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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024125708
(43)【公開日】2024-09-19
(54)【発明の名称】メモリシステム
(51)【国際特許分類】
G06F 12/06 20060101AFI20240911BHJP
G06F 12/00 20060101ALI20240911BHJP
【ＦＩ】
G06F12/06 550A
G06F12/00 597U
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023033708
(22)【出願日】2023-03-06
(71)【出願人】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 幸之介
(72)【発明者】
【氏名】米澤 真司
(72)【発明者】
【氏名】鋤柄 鋭二
(72)【発明者】
【氏名】原 充賢
(72)【発明者】
【氏名】森 悠
(72)【発明者】
【氏名】山崎 創
【テーマコード（参考）】
5B160
【Ｆターム（参考）】
5B160AA14
5B160CD04
5B160CD16
(57)【要約】
【課題】 処理の効率を向上できるメモリシステムを実現する。
【解決手段】 実施形態によれば、メモリシステムは、複数の不揮発性メモリチップと、コントローラとを具備する。コントローラは、複数の不揮発性メモリチップのそれぞれがビジー状態であるか否かを管理する。コントローラは、ホストによって発行された１つ以上の要求が少なくとも１つのキューに格納されている場合、１つ以上の要求から、複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態でない第１不揮発性メモリチップに対する第１要求を特定し、特定された第１要求に応じた処理を実行する。
【選択図】図７
【解決手段】 実施形態によれば、メモリシステムは、複数の不揮発性メモリチップと、コントローラとを具備する。コントローラは、複数の不揮発性メモリチップのそれぞれがビジー状態であるか否かを管理する。コントローラは、ホストによって発行された１つ以上の要求が少なくとも１つのキューに格納されている場合、１つ以上の要求から、複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態でない第１不揮発性メモリチップに対する第１要求を特定し、特定された第１要求に応じた処理を実行する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の不揮発性メモリチップと、
前記複数の不揮発性メモリチップのそれぞれがビジー状態であるか否かを管理し、
ホストによって発行された１つ以上の要求が少なくとも１つのキューに格納されている場合、
前記１つ以上の要求から、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態でない第１不揮発性メモリチップに対する第１要求を特定し、
前記特定された第１要求に応じた処理を実行するように構成されるコントローラとを具備する、
メモリシステム。
前記複数の不揮発性メモリチップのそれぞれがビジー状態であるか否かを管理し、
ホストによって発行された１つ以上の要求が少なくとも１つのキューに格納されている場合、
前記１つ以上の要求から、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態でない第１不揮発性メモリチップに対する第１要求を特定し、
前記特定された第１要求に応じた処理を実行するように構成されるコントローラとを具備する、
メモリシステム。
【請求項2】
前記コントローラは、
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記複数の不揮発性メモリチップの内の第２不揮発性メモリチップがビジー状態であることに応じ、前記第２不揮発性メモリチップに対する第２要求を前記キューからフェッチしないように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記複数の不揮発性メモリチップの内の第２不揮発性メモリチップがビジー状態であることに応じ、前記第２不揮発性メモリチップに対する第２要求を前記キューからフェッチしないように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記１つ以上の要求のそれぞれは、対応する処理が行われる対象である前記複数の不揮発性メモリチップのいずれかを指定し、
前記コントローラは、前記ホストから前記１つ以上の要求に応じて、前記１つ以上の要求のそれぞれで指定される前記複数の不揮発性メモリチップのいずれかに対し、前記１つ以上の要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項２に記載のメモリシステム。
前記コントローラは、前記ホストから前記１つ以上の要求に応じて、前記１つ以上の要求のそれぞれで指定される前記複数の不揮発性メモリチップのいずれかに対し、前記１つ以上の要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記１つ以上の要求は、前記キューへの格納順に並んだ第２要求と前記第１要求とを含み、
前記コントローラは、前記第２要求が、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する要求であることに応じ、
