시된 글로벌 가비지 컬렉션의 우선권은 실시 예에 불과하다. 본 발명의 글로벌 가비지 컬렉션은 가비지 컬렉션에 필요한 시간 정보에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 근거로 하여 우선권을 다양하게 세분화하여 설정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치(1000)의 가비지 컬렉션 방법에 대한 실시 예를 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 저장 장치(1000)의 가비지 컬렉션은 다음과 같이 수행된다. 저장 장치(1000)의 가비지 컬렉션 관리유닛(1240)은 저장 장치(1000)에 가비지 컬렉션이 필요한 지를 판별한다(S110). 만일, 가비지 컬렉션이 필요하다면, 가비지 컬렉션에 필요한 가비지 컬렉션 시간(GCT)이 계산될 수 있다. 가비지 컬렉션이 필요하다면 동일 그룹 내에 존재하는 다른 저장 장치들에 가비지 컬렉션과 관련된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)이 발행 및 전송된다(S120). 여기서 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)은 가비지 컬렉션 시간 정보를 포함한다. 이후, 가비지 컬렉션 관리유닛(1240)은 저장 장치(1000)에 대한 가비지 컬렉션을 수행한다(S130).
본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치(1000)의 가비지 컬렉션 방법은 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)을 전송한 뒤 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치(1000)의 가비지 컬렉션 방법에 대한 다른 실시 예를 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 6 및 도 8을 참조하면, 저장 장치(1000)의 가비지 컬렉션은 다음과 같이 수행된다. 저장 장치(1000)에 쓰기 그룹 내에 적어도 하나의 저장 장치로부터 가비지 컬렉션과 관련된 적어도 하나의 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)이 입력된다(S210). 가비지 컬렉션 관리 유닛(1240)은 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)의 개수가 1보다 큰지를 판별한다(S220). 만일, 2 개 이상의 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령들이 입력되었다면, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령들의 우선 순위가 판별된다(S230). 예를 들어, 가비지 컬렉션 시간이 긴 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 대하여 상대적으로 높은 우선권이 부여될 수 있다. 실시 예에 있어서, 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)은 가비지 컬렉션 시작 시간 정보도 포함할 수 있다.
이후, 우선권 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 포함된 가비지 컬렉션 시간 동안 가비지 컬렉션이 수행된다. 또한, 하나의 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령만 입력되었다면 입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 포함된 가비지 컬렉션 시간 동안 가비지 컬렉션이 수행된다(S240).
본 발명의 실시 예에 따른 저장 장치(1000)의 가비지 컬렉션 방법은 입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 포함된 가비지 컬렉션 시간 동안 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템(10)의 글로벌 가비지 컬렉션 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 9를 참조하면, 데이터 저장 시스템(10)의 글로벌 가비지 컬렉션 방법은, 어느 하나의 저장 장치에서 글로벌 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)이 발행된다(S310). 발행된 글로벌 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)은 멀티캐스트 동작을 이용하여 다른 저장 장치들로 전송된다(S320). 이후 글로벌 가비지 컬렉션이 수행된다(S330).
본 발명의 실시 예에 따른 글로벌 가비지 컬렉션 방법은 글로벌 가비지 컬렉션 명령(MC_GC_CMD)에 응답하여 동시에 소정의 시간 동안 글로벌 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 시스템은 RAID을 구성하는 각각의 저장 장치가 자신의 가비지 컬렉션 시점 및 필요시간 정보 등을 멀티캐스트 동작을 통하여 서로 공유함으로써 전체 응답 시간 및 출력을 높일 수 있다.
메시지 처리는 여러 가지 방식으로 다양하게 처리될 수 있다. 특히, 본 발명의 데이터 저장 시스템은 vendor specific한 ISR (Interrupt Service Routine)형태로 처리함으로써,빠른 GC synchronization을 할 수 있다. PCI multicast group은 미리 설정된 write group을 바탕으로 PCI switch capability에 맞는 멀티캐스트 그룹(multicast group)을 등록한 후 수행한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 1 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 호스트 시스템(20)은, 적어도 하나의 중앙 처리 장치(22) 및 메인 메모리(24)로 구성된 호스트와, 복수의 저장 장치들(SSDs)과 스토리지 제어기(26)로 구성된 데이터 저장 시스템을 포함한다.
