太阳城集团

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固态硬盘装置.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201310381722.1

申请日:

2013.08.28

公开号:

CN103678177A

公开日:

2014.03.26

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权的转移IPC(主分类):G06F 12/16登记生效日:20180214变更事项:专利权人变更前权利人:巴法络记忆体股份有限公司变更后权利人:巴法络股份有限公司变更事项:地址变更前权利人:日本爱知县变更后权利人:日本爱知县|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 12/16申请日:20130828|||公开
IPC分类号: G06F12/16 主分类号: G06F12/16
申请人: 巴法络记忆体股份有限公司
发明人: 真国一起; 冲永隆幸; 东修一郎; 高田阳介; 菅原识介
地址: 日本爱知县
优先权: 2012.08.29 JP 2012-188415
专利代理机构: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310381722.1

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2018.03.09|||2016.08.31|||2014.04.23|||2014.03.26

法律状态类型:

太阳城集团专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明提供一种固态硬盘装置,该SSD装置是能够恰当地应对断电的小型轻量的装置。在使用了快闪存储器的SSD装置中设置有与快闪存储器种类不同的非易失性存储器和控制器部,其中,该控制器部在接收要写入快闪存储器的数据并将接收到的该数据保存到非易失性存储器之后,写入要从非易失性存储器写入快闪存储器的数据,并且,控制器部将表示控制器部所要进行的作业流程的流程数据保存到非易失性存储器。

权利要求书

权利要求书
1.  一种固态硬盘装置,使用了快闪存储器,该固态硬盘装置的特征在于,具备:
非易失性存储器,其与上述快闪存储器种类不同;以及
控制器部,其在接收到要写入上述快闪存储器的数据并将接收到的该数据保存到上述非易失性存储器之后,对要从上述非易失性存储器写入上述快闪存储器的数据进行写入,
其中,上述控制器部将表示该控制器部所要进行的作业流程的流程数据保存到上述非易失性存储器中。

2.  根据权利要求1所述的固态硬盘装置,其特征在于,
在对于上述固态硬盘装置的电源供给被强制性地切断之后,上述控制器部参照保存在上述非易失性存储器内的上述流程数据来进行上述固态硬盘装置的恢复动作。

3.  根据权利要求2所述的固态硬盘装置,其特征在于,
在对于上述固态硬盘装置的电源供给被强制性地切断之后,上述控制器部参照针对上述固态硬盘装置的断电在该固态硬盘装置的动作的哪个时刻发生来进行上述固态硬盘装置的恢复动作。