前記キューから前記第２要求をフェッチせず、
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記コントローラは、前記第２要求が、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する要求であることに応じ、
前記キューから前記第２要求をフェッチせず、
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記コントローラは、
前記フェッチされた第１要求と、前記フェッチされていない第２要求とを示す情報を管理するように構成される、
請求項４に記載のメモリシステム。
前記フェッチされた第１要求と、前記フェッチされていない第２要求とを示す情報を管理するように構成される、
請求項４に記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記コントローラは、
前記情報を用いて、前記第１要求が除外された前記１つ以上の要求から、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態でない第３不揮発性メモリチップに対する第３要求を特定し、
前記第３要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項５に記載のメモリシステム。
前記情報を用いて、前記第１要求が除外された前記１つ以上の要求から、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態でない第３不揮発性メモリチップに対する第３要求を特定し、
前記第３要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項５に記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記少なくとも１つのキューは、第１キューと第２キューとを含み、
前記１つ以上の要求は、前記第１キューに格納されている前記第１要求と、前記第２キューに格納されている第２要求とを含み、
前記コントローラは、
前記第１キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行し、
前記第２要求が、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する要求であることに応じ、前記第２キューから前記第２要求をフェッチしないように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記１つ以上の要求は、前記第１キューに格納されている前記第１要求と、前記第２キューに格納されている第２要求とを含み、
前記コントローラは、
前記第１キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行し、
前記第２要求が、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する要求であることに応じ、前記第２キューから前記第２要求をフェッチしないように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記コントローラは、
前記キューから、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する第２要求をフェッチし、
前記フェッチされた第２要求に応じた処理の実行を、前記第２不揮発性メモリチップがビジー状態でなくなるまで待機するように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記キューから、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する第２要求をフェッチし、
前記フェッチされた第２要求に応じた処理の実行を、前記第２不揮発性メモリチップがビジー状態でなくなるまで待機するように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項9】
前記コントローラは、さらに、
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項８に記載のメモリシステム。
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項８に記載のメモリシステム。
【請求項10】
前記１つ以上の要求は、前記キューへの格納順に並んだ第２要求と前記第１要求とを含み、
前記コントローラは、前記第２要求が、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する要求であることに応じ、
前記キューから前記第２要求をフェッチし、
前記フェッチされた第２要求に応じた処理の実行を、前記第２不揮発性メモリチップがビジー状態でなくなるまで待機し、
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記コントローラは、前記第２要求が、前記複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態である第２不揮発性メモリチップに対する要求であることに応じ、
前記キューから前記第２要求をフェッチし、
前記フェッチされた第２要求に応じた処理の実行を、前記第２不揮発性メモリチップがビジー状態でなくなるまで待機し、
前記キューから前記第１要求をフェッチし、
前記フェッチされた第１要求に応じた処理を実行するように構成される、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項11】