중앙 처리 장치(22)와 스토리지 제어기(26)는 호스트 버스(21)를 통하여 연결될 수 있다. 본 발명의 저장 장치(SSD)는 도 5에 도시된 저장 장치(1000)로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템(20)은 데이터 저장 시스템에서 자체적으로 글로벌 가비지 컬렉션을 수행하기 때문에, 호스트에서 글로벌 가비지 컬렉션을 고려할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 호스트 시스템(20)은 종래의 그것과 비교하여 호스트에서 글로벌 가비지 컬렉션에 따른 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 글로벌 가비지 컬렉션에 따른 중앙 처리 장치의 사용률 및 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 스토리지 제어기(26)는 한정된 개수의 저장 장치들만 연결될 수 있다. 일반적으로 스토리지 제어기(26)에 연결되는 저장 장치들의 개수를 증가시키기 위하여 확장기(expander)를 추가할 수 있다. 본 발명은 이러한 확장 제어기에도 적용 가능하다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 2 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 11을 참조하면, 호스트 시스템(30)은, 적어도 하나의 중앙 처리 장치(32) 및 메인 메모리(34)로 구성된 호스트와, 복수의 저장 장치들(SSDs), 스토리지 제어기(36) 및 확장기(38)로 구성된 데이터 저장 시스템을 포함한다. 본 발명의 저장 장치(SSD)는 도 5에 도시된 저장 장치(1000)로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 11에서는 호스트와 저장 장치 사이에 중간 매체(예를 들어, 스토리지 제어기, 확장기)가 존재하였다. 하지만, 본 발명의 글로벌 가비지 컬렉션은 이러한 구조에 제한되지 않을 것이다. 본 발명은 호스트와 저장 장치가 직접 연결되는 호스트 시스템에도 적용 가능하다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 3 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, 호스트 시스템(40)은, 적어도 하나의 중앙 처리 장치(42) 및 메인 메모리(44)로 구성된 호스트와, 복수의 저장 장치들(NVMe)을 포함한다. 본 발명의 저장 장치(NVMe)는 포인트-투-포인트 인터페이스를 이용하여 글로벌 가비지 컬렉션과 관련된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령d을 발행 및 입력 받도록 구현될 수 있다.
도 12을 다시 참조하면, 두 개의 RAID 그룹들(RAID1, RAID2)을 구성할 수 있다. RAID 그룹들(RAID1, RAID2) 각각의 저장 장치들은 서로 글로벌 가비지 컬렉션 메시지를 발행 및 입력 받을 수 있다. 글로벌 가비지 컬렉션이 수행된 후에는 RAID가 리빌딩될 것이다.
한편, 본 발명의 호스트 시스템은 HDD(hard disk drive)와 함께 사용하는 구조일 수도 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 시스템에 대한 제 4 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 13을 참조하면, 호스트 시스템(50)은, 적어도 하나의 중앙 처리 장치(52) 및 메인 메모리(54)로 구성된 호스트, 복수의 저장 장치들(NVMe)을 구성된 RAID들(RAID1, RAID2), 스토리지 제어기(56) 및 스토리지 제어기(56)에 연결된 복수의 하드 디스크들(HDDs)로 구성된 RAID(RAID3)을 포함한다. RAID들(RAID1, RAID2)을 구성하는 저장 장치들(NVMe) 각각은 포인트-투-포인트 인터페이스를 이용한 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령를 발행 및 입력 받도록 구현될 수 있다.
본 발명은 서버 환경에서 SSD 가비지 컬렉션에 의한 성능 저하(Drop) 구간을 완전히 제거함으로써, 지속적으로 짧은 레이턴시(consistent low latency) 환경을 구현할 수 있다.
본 발명은 SSD 내부 자원만을 이용하여 글로벌 가비지 컬렉션을 수행함으로써, SSD를 사용하는 업체의 협력 없이 자체적으로 글로벌 가비지 컬렉션을 수행할 수 있다.
본 발명은 SSD 내부 자원만을 이용해 동일한 RAID 그룹에 포함된 SSD 간의 네트워크 환경을 구축함으로써, 서버 환경에서 자체 관리(self-management) 성능을 강화시킬 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 13에서는 멀티캐스트 동작이 지원되는 저장 장치에 대하여 글로벌 가비지 컬렉션에 대하여 설명하였다. 하지만, 본 발명이 반드시 여기에 제한되지 않을 것이다. 본 발명은 쓰기 그룹 내에 어느 하나의 저장 장치가, 다른 저장 장치들로부터 글로벌 가비지 컬렉션 메시지를 입력 받고, 이를 나머지 저장 장치들에게 전송할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 글로벌 가비지 컬렉션 방법을 설명하는 도면이다. 도 14를 참조하면, 제 1 저장 장치(SSD1)는 제 3 저장 장치(SSD3)로부터 글로벌 가비지 컬렉션 메시지(GC_MGC)를 입력 받고, 이를 제 2 내지 제 3 저장 장치들(SSD2, SSD3, SSD4)로 전송한다. 제 2 내지 제 3 저장 장치들(SSD2, SSD3, SSD4)은 입력된 글로벌 가비지 컬렉션 메시지(GC_MSG)에 응답하여 가비지 컬렉션을 시작한다.
