[發明專利]具有多個閃存封裝的存儲系統

有效

• 申請號: 200980159502.6
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN102449607A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 山本彰;杉本定廣;荒木亮彥;山本政行
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G06F12/16
• 分類號: G06F12/16;G06F3/08;G06F12/00;G06F12/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;范勝杰

技術領域

本發明涉及存儲系統。

背景技術

閃速存儲器，在存儲器的特性上，當想要改寫數據時無法在原來存儲了該數據的物理區域上直接覆蓋該數據。在進行數據的改寫時，需要在以作為閃速存儲器的刪除單位的、被稱為塊的單位執行刪除處理后改寫數據。對該塊的刪除處理的執行次數，由于物理的制約而存在極限。閃速存儲器的塊具有當刪除次數超過該極限數時無法在該塊中存儲數據的性質。

因此，當采取對閃速存儲器的各個塊固定地分配存儲數據的地址的方式時，通常針對每個地址改寫頻度不同，因此，針對每個塊產生了刪除次數的波動。因此，當某個特定的塊的刪除次數超過極限數時，無法存儲分配給該塊的地址的數據。為了解決以上的問題，作為減少該波動的技術而公開了被稱為損耗平衡(wear?leveling)的技術(例如專利文獻1)。損耗平衡的基本的思路是，作為外側可見的地址層，在物理的地址之外設置邏輯地址層，通過對被分配給物理地址的邏輯地址進行適當變更，例如對被頻繁存取的邏輯地址分配刪除次數少的地址，來削減物理塊的刪除次數的不平衡。另外，即使物理地址進行了變更，由于邏輯地址不改變，因此，從外側能夠以同一地址進行數據存取，因此也可以維持良好的使用便利性。

接著，說明存儲容量削減技術。近年來，在存儲系統中削減存儲容量的技術受到了關注。其代表性的技術之一是容量的虛擬化技術。所謂容量的虛擬化技術，是使主機側看到比存儲系統具有的物理容量大的虛擬容量的技術。這利用了以下特性：在用戶實際使用存儲系統的情況下，對于由用戶定義的用戶卷(從用戶看到的存儲裝置)的容量，實際存儲的數據的量不輕易達到該定義容量。即，在沒有容量虛擬化技術時，在定義卷時確保了所定義的物理的容量，與此相對，在應用了容量虛擬化技術時，當在存儲系統中實際存儲了數據時，初次確保容量。由此，可以削減存儲容量，并且用戶不需要嚴格地定義卷容量，簡單定義具有較大余量的值即可，因此，還可以提高使用便利性。在該技術中，當寫入數據時確保的物理存儲區域被稱為頁。一般來說，頁的大小具有多樣性，但是在本發明中，假定頁的大小大于作為閃速存儲器的刪除單位的塊的大小。另一方面，在閃速存儲器中，一般刪除的單位如前所述稱為塊，與此相對，將塊中的讀寫單位稱為頁。當然，在閃速存儲器中，塊的大小大于頁的大小。但是，在本發明中，頁的表述是指容量虛擬化中的頁。另外，如前所述，在本發明中設頁的大小大于閃速存儲器的塊的大小。

但是，成為本發明的對象的存儲系統具有上述的容量虛擬化技術未必是必要條件。另一方面，在具有容量虛擬化技術的存儲系統中，公開了以頁單位使頁在存儲裝置(典型的是HDD(Hard?Disk?Drive))間移動，實現性能提高的技術(專利文獻2)。而且，公開了在性能價格比不同的存儲裝置間移動頁，提高性能價格比的技術。另一方面，通常在HDD中存儲用戶的數據前以特定的模式、例如全0等進行格式化。還公開了此時在存儲系統中檢測出由主機寫入的該特定模式，釋放已經分配的頁的技術(專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國專利3507132

專利文獻2：日本特開2007-66259號公報

專利文獻3：日本特開2007-199922號公報

發明內容

發明要解決的課題

在將成為本發明的對象的閃速存儲器作為存儲介質的大容量存儲系統中，閃速存儲器芯片的數量例如達到數萬。因此，在存儲系統的控制器上連接數百個搭載了數百個芯片的閃存封裝成為典型的結構。

關于在本發明中要解決的課題，第一是在將大量的閃速存儲器芯片作為存儲介質而構成的大規模存儲系統中，在存儲系統全體中高效率地減少閃速存儲器的刪除次數的不平衡，第二是削減對閃速存儲器的存儲數據容量。首先，描述第一課題。在搭載了閃速存儲器的存儲系統中損耗平衡技術變得十分重要。但是，在具有數萬個成為本發明的對象的閃速存儲器的存儲系統中，當直接應用以往的損耗平衡的思路時，由于要減少數萬個的全部閃速存儲器芯片的塊刪除次數的不平衡，因此存在損耗平衡的控制開銷增大的課題。