前記ビジー状態である不揮発性メモリチップは、データが書き込まれている状態の不揮発性メモリチップである、
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のメモリシステム。
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のメモリシステム。
【請求項12】
ランダムアクセスメモリをさらに具備し、
前記ビジー状態である不揮発性メモリチップは、データが書き込まれている状態であり、且つ次に書き込まれるべきデータが前記ランダムアクセスメモリに格納済みである不揮発性メモリチップである、
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のメモリシステム。
前記ビジー状態である不揮発性メモリチップは、データが書き込まれている状態であり、且つ次に書き込まれるべきデータが前記ランダムアクセスメモリに格納済みである不揮発性メモリチップである、
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のメモリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、不揮発性メモリを制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、不揮発性メモリを備えるメモリシステムが広く普及している。このようなメモリシステムの１つとして、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）が知られている。ＳＳＤは、様々なコンピューティングデバイスのメインストレージとして使用されている。
【0003】
不揮発性メモリは、例えば、１つ以上の不揮発性メモリチップ（不揮発性メモリダイ）で構成される。メモリシステムは、ホストから受け付けた要求に応じて、不揮発性メモリチップに対する処理を行う。
【0004】
より具体的には、ホストには、例えば、サブミッションキュー（ＳＱ）が設けられる。サブミッションキューは、メモリシステムにおいて実行されるべき１つ以上の要求を記憶可能である。
【0005】
メモリシステムは、サブミッションキューから要求を取得することにより、ホストからの要求を受け付ける。そして、メモリシステムは、受け付けた要求に応じた処理を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第１０６４２５００号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第２０２２／０２０６８７１号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０２２／０１９７５６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ホストは、各要求の対象となる不揮発性メモリチップを指定することがある。
【0008】
この場合に、メモリシステムが、単一の不揮発性メモリチップを指定している多数の要求をホストから取得したならば、対応する処理を直ちに開始できない要求のために、メモリシステムのリソースが浪費されることになる。そして、メモリシステムでは、リソースが不足することによって処理の効率（スループット）が低下する可能性がある。
【0009】
実施形態の一つは、処理の効率を向上できるメモリシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
実施形態によれば、メモリシステムは、複数の不揮発性メモリチップと、コントローラとを具備する。コントローラは、複数の不揮発性メモリチップのそれぞれがビジー状態であるか否かを管理する。コントローラは、ホストによって発行された１つ以上の要求が少なくとも１つのキューに格納されている場合、１つ以上の要求から、複数の不揮発性メモリチップの内のビジー状態でない第１不揮発性メモリチップに対する第１要求を特定し、特定された第１要求に応じた処理を実行する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システムの構成例を示すブロック図。
【図2】比較例に係るメモリシステムにおいて、ホストからの書き込み要求によってリソースが不足する例を示す図。
【図3】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられるメモリチップ管理テーブルの構成例を示す図。
【図4】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられるコマンド管理テーブルの構成例を示す図。
【図5】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて、ライトバッファに格納されているユーザデータの例を示す図。
【図6】第１実施形態に係るメモリシステムにおけるコマンド実行動作およびビジー状態管理動作の例を示す図。
【図7】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて、フェッチ制御動作によりサブミッションキューからフェッチされるコマンドの例を示す図。
【図8】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて用いられるＳＱビットマップの例を示す図。
【図9】第１実施形態に係るメモリシステムにおけるフェッチ制御動作の第１の例を示す図。