본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템 혹은 저장 장치는 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장 될 수 있다. 실시 예에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템 혹은 저장 장치는 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP), 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장될 수 있다.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.
10: 데이터 저장 시스템
100: 중앙처리장치
200: 루트 컴플렉스
300: 시스템 메모리
400: 인터페이스 스위치
510 ~ 540: 저장 장치
UP: 업스트림 포트
DP1 ~ DP4: 다운스트림 포트
401: 가상 채널
20, 30, 40: 호스트 시스템

Claims (10)

  1. 저장 장치들을 포함하는 데이터 저장 시스템의 가비지 컬렉션 방법에 있어서:
    상기 저장 장치들 중 어느 하나의 저장 장치에서 가비지 컬렉션이 필요한 지를 판별하는 단계;
    상기 어느 하나의 저장 장치에서 멀티캐스트 동작을 통하여 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 쓰기 그룹 내의 적어도 하나의 다른 저장 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 어느 하나의 저장 장치에서 상기 가비지 컬렉션을 수행하는 단계를 포함하는 가비지 컬렉션 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령은 상기 가비지 컬렉션을 수행하는 가비지 컬렉션 시간 정보를 포함하는 가비지 컬렉션 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령은, 상기 쓰기 그룹에 대한 식별 번호를 포함하는 헤더와 상기 가비지 컬렉션 시간 정보를 포함하는 페이로드로 구성된 패킷 형태인 가비지 컬렉션 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 저장 장치로 전송하는 단계는,
    상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 가상 채널로 전송하는 단계; 및
    상기 가상 채널에서 멀티캐스트 룩업 테이블을 참조하여 상기 쓰기 그룹에 대응하는 적어도 하나의 다운스트림 포트로 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 다운스트림 포트는 상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에 연결되는 가비지 컬렉션 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 저장 장치로 전송하는 단계는,
    상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 복사하는 단계; 및
    상기 복사된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 상기 적어도 하나의 다운스트림 포트로 전송하는 단계를 더 포함하는 가비지 컬렉션 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에서 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 입력 받는 단계를 더 포함하는 가비지 컬렉션 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에 입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령이 복수 개인지 판별하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 다른 저장 장치에 입력된 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령이 복수 개일 때, 상기 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령들의 우선권을 판별하는 단계를 더 포함하는 가비지 컬렉션 방법.
  8. 복수의 비휘발성 메모리 장치들; 및
    상기 복수의 비휘발성 메모리 장치들을 제어하고, 상기 메모리 제어기는, 가비지 컬렉션이 필요할 때 제 1 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 발행하고, 상기 제 1 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 멀티캐스트 동작을 통하여 쓰기 그룹 내의 다른 저장 장치들로 전송하거나, 상기 다른 저장 장치들 중 적어도 하나로부터 멀티캐스트 동작을 통하여 제 2 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령을 입력 받고, 상기 제 1 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령 혹은 상기 제 2 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령에 응답하여 가비지 컬렉션을 수행하는 메모리 제어기를 포함하는 저장 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 멀티캐스트 가비지 컬렉션 명령들 각각을 외부의 장치와 입출력하기 위한 스토리지 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 스토리지 인터페이스는 멀티캐스트 동작을 지원하고,
    상기 스토리지 인터페이스는 PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스인 저장 장치.
  10. 중앙처리장치;
    로컬 버스를 통하여 상기 중앙처리장치에 연결되고, 상기 중앙처리장치의 트랜잭션을 대신하는 루트 컴플렉스;
    상기 중앙처리장치 혹은 상기 루트 컴플렉스의 동작 중 발생되는 데이터를 저장하는 시스템 메모리;
    PCIe((Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스를 통해 데이터를 송수신하는 엔드포인트 장치들; 및
    상기 루트 컴플렉스에 연결하는 업스트림 포트, 상기 엔드포인트 장치들 각각에 연결하는 다운스트림 포트들 및 멀티 캐스트 동작을 지원하는 가상 채널을 포함하는 인터페이스 스위치를 포함하고,
    상기 엔드포인트 장치들 각각은 상기 멀티캐스트 동작을 통하여 글로벌 가비지 컬렉션을 수행하는 데이터 저장 시스템.

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