[發明專利]通過使用閃存轉換層來管理存儲器資源的數據存儲設備

在審

• 申請號: 202010552330.7
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN112114743A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 林相佑;申東君
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社;成均館大學校產學協力團
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06K9/62
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邵亞麗

提供了一種數據存儲設備，用于通過使用用于壓縮映射信息的閃存轉換層(FTL)來管理存儲器資源。FTL將用于主機的輸入和輸出請求的總邏輯地址空間劃分為n個虛擬邏輯地址流，根據所述n個虛擬邏輯地址流的流屬性生成初步聚類映射表，通過對初步聚類映射表執行k均值聚類算法生成壓縮聚類映射表，并通過使用DFTL方法生成高速緩存聚類映射表，所述高速緩存聚類映射表被配置為被頻繁引用的壓縮聚類映射表的一部分。FTL通過壓縮聚類映射表將分配給未映射的物理地址流的數據緩沖器的空間擴展到易失性存儲器設備的數據緩沖器中的DFTL高速緩存映射。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年6月20日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2019-0073753號的權益，其全部公開內容通過引用合并于此。

技術領域

背景技術

一種用于通過使用具有壓縮映射信息的閃存轉換層(flash translation layer，FTL)管理閃存資源的數據存儲設備及操作所述數據存儲設備的方法。

為了使基于閃存的數據儲存器執行來自操作系統(operating system，OS)或文件系統的訪問數據存儲設備的請求，在系統和閃存之間存在FTL。閃存使用以頁為單位的讀取操作和寫入操作以及以塊為單位的擦除操作作為基本操作，但是具有有限的使用壽命。為了克服閃存的可能不能在正確的位置覆蓋數據的局限性，FTL包含定義主機提供的邏輯地址和閃存的物理地址之間的關系的映射信息。FTL通過使用所述映射信息執行將主機的邏輯地址轉換為閃存的物理地址的操作。

數據存儲設備包括易失性存儲器，例如，動態隨機存取存儲器(dynamic randomaccess memory，DRAM)或靜態隨機存取存儲器(static random access memory，SRAM)。易失性存儲器執行存儲由主機請求的要寫入的數據、將所存儲的數據寫入閃存中的數據緩沖功能，以及存儲FTL的映射信息的映射功能。

然而，高寫入放大率可能會通過增加隨機寫入的可能性并增加存儲器單元的磨損而使數據存儲設備的寫入性能惡化。

另一方面，當存儲器單元能夠執行多流，自適應地控制彼此相關的寫入操作的流并布置受控流時，可以確保更大的靈活性，可以減少寫入放大率，可以提高設備的性能。

FTL可以將主機請求的要寫入的數據存儲在易失性存儲器中，并且可以向主機響應數據已被完全寫入。之后，當在易失性存儲器中的數據未被寫入閃存的狀態下，當主機讀取請求達到與被請求要寫入的數據相同的邏輯地址空間時，FTL可以使用保留在易失性存儲器的高速緩存中的最近數據來處理主機讀取請求。

FTL高速緩存功能可通過有效地管理易失性存儲器來擴展，并且可通過增加存儲器對請求的響應速度來提高數據存儲設備的性能。

發明內容

一種用于通過使用具有壓縮映射信息的閃存轉換層(FTL)來管理存儲器資源的數據存儲設備及操作所述數據存儲設備的方法。

根據示例實施例的FTL管理主機的邏輯地址流與非易失性存儲器設備(NVM)的物理地址流之間的映射信息。FTL包括：流聚類管理器模塊，所述流聚類管理器模塊被配置為通過將用于從主機接收的輸入和輸出請求的總邏輯地址空間劃分為n個空間(n是整數)、將所述n個空間設置為n個虛擬邏輯地址流，并根據所述n個虛擬邏輯地址流的所選擇的流屬性將所述n個虛擬邏輯地址流映射到k個物理地址流(k是小于n的數)來生成初步聚類映射表；以及自適應k均值聚類算法模塊，所述自適應k均值聚類算法模塊被配置為通過對所述初步聚類映射表執行自適應k均值聚類算法，來生成用于將所述n個虛擬邏輯地址流映射到c(c是小于k的數)個物理地址流的壓縮聚類映射表。