【図10】第１実施形態に係るメモリシステムにおけるフェッチ制御動作の第２の例を示す図。
【図11】第１実施形態に係るメモリシステムにおけるフェッチ制御動作の第３の例を示す図。
【図12】第１実施形態に係るメモリシステムにおけるフェッチ制御動作の第４の例を示す図。
【図13】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて、ライトコマンドが追加されたコマンド管理テーブルの例を示す図。
【図14】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される第１フェッチ制御処理の手順の例を示すフローチャート。
【図15】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて、フェッチ制御動作によりサブミッションキューからフェッチされるコマンドの別の例を示す図。
【図16】第１実施形態に係るメモリシステムにおけるフェッチ制御動作の第５の例を示す図。
【図17】第１実施形態に係るメモリシステムにおけるフェッチ制御動作の第６の例を示す図。
【図18】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて、ライトコマンドが追加されたコマンド管理テーブルの別の例を示す図。
【図19】第１実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される第２フェッチ制御処理の手順の例を示すフローチャート。
【図20】第２実施形態に係るメモリシステムにおいて、フェッチ制御動作によりサブミッションキューからフェッチされるコマンドの例を示す図。
【図21】第２実施形態に係るメモリシステムにおけるフェッチ制御動作の例を示す図。
【図22】第２実施形態に係るメモリシステムにおいて、ライトコマンドが追加されたコマンド管理テーブルの例を示す図。
【図23】第２実施形態に係るメモリシステムにおけるコマンド実行動作およびビジー状態管理動作の例を示す図。
【図24】第２実施形態に係るメモリシステムにおいて実行される第３フェッチ制御処理の手順の例を示すフローチャート。
【図25】第２実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるコマンド実行制御処理の手順の例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【0013】
（第１実施形態）
まず図１を参照して、第１実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システム１の構成を説明する。情報処理システム１は、ホストデバイス２とメモリシステム３とを含む。
まず図１を参照して、第１実施形態に係るメモリシステムを含む情報処理システム１の構成を説明する。情報処理システム１は、ホストデバイス２とメモリシステム３とを含む。
【0014】
ホストデバイス２は、大量且つ多様なデータをメモリシステム３に保存するストレージサーバであってもよいし、パーソナルコンピュータであってもよい。以下では、ホストデバイス２を、ホスト２とも称する。
【0015】
メモリシステム３は、不揮発性メモリにデータを書き込み、不揮発性メモリからデータを読み出すように構成されたストレージデバイスである。不揮発性メモリは、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリである。メモリシステム３はストレージデバイス、または、半導体ストレージデバイスとも称される。メモリシステム３は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）として実現される。
【0016】
メモリシステム３は、ホスト２のストレージとして使用され得る。メモリシステム３は、ホスト２に内蔵されてもよいし、ホスト２にケーブルまたはネットワークを介して接続されてもよい。
【0017】
ホスト２とメモリシステム３とを接続するためのインタフェースは、ＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓＴＭ（ＰＣＩｅＴＭ）、ＥｔｈｅｒｎｅｔＴＭ、Ｆｉｂｒｅ ｃｈａｎｎｅｌ、ＮＶＭ ＥｘｐｒｅｓｓＴＭ（ＮＶＭｅＴＭ）等の規格に準拠する。
【0018】
ホスト２は、例えば、ＣＰＵ２１と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２２とを備える。ＣＰＵ２１とＲＡＭ２２とは、例えば、バス２０を介して接続される。
【0019】
ＣＰＵ２１は、例えば、少なくとも１つのプロセッサである。ＣＰＵ２１は、ホスト２内の様々なコンポーネントの動作を制御する。
【0020】
ＲＡＭ２２は揮発性メモリである。ＲＡＭ２２は、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、またはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）として実現される。ＲＡＭ２２の記憶領域は、例えば、データバッファ２２１、および１つ以上のサブミッションキュー２２２として割り当てられる。
【0021】
データバッファ２２１は、ホスト２（より詳しくは、ＣＰＵ２１）がメモリシステム３に対して発行する要求と共にメモリシステム３へ送信されるべきデータを一時的に記憶する。例えば、書き込み要求が発行される場合、データバッファ２２１には、書き込み要求に応じてメモリシステム３の不揮発性メモリに書き込まれるべきデータが一時的に格納される。要求は、例えば、コマンドである。以下では、要求を、コマンドとも称する。