说明书

说明书固态硬盘装置
技术领域
本发明涉及一种使用了NAND快闪存储器等快闪存储器的SSD装置。
背景技术
近年来,基于吞吐量高、电力消耗低等观点,利用SSD(Solid State Drive:固态硬盘)装置来替代硬盘驱动器(HDD:Hard Disk Drive)。在这种SSD装置中具有如下的例子:为了提高读出、写入的速度而利用作为易失性存储器的DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)来作为高速缓冲存储器。
在此,当由于无法预测的停电等而强制性地切断对该SSD装置的电源供给(以后有时简称为“断电”)时,在高速缓冲存储器为易失性存储器的情况下,在高速缓冲存储器上展开的数据伴随断电而消失。因而,需要应对所述高速缓冲存储器内的数据伴随断电而消失的对策。
不只限于SSD装置,用于外部存储装置的高速缓冲存储器大多为易失性存储器,因此提出了如下的技术:在该外部存储装置中设置电池,在断电时通过从该电池供给的电力使处于高速缓冲存储器内的数据保存到外部存储装置内的快闪存储器(参照专利文献1),或者在断电时电池驱动高速缓冲存储器来继续保持内部数据(参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开平5-216775号公报
专利文献2:日本特开2012-78941号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述以往的外部存储装置均是在断电时利用电池对高速缓冲存储器内的数据进行备份,或者利用电池作为使高速缓冲存储器内的数据保存到非易失性存储器时的电源,无论如何都需要电池以应对断电。然而,在将该技术应用于SSD装置的情况下,SSD装置的优点是小型轻量,因此由于设置电池而无法避免导致SSD装置大型化以及重量增加。也考虑假设使用双电层电容器作为临时电源,但即使在这种情况下仍然无法避免导致SSD装置大型化以及重量增加。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够恰当地应对断电的小型轻量的SSD装置。
用于解决问题的方案
本发明应用于使用了快闪存储器的SSD(固态硬盘)装置,而且,为了达成上述目的,在该SSD装置中设置有与快闪存储器种类不同的非易失性存储器和控制器部,其中,该控制器部在接收到要写入快闪存储器的数据并将接收到的该数据保存到非易失性存储器之后,对要从非易失性存储器写入快闪存储器的数据进行写入,并且,控制器部将表示控制器部所要进行的作业流程的流程数据保存到非易失性存储器。
因而,即使在SSD装置发生了断电的情况下,由于流程数据被保存在与快闪存储器种类不同的非易失性存储器中,因此流程数据不会由于断电而消失。
在此,优选的是在对于SSD装置的电源供给被强制性地切断之后,控制器部参照保存在非易失性存储器内的流程数据来进行SSD装置的恢复动作。并且,优选的是在对于SSD装置的电源供给被强制性地切断之后,控制器部参照在SSD装置的动作的哪个时刻发生了针对该SSD装置的断电来进行SSD装置的 恢复动作。
发明的效果
在本发明中,控制器部将表示控制器部所要进行的作业流程的流程数据保存到非易失性存储器中,因此该流程数据不会由于断电而消失。由此,不设置电池等电源就能够通过参照流程数据来进行断电结束后的恢复动作。因此,能够提供一种可恰当地应对断电的小型轻量的SSD装置。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施方式的SSD装置的结构例的概要框图。
图2是表示作为本发明的一个实施方式的SSD装置的控制器部的内容例的框图。
图3是用于说明作为本发明的一个实施方式的SSD装置的动作的图。
图4是表示作为本发明的一个实施方式的SSD装置的动作的一例的流程图。
图5是表示作为本发明的一个实施方式的SSD装置的动作的另一个例子的流程图。
图6是表示作为本发明的一个实施方式的SSD装置的动作的再一个例子的流程图。
附图标记说明
1:SSD装置;11:控制器部;12:接口部;13:高速缓冲存储器部;14:快闪存储器部;21:CPU;22:存储部;23:输入输出部;24:缓存控制部;30、33:数据;31:管理表;32:作业流程数据。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的SSD装置的实施方式。
(一个实施方式)
