[發明專利]存儲器內日志

在審

• 申請號: 202210930247.8
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115705263A
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: A·J·湯姆林
• 申請（專利權）人: 鎧俠股份有限公司
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉薇;劉瑞東

本發明涉及存儲器內日志。本文描述的各種實施方式涉及用于使用存儲器內日志管理元數據的系統和方法，包括：確定用于數據的元數據；將元數據存儲在存儲器內日志中；檢測存儲裝置的操作的即將發生的中斷；響應于檢測到即將發生的中斷，將存儲器內日志編程到存儲裝置的非易失性存儲器裝置；檢測存儲裝置的操作正被恢復；以及響應于檢測到存儲裝置的操作正被恢復，執行元數據更新。從非易失性存儲器的第一原始區域讀取第一數據。第一元數據包括用于非易失性存儲器的第一新區域中的每一者的第一物理地址。在非易失性存儲器裝置的元數據區域中對元數據進行編程。

相關申請的交叉引用

本申請與2021年8月3日提交的標題為“METADATA MANAGEMENT IN NON-VOLATILEMEMORY DEVICES USING IN-MEMORY JOURNAL(使用存儲器內日志在非易失性存儲器裝置中的元數據管理)”的律師案號117441-0198相關，其內容通過引用整體并入本文。本申請還與2021年8月3日提交的標題為“METHOD FOR DISCARDING GARBAGE COLLECTION DATA DURINGPOWER LOSS(在斷電期間丟棄垃圾收集數據的方法)”的律師案號117441-0211相關，其內容通過引用整體并入本文。本申請與2021年8月3日提交的標題為“CONDITIONAL UPDATE,DELAYED LOOKUP(有條件更新、延遲查找)”的律師案號117441-0215相關，其內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本公開一般涉及用于非易失性存儲器(NVM)器件中的元數據管理的系統、方法和非暫時性處理器可讀介質。

背景技術

傳統固態驅動器(SSD)從主機接收寫入命令和相關數據，并響應于將數據(也稱為主機數據或用戶數據)寫入易失性存儲器或SSD的另一個合適的臨時緩沖器而向主機確認寫入命令。SSD的控制器可以將存儲在易失性存儲器中的數據寫入SSD的NVM(例如，諸如NAND存儲器裝置的閃存)。一旦將數據寫入NVM的物理地址完成，控制器(例如，閃存轉換層(FTL))就例如在邏輯-物理(L2P)映射信息(其示例是L2P映射表)中更新數據所關聯的邏輯地址與標識物理位置的物理地址之間的映射。

元數據指與由SSD生成或使用的數據相關聯以促進和管理數據的處理(例如，讀取和寫入)的信息。元數據的示例包括但不限于數據的L2P映射信息(例如L2P映射表)、數據的狀態信息、數據的屬性信息等。

在非分頁SSD(具有非分頁FTL)中，所有元數據都可以由控制器存儲在至少一個動態隨機存取存儲器(DRAM)中。在這樣的SSD中，在執行寫入命令期間，將新主機數據寫入NVM，更新映射信息，并計算可用空間。

在分頁SSD(具有分頁FTL)中，并非所有元數據都能夠被存儲在控制器的DRAM中，一些元數據被存儲在DRAM中，而其他元數據被存儲在NVM裝置的元數據頁中。換言之，響應于寫入或讀取命令，必須從NVM裝置中讀取(或“頁入”)元數據片段以進行更新。在這方面，從NVM裝置中讀取元數據可能導致讀取或寫入命令的昂貴讀取延遲。一個技術問題是可能在元數據頁未被加載的情況下確認寫入命令。

在分頁FTL中，通常對頁的一小部分進行元數據更新。僅跟蹤更新比保存整個頁更有效。電力故障方案可能依賴于兩個基本操作來恢復映射信息。第一種方案涉及在完全斷電之前保存元數據。該方案需要電容器或其他可以在主電源故障后提供備用電源的電力存儲裝置。第二種方案涉及掃描用戶數據塊以在電力恢復時重建丟失的元數據。雖然第一種方案通常比第二種方案更穩健且更容易測試，但是第一種方案在硬件方面更昂貴并且具有規模限制。特別是，添加更大的超級電容器會增加硬件成本，包括額外的組件成本和額外的電路板空間兩者。因此，外形尺寸和電路板空間通常是一個重大限制。盡管在某些情況下掃描通常會降低成本，但是掃描也有很大的限制，包括在多流裝置中的限制。