【0022】
１つ以上のサブミッションキュー２２２のそれぞれは、ホスト２がメモリシステム３に対して発行するコマンドを格納するためのキューである。つまり、ホスト２は、サブミッションキュー２２２を介してコマンドをメモリシステム３に送信する。各サブミッションキュー２２２は、メモリシステム３に対して発行するコマンドをホスト２がそれぞれに書き込む複数のスロットを含む。ホスト２がコマンドを書き込むべきサブミッションキュー２２２内の位置（すなわちスロット）は、ＳＱテイルポインタ（ＳＱ ｔａｉｌ ｐｏｉｎｔｅｒ）で示される。メモリシステム３がフェッチすべきコマンドのサブミッションキュー２２２内の先頭位置は、ＳＱヘッドポインタ（ＳＱ ｈｅａｄ ｐｏｉｎｔｅｒ）で示される。
【0023】
ホスト２は、サブミッションキュー２２２内のＳＱテイルポインタが示す位置に、コマンドを書き込む（すなわち、コマンドを発行する）。そして、ホスト２は、ＳＱテイルポインタに１を加算する。なお、ＳＱテイルポインタに１を加算した値が、サブミッションキュー２２２のスロット数（すなわちキューサイズ）に達する場合、ホスト２はＳＱテイルポインタに０を設定する。そして、ホスト２は、更新されたＳＱテイルポインタの値をメモリシステム３のＳＱテイル・ドアベル・レジスタに書き込む。
【0024】
図１に示す例では、サブミッションキュー２２２に３個のコマンドが格納されている。サブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの数は、ＳＱヘッドポインタとＳＱテイルポインタとの差に相当する。
【0025】
メモリシステム３は、例えば、不揮発性メモリ４、ＤＲＡＭ５、およびコントローラ６、を備える。
【0026】
不揮発性メモリ４は、１つ以上の不揮発性メモリチップ４１を含む。１つ以上の不揮発性メモリチップ４１は、例えば、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１－１、……、および４１－Ｎである。Ｎは１以上の整数である。以下では、不揮発性メモリ４がＮ個の不揮発性メモリチップ４１－１、……、および４１－Ｎを含む場合について、主に例示する。Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１－１、……、および４１－Ｎの内の特定しない１つを指して、不揮発性メモリチップ４１とも称する。また、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１－１、……、および４１－Ｎの内のｋ番目の不揮発性メモリチップを、第ｋ不揮発性メモリチップ４１－ｋと表記する。
【0027】
不揮発性メモリチップ４１は、メモリセルアレイ３１とページバッファ３２を含む。
【0028】
メモリセルアレイ３１は、マトリクス状に配置された複数のメモリセルをそれぞれが含む複数のブロックを含む。１つのブロックは、データ消去動作の最小単位として機能する。ブロックは、「消去ブロック」、または「物理ブロック」と称されることもある。複数のブロックのそれぞれは、複数のページを含む。複数のページのそれぞれは、単一のワード線に接続された複数のメモリセルを含む。１つのページは、データ書き込み動作およびデータ読み出し動作の単位として機能する。なお、ワード線がデータ書き込み動作およびデータ読み出し動作の単位として機能してもよい。
【0029】
ページバッファ３２は、例えばＳＲＡＭで構成される。ページバッファ３２には、コントローラ６と不揮発性メモリチップ４１との間で転送されるデータが一時的に格納される。
【0030】
データ書き込み動作の際、コントローラ６から受信したデータは、ページバッファ３２に一時的に格納された後、メモリセルアレイ３１にプログラムされる。以下では、コントローラ６から受信したデータをページバッファ３２に一時的に格納する動作をデータイン動作と称する。また、ページバッファ３２に一時的に格納されたデータをメモリセルアレイ３１にプログラムする動作をプログラム動作と称する。
【0031】
各ブロックに対するプログラム／イレーズサイクル数（Ｐ／Ｅサイクル数）には上限があり、最大Ｐ／Ｅサイクル数と称される。あるブロックの１回のＰ／Ｅサイクルは、このブロック内のすべてのメモリセルを消去状態にするためのデータ消去動作と、このブロックのページそれぞれにデータを書き込むプログラム動作とを含む。
【0032】
ＤＲＡＭ５は揮発性のメモリである。ＤＲＡＭ５には、例えば、ファームウェア（ＦＷ）の格納領域、メモリチップ管理テーブル５１およびコマンド管理テーブル５２の格納領域、並びにデータを一時的に記憶するバッファ領域が設けられる。バッファ領域は、例えば、不揮発性メモリ４に書き込まれるべきユーザデータを一時的に記憶するライトバッファ５３である。
【0033】
ＦＷは、コントローラ６の動作を制御するためのプログラムである。ＦＷは、例えば、不揮発性メモリ４からＤＲＡＭ５にロードされる。
【0034】
メモリチップ管理テーブル５１は、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１のそれぞれの動作状態を管理するためのテーブルである。メモリチップ管理テーブル５１の具体的な構成例については、図３を参照して後述する。
【0035】
コマンド管理テーブル５２は、ホスト２のサブミッションキュー２２２からフェッチされたコマンドを管理するためのテーブルである。コマンド管理テーブル５２の具体的な構成例については、図４を参照して後述する。
【0036】