如在图1中表示的概要那样,作为本发明的一个实施方式的SSD装置1构成为包括控制器部11、接口部12、高速缓冲存储器部13、快闪存储器部14以及电源部15。该SSD装置1经由接口部12与主机(计算机等利用SSD装置的装置)相连接。
控制器部11是按照所存储的程序来进行动作的程序控制设备,具体地说,如图2所例示那样,控制器部11构成为包括CPU21、存储部22、输入输出部23、缓存控制部24以及快闪存储器接口25。
在此,CPU21按照存储在存储部22中的程序进行动作。在本实施方式中,该CPU21按照经由输入输出部23从主机侧输入的指示与高速缓冲存储器部13、快闪存储器部14之间进行数据的读出、写入。后面叙述该CPU21的具体的处理内容。
控制器部11的存储部22例如是SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)等易失性存储器,保持固件等由CPU21执行的程序。此外,该固件可以事先保存在未图示的NOR型闪存等非易失性存储器中,将该NOR型闪存连接于控制器部11,从该NOR型闪存读出该固件并存储到该存储部22中。另外,该固件可以是被存储到DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory:数字视盘)等计算机可读记录介质、或者从主机侧提供并被复制到该存储部22中的固件。
将输入输出部23连接于接口部12,经由接口部12来控制CPU21与主机装置之间的通信。该输入输出部23例如是SATA(Serial Advanced Technology Attachment:串行高级技术附件)-PHY。
缓存控制部24按照从CPU21输入的指示与高速缓冲存储器部13之间进行数据的写入、读出的处理。快闪存储器接口25按照从CPU21输入的指示与快闪存储器部14之间进行数据的写入、读出。
接口部12是SATA或者PATA(Parallel Advanced Technology Attachment:并行高级技术附件)接口、连接器等,与主机侧相连接。该接口部12从主机装置侧接收命令、作为写入对象的数据并输出到控制器部11。另外,该接口部12将从控制器部11输入的数据等输出到主机装置侧。并且,例如在控制器部11所包含的输入输出部23为SATA-PHY、接口部12为PATA接口、连接器的情况下,可以在控制器部11与接口部12之间设置用于进行PATA与SATA之间的协议转换的组件。
高速缓冲存储器部13包括与快闪存储器种类不同的非易失性存储器。作为这种非易失性存储器,具有FeRAM(Ferroelectric RAM:铁电随机存储器)、MRAM(Magnetoresistive RAM:磁阻式随机存储器)等。高速缓冲存储器部13按照从控制器部11输入的指示来保持数据。另外,该高速缓冲存储器部13按照从控制器部11输入的指示读出所保持的数据并输出到控制器部11。
快闪存储器部14例如包括NAND型闪存。该快闪存储器部14按照从控制器部11输入的指示来保持数据。另外,该快闪存储器部14按照从控制器部11输入的指示读出所保持的数据并输出到控制器部11。
电源部15按照从控制器部11输入的指示来单独接通/切断对各部的电源供给。
(一个实施方式的动作)
接着,参照图3说明本实施方式的SSD装置1的动作的概要。如图3的(a)所示,对不具有高速缓冲存储器的普通的SSD装置写 入数据(A)30、管理表(B)31以及作业流程数据(C)32,其中,该数据(A)30被写入到快闪存储器部14内,该管理表(B)31用于管理该快闪存储器部14内的逻辑地址,该作业流程数据(C)32表示记载有针对快闪存储器部14的数据写入/读出动作的过程的作业流程。在SSD装置发生断电时,为了在进行断电结束后的恢复作业时参照该数据22进行恢复作业,而将作业流程数据32写入快闪存储器部14。因而,只要写入新的数据,就基本上不需要事先将管理表31和作业流程数据32保存到快闪存储器部14内。
该管理表31和作业流程数据32被分散地写入到快闪存储器部14内。因而,在用数据30、管理表31以及作业流程数据32填满快闪存储器部14的阶段需要删除多余的管理表31和作业流程数据32(在此所说的“删除”包括:在该时刻有效的管理表31上使多余的管理表31等所存储的地址无效等而成为可写入的状态、删除该位置的快闪存储器部14的区块)。
为了省略这样的动作,进一步地为了使针对快闪存储器部14的数据写入/读出的动作高速化,设置有高速缓冲存储器部13,但在利用DRAM等易失性存储器构成该高速缓冲存储器部13的情况下,如已经说明那样存在作为断电对策而需要电源等的问题。
因此,在本实施方式中,如图3的(b)所示,设为如下结构:在SSD装置1中设置包括与快闪存储器种类不同的非易失性存储器的高速缓冲存储器部13,控制器部11将被指示从未图示的主机装置向SSD装置1写入的数据(D)33、管理表(B)31以及作业流程数据(C)32保存到高速缓冲存储器部13中,并且将数据33写入快闪存储器部14。根据所述结构,由于高速缓冲存储器部13具备非易失性存储器,因此即使在强制性地使SSD装置1断电 的情况下,数据33、管理表31以及作业流程数据32也不会由于断电而消失,而且能够通过参照作业流程数据32来进行断电结束后的恢复动作。
在此,说明本实施方式中的作业流程数据32的详细内容。作业流程数据32的具体结构是任意的,但作为一例,该作业流程数据32是包括每次作业的(1)处理内容所附加的编号、(2)传输源太阳城集团、(3)传输目的地太阳城集团、(4)作业完成标志并将(1)~(4)表格化而得到的。更为具体地说,(1)处理内容所附加的编号是指对在SSD装置1中实施的各处理分别附加编号而得到的,作为一例,将从主机装置向高速缓冲存储器部13的数据传输设为“1”,将从高速缓冲存储器部13向主机装置的数据传输设为“2”,将从高速缓冲存储器部13向快闪存储器部14的数据传输设为“3”。实际上例如用16进制数来表示该编号。(2)传输源太阳城集团和(3)传输目的地太阳城集团是以编号为单位的各个处理内容中的数据的传输源和传输目的地太阳城集团,作为一例为高速缓冲存储器部13等的地址值太阳城集团。此外,在如传输源为主机装置的情况那样传输源特定的情况下,或者在如快闪存储器部14的以区块为单位的删除动作的情况那样只要传输源太阳城集团或者传输目的地太阳城集团中的某一个明确即可的情况下,还有时一方的太阳城集团为空白。(4)作业完成标志是表示该处理是否已实施完的标志。
接着,参照图4~图6说明本实施方式的SSD装置1的动作。此外,只要没有特别记载,则由控制器部11实施图4~图6所示的动作。
首先,图4是用于说明将写入到SSD装置1的高速缓冲存储器部13的数据33(参照图3)向快闪存储器部14写入(传输)时的动作的流程图。在图4中,在步骤S1中确定要向快闪存储器部14进行数据写入的规定区域(传输目的地)。接着,在步骤S2中将 表示从高速缓冲存储器部13向快闪存储器部14的数据传输过程的作业流程数据32写入高速缓冲存储器部13。
在步骤S3中,将写入到高速缓冲存储器部13的数据33向快闪存储器部14的规定区域写入(传输)。在步骤S4中,从快闪存储器部14对控制器部11进行表示写入正常结束的通知。
在步骤S5中,在步骤S4中接收到对快闪存储器部14的数据写入正常结束的通知,从而更新被写入高速缓冲存储器部13的作业流程数据32。步骤S5的作业流程数据32更新作业包括:已处理的作业流程数据32的以作业为单位的删除作业、作业流程数据32的作业完成标志的改写(改写为表示实施完成的标志)作业。接着,在步骤S6中,同样在步骤S4中接收到对快闪存储器部14的数据写入正常结束的通知,从而更新处于高速缓冲存储器部13的管理表31。然后,在步骤S7中删除被写入高速缓冲存储器部13的作业流程数据32。在此所说的“删除”不仅包括处于高速缓冲存储器部13的作业流程数据32的擦除动作,还包括对于写入了作业流程数据32的区域设定为可写入数据。
接着,图5是用于说明从主机装置接收到作为向SSD装置1的快闪存储器部14写入的对象的数据时的动作的流程图。首先,在步骤S10中,以从主机装置接收到作为向快闪存储器部14写入的对象的数据为触发,将表示针对高速缓冲存储器部13的数据接收过程的作业流程数据32写入高速缓冲存储器部13。在步骤S11中,将从主机装置接收到的数据33写入高速缓冲存储器部13。在步骤S12中,从高速缓冲存储器部13对控制器部11进行表示写入正常结束的通知。
在步骤S13中,在步骤S12中接收到对高速缓冲存储器部13的数据写入正常结束的通知,从而更新被写入高速缓冲存储器部13的作业流程数据32。与步骤S5的作业同样地,步骤S13的 作业流程数据32更新作业包括:已处理的作业流程数据32的以作业为单位的删除作业、作业流程数据32的作业完成标志的改写(改写为表示实施完成的标志)作业。接着,在步骤S14中,同样在步骤S12中接收到对高速缓冲存储器部13的数据写入正常结束的通知,从而更新处于高速缓冲存储器部13的管理表31。然后,在步骤S15中将被写入高速缓冲存储器部13的作业流程数据32删除。在此所说的“删除”不仅包括处于高速缓冲存储器部13的作业流程数据32的擦除动作,还包括能够针对写入了作业流程数据32的区域设定为可写入数据。