コントローラ６は、Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）のような回路によって実現され得る。コントローラ６は、不揮発性メモリ４を制御するように構成される。コントローラ６内の各部の機能は、コントローラ６内の専用ハードウェアによって実現されてもよいし、ＦＷを実行するプロセッサによって実現されてもよい。
【0037】
コントローラ６は、不揮発性メモリ４のデータ管理およびブロック管理を実行するように構成されたフラッシュトランスレーション層（ＦＴＬ）として機能してもよい。このＦＴＬによって実行されるデータ管理には、（１）論理アドレスそれぞれと不揮発性メモリ４の物理アドレスそれぞれとの間の対応関係を示すマッピング情報の管理、および（２）ページ単位のデータ読み出し／データ書き込み動作とブロック単位のデータ消去動作との差異を隠蔽するための処理が含まれる。ブロック管理には、不良ブロックの管理、ウェアレベリング、およびガベージコレクションが含まれる。
【0038】
論理アドレスは、メモリシステム３の記憶領域をアドレス指定するために、ホスト２によって使用される。論理アドレスは、例えば論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）である。
【0039】
論理アドレスそれぞれと物理アドレスそれぞれとの間のマッピングの管理は、例えば、論理物理アドレス変換テーブルを用いて実行される。コントローラ６は、論理物理アドレス変換テーブルを使用して、論理アドレスそれぞれと物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを特定の管理サイズ単位で管理する。ある論理アドレスに対応する物理アドレスは、この論理アドレスのデータが書き込まれた不揮発性メモリ４内の物理記憶位置を示す。コントローラ６は、論理物理アドレス変換テーブルを用いて、不揮発性メモリ４の記憶領域を論理的に分割した複数の記憶領域を管理する。これら複数の記憶領域は、複数の論理アドレスにそれぞれ対応する。つまり、これら複数の記憶領域のそれぞれは、１つの論理アドレスで特定される。論理物理アドレス変換テーブルは、メモリシステム３の起動時に不揮発性メモリ４からＤＲＡＭ５にロードされてもよい。
【0040】
１つのページへのデータ書き込みは、１回のＰ／Ｅサイクル当たり１回のみ可能である。このため、コントローラ６は、ある論理アドレスに対応する更新データを、この論理アドレスに対応する以前のデータが格納されている物理記憶位置ではなく、別の物理記憶位置に書き込む。そして、コントローラ６は、この論理アドレスをこの別の物理記憶位置に関連付けるように論理物理アドレス変換テーブルを更新することにより、以前のデータを無効化する。論理物理アドレス変換テーブルから参照されているデータ（すなわち論理アドレスと紐付けられているデータ）は有効データと称される。また、どの論理アドレスとも紐付けられていないデータは無効データと称される。有効データは、後にホスト２からリードされる可能性があるデータである。無効データは、もはやホスト２からリードされる可能性が無いデータである。
【0041】
コントローラ６は、例えば、ＤＲＡＭインタフェース（ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ）１１と、メモリコントローラ１２とを含む。これらＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ１１およびメモリコントローラ１２は、例えば、バス１０を介して接続されている。コントローラ６は、ＳＲＡＭ１３をさらに含んでいてもよい。その場合、ＳＲＡＭ１３の記憶領域が、メモリチップ管理テーブル５１の格納領域、コマンド管理テーブル５２の格納領域、およびライトバッファ５３の少なくともいずれかとして割り当てられてもよい。
【0042】
ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ１１は、ＤＲＡＭ５へのアクセスを制御するように構成されたＤＲＡＭ制御回路として機能する。
【0043】
メモリコントローラ１２は、不揮発性メモリ４に対する各種の処理を制御するように構成される。メモリコントローラ１２は、フロントエンド部１２１とバックエンド部１２２とを備える。
【0044】
フロントエンド部１２１は、ホスト２とメモリシステム３との間の通信を制御する。通信により、例えば、ホスト２からメモリシステム３へコマンドおよびデータが送信される。
【0045】
具体的には、フロントエンド部１２１はフェッチ制御動作を行う。フェッチ制御動作は、ホスト２のサブミッションキュー２２２からフェッチされるべきコマンドを特定し、特定されたコマンドをフェッチする動作である。フェッチされるコマンドは、例えば、入出力（Ｉ／Ｏ）コマンド、および各種制御コマンドである。Ｉ／Ｏコマンドには、ライトコマンド、およびリードコマンドが含まれ得る。制御コマンドには、アンマップコマンド（トリムコマンド）、およびフォーマットコマンドが含まれ得る。
【0046】
なお、コマンドは、対象とする不揮発性メモリチップ４１を指定し得る。具体的には、コマンドは、例えば、対象とする不揮発性メモリチップ４１に付与された識別情報（チップＩＤ）を含む。あるいは、コマンドは、対象とするスーパーブロックに付与された識別情報を含んでいてもよい。スーパーブロックは、１つ以上の不揮発性メモリチップ４１に含まれる複数の物理ブロックで構成される。したがって、コマンドは、対象とするスーパーブロックに付与された識別情報を含むことにより、間接的に不揮発性メモリチップ４１を指定し得る。
【0047】