接着,图6是用于说明在图4或者图5所示的动作过程中强制性地使本实施方式的SSD装置1发生断电后的恢复动作的流程图。首先,在步骤S20中,读出保存于高速缓冲存储器部13的作业流程数据32。接着,在步骤S21中对在步骤S20中读出的作业流程数据32进行分析。
进而,在步骤S22中判断在图4或者图5所示的动作的哪个阶段发生了断电。太阳城集团在哪个阶段发生了断电的判断,能够根据作业流程数据32的更新状态以及作业流程数据32内的作业完成标志的值来进行判断。而且,当判断为在图4的a所示的阶段发生了断电时,程序转移至步骤S23,取消从高速缓冲存储器部13向快闪存储器部14的数据传输作业。之后,SSD装置1恢复为正常动作。
另外,当在步骤S22中判断为在图4的b所示的阶段发生了断电时,程序转移至步骤S24,在管理表31中将在图4的步骤S1中确定的规定区域登记为之后要删除的对象,接着,在步骤S25中取消从高速缓冲存储器部13向快闪存储器部14的数据传输作业。之后,SSD装置1恢复为正常动作。在此所说的“登记为要删除的对象”包括:使在管理表31上与规定区域对应的地址无效 等而成为可写入的状态、将规定区域的快闪存储器部14作为区块删除的对象。
并且,当在步骤S22中判断为在图4的c所示的阶段发生了断电时,程序转移至步骤S26,继续进行图4的步骤S5所示的管理表31更新作业。接着,在步骤S27中结束从高速缓冲存储器部13向快闪存储器部14的数据传输作业。之后,SSD装置1恢复为正常动作。
并且,当在步骤S22中判断为在图5的d所示的阶段发生了断电时,程序转移至步骤S28,将写入了从主机装置接收到的数据的高速缓冲存储器部13的区域登记为空白区域,接着,在步骤S29中取消向高速缓冲存储器部13的数据写入作业。之后,SSD装置1恢复为正常动作。在此所说的“登记为空白区域”包括使作为写入对象的区域的地址无效等而成为可写入的状态。
并且,当在步骤S22中判断为在图5的e所示的阶段发生了断电时,程序转移至步骤S30,继续进行图5的步骤S13所示的管理表31更新作业。接着,在步骤S31中结束向高速缓冲存储器部13的数据写入作业。之后,SSD装置1恢复为正常动作。
如上述说明那样,在本实施方式的SSD装置1中,在SSD装置1中设置包括与快闪存储器种类不同的非易失性存储器的高速缓冲存储器部13,控制器部11将被指示从主机装置向SSD装置1写入的数据33、管理表31以及作业流程数据32保存到高速缓冲存储器部13中,因此即使在强制性地使SSD装置1发生断电的情况下,数据33、管理表31以及作业流程数据32也不会由于断电而消失,而且能够通过参照作业流程数据32来进行断电结束后的恢复动作。由此,能够恰当地应对断电。而且,不像以往的SSD装置等那样设置高速缓冲存储器的备份用电源就能够恰当地应对断电,因此能够实现SSD装置的小型轻量化。
在此,高速缓冲存储器部13是包括与快闪存储器部14种类不同的非易失性存储器的结构,因此能够考虑不将作业流程数据32保存到高速缓冲存储器部13中,而仅将数据33和管理表31保存到高速缓冲存储器部13的结构。在这种情况下也能够认为即使发生了断电、数据33和管理表31的该时刻的内容也不会消失。然而,可能无法事先预测在从主机向SSD装置1的数据写入作业的哪个阶段发生了断电,根据断电的定时的不同,仅利用数据33和管理表31的内容不能恰当地进行断电后的恢复动作。因而,为了恰当地应对断电,优选除了数据33、管理表31以外还将作业流程数据32保存到高速缓冲存储器部13中。
(变形例)
此外,本发明的SSD装置的细节并不限于上述一个实施方式,能够具有各种变形例。作为一例,在上述一个实施方式的SSD装置1中,作为用于高速缓冲存储器部13的非易失性的存储器,列举了FeRAM、MRAM的例子,但是能够应用于高速缓冲存储器部13的非易失性存储器并不限于此,例如也可以是ReRAM(Resistance Random Access Memory:可变电阻式随机存取存储器),总之,只要是不利用电池等电源进行备份就能够保持存储器内的数据的存储器就能够应用。

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固态 硬盘 装置
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