フロントエンド部１２１は、フェッチ制御動作において、例えば、サブミッションキュー２２２内の各コマンドが指定している不揮発性メモリチップ４１の状態に基づいて、フェッチされるべきコマンドを特定する。フロントエンド部１２１は、特定されたコマンドをフェッチする。そして、フロントエンド部１２１は、フェッチされたコマンドを管理する。フェッチされたコマンドの管理には、例えば、コマンド管理テーブル５２が用いられる。フェッチ制御動作の具体的な例については、図７から図１３を参照して後述する。
【0048】
また、フロントエンド部１２１は、記憶領域６１を備える。記憶領域６１は、レジスタのような、データを一時的に保存するための記憶領域である。記憶領域６１は、例えば、ＳＱヘッドポインタ６１１の格納領域、ＳＱテイル・ドアベル・レジスタ、およびＳＱビットマップ６１３の格納領域として割り当てられる。ＳＱテイル・ドアベル・レジスタには、ホスト２によって管理されるＳＱテイルポインタの値が書き込まれる。以下では、記憶領域６１内のＳＱテイル・ドアベル・レジスタに格納されている値を、ＳＱテイルポインタ６１２と称する。
【0049】
ＳＱビットマップ６１３は、ＳＱヘッドポインタ６１１で示されるスロットから、ＳＱテイルポインタ６１２で示されるスロットの１つ前のスロットまでの各スロットに格納されているコマンドのフェッチ状態を示すビット列データである。ＳＱビットマップ６１３は、例えば、対応するサブミッションキュー２２２のスロット数に相当する数のビットを含む。フェッチ状態は、コマンドが既にフェッチされた状態（フェッチ済）と、コマンドがまだフェッチされていない状態（未フェッチ）のいずれかである。ＳＱビットマップ６１３の具体的な構成例については、図８を参照して後述する。
【0050】
ホスト２に複数のサブミッションキュー２２２が設けられている場合、記憶領域６１には、ＳＱヘッドポインタ６１１、ＳＱテイルポインタ６１２、およびＳＱビットマップ６１３のセットが複数格納される。記憶領域６１に格納されるＳＱヘッドポインタ６１１、ＳＱテイルポインタ６１２、およびＳＱビットマップ６１３の複数のセットのそれぞれは、ホスト２内の複数のサブミッションキュー２２２のいずれか１つに関連付けられる。ＳＱヘッドポインタ６１１、ＳＱテイルポインタ６１２、およびＳＱビットマップ６１３のセットは、ＳＲＡＭ１３のような揮発性メモリに格納されてもよい。
【0051】
フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１とＳＱテイルポインタ６１２とを用いて、対応するサブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの数を管理する。具体的には、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１とＳＱテイルポインタ６１２の差に基づいて、対応するサブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの数を算出する。また、フロントエンド部１２１は、各サブミッションキュー２２２から既にフェッチされたコマンドとまだフェッチされていないコマンドとを、例えば、ＳＱビットマップ６１３を用いて管理する。
【0052】
バックエンド部１２２は、コントローラ６と不揮発性メモリ４とを電気的に接続する。バックエンド部１２２は、Ｔｏｇｇｌｅ ＤＤＲ、Ｏｐｅｎ ＮＡＮＤ Ｆｌａｓｈ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＯＮＦＩ）等のインタフェース規格に対応する。
【0053】
バックエンド部１２２は、不揮発性メモリ４を制御するように構成されたメモリ制御回路として機能する。バックエンド部１２２は、複数のチャネルを介して、複数の不揮発性メモリチップ４１にそれぞれ接続されていてもよい。複数の不揮発性メモリチップ４１が並列に駆動されることにより、コントローラ６と不揮発性メモリ４との間のアクセスの帯域幅が広げられる。
【0054】
また、フロントエンド部１２１とバックエンド部１２２は、コマンド実行動作とビジー状態管理動作とを行う。
【0055】
コマンド実行動作は、フェッチ済みのコマンドに応じた処理を実行するための動作である。具体的には、例えば、フェッチ済みのコマンドがライトコマンドである場合、コマンド実行動作は、データ転送動作とデータ書き込み動作とを含む。データ転送動作は、フロントエンド部１２１が、フェッチ済みのライトコマンドに応じて不揮発性メモリ４に書き込まれるべきユーザデータを、ホスト２のデータバッファ２２１からメモリシステム３のライトバッファ５３へ転送する動作である。データ書き込み動作は、バックエンド部１２２が、フェッチ済みのライトコマンドに基づき、ユーザデータを不揮発性メモリ４に書き込む動作である。データ書き込み動作は、データイン動作とプログラム動作とを含む。
【0056】
ビジー状態管理動作は、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１のそれぞれのビジー状態を管理するための動作である。ビジー状態は、不揮発性メモリチップ４１においてプログラム動作が行われている状態である。あるいは、ビジー状態は、不揮発性メモリチップ４１においてプログラム動作が行われており、且つ次のプログラム動作で書き込まれるべきユーザデータがライトバッファ５３に既に格納されている状態であってもよい。なお、ビジー状態でない状態を、アイドル状態とも称する。
【0057】
ビジー状態管理動作において、バックエンド部１２２は、各不揮発性メモリチップ４１
がビジー状態であるか否かを判定し、ビジー状態に関する情報をフロントエンド部１２１に通知する。ビジー状態に関する情報は、例えば、各不揮発性メモリチップ４１におけるビジー状態の開始と終了のいずれかを示す情報を含む。フロントエンド部１２１は、バックエンド部１２２による通知に基づき、各不揮発性メモリチップ４１の現在の状態を示すようにメモリチップ管理テーブル５１を更新する。これにより、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２は、各不揮発性メモリチップ４１のビジー状態を管理する。
がビジー状態であるか否かを判定し、ビジー状態に関する情報をフロントエンド部１２１に通知する。ビジー状態に関する情報は、例えば、各不揮発性メモリチップ４１におけるビジー状態の開始と終了のいずれかを示す情報を含む。フロントエンド部１２１は、バックエンド部１２２による通知に基づき、各不揮発性メモリチップ４１の現在の状態を示すようにメモリチップ管理テーブル５１を更新する。これにより、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２は、各不揮発性メモリチップ４１のビジー状態を管理する。
【0058】
コマンド実行動作およびビジー状態管理動作の具体的な例については、図６を参照して後述する。
【0059】
ここで、サブミッションキュー２２２からのコマンドのフェッチと、メモリシステム３のリソースとの関係について説明する。メモリシステム３のリソースは、サブミッションキュー２２２からコマンドがフェッチされたことに応じて消費される。リソースが不足した場合、ホスト２からのコマンドに応じたメモリシステム３の処理効率（スループット）が低下する可能性がある。
【0060】
図２は、ホスト２のサブミッションキュー２２２からライトコマンドがフェッチされたことによって、比較例に係るメモリシステム３Ａのリソースが不足する例を示す。ホスト２は、ライトコマンドに応じてユーザデータが書き込まれる不揮発性メモリチップを指定することがある。この場合、ホスト２による不揮発性メモリチップの指定方法によっては、メモリシステム３Ａにおける処理効率が低下する可能性がある。
【0061】
具体的には、ホスト２のサブミッションキュー２２２からライトコマンドがフェッチされた場合、フェッチされたライトコマンドに応じてメモリシステム３Ａのリソースが消費される。消費されるリソースは、例えば、フェッチされたライトコマンドを管理するためのリソース（例えば、コマンド管理テーブル）、フェッチされたライトコマンドに応じて不揮発性メモリチップに書き込まれるべきユーザデータが転送されるホスト２とメモリシステム３Ａとの間のバス帯域、および転送されたユーザデータを一時的に記憶するためのリソース（例えば、ライトバッファ）である。リソースの不足により、メモリシステム３Ａにおける処理効率は低下する可能性がある。例えば、コマンド管理テーブルの空き領域が不足した場合、メモリシステム３Ａは、サブミッションキュー２２２から新たなライトコマンドをフェッチできなくなる。また例えば、ホスト２とメモリシステム３Ａとの間のバス帯域が不足した場合、あるいはライトバッファの空き領域が不足した場合、メモリシステム３Ａは、フェッチされたライトコマンドに対応するユーザデータをホスト２からメモリシステム３Ａへ転送できなくなる。
【0062】
図２に示す例では、ホスト２において４つのジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３が実行されている。ジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３のそれぞれは、例えば、ホスト２上で実行されているアプリケーションプログラムによる処理である。ここでは、ジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３の全てで、複数の不揮発性メモリチップの各々を指定する多数のライトコマンドが特定の順序で発行されることを想定する。
【0063】
具体的には、まず、ジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３のそれぞれでは、第１不揮発性メモリチップを指定する多数のライトコマンドが発行される。メモリシステム３Ａでは、発行されたライトコマンドがフェッチされ、リソースが消費される。そして、第１不揮発性メモリチップに対して、コマンド実行動作が完了していない多数のライトコマンド（すなわち不揮発化待ちのライトコマンド）の待ち行列Ｃ１が形成される。なお、図示された各ライトコマンドに付されたハッチングは、そのコマンドが、同一のハッチングが付されたジョブで発行されたことを表している。
【0064】
次に、ジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３のそれぞれでは、第２不揮発性メモリチップを指定する多数のライトコマンドが発行される。メモリシステム３Ａでは、発行されたライトコマンドがフェッチされ、リソースが消費される。そして、第２不揮発性メモリチップに対して、多数のライトコマンドの待ち行列Ｃ２が形成される。
【0065】
次いで、ジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３のそれぞれでは、第３不揮発性メモリチップを指定する多数のライトコマンドが発行される。メモリシステム３Ａでは、発行されたライトコマンドがフェッチされ、リソースが消費される。そして、第３不揮発性メモリチップに対して、多数のライトコマンドの待ち行列Ｃ３が構成される。
【0066】
さらに、ジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３のそれぞれでは、第４不揮発性メモリチップを指定する多数のライトコマンドが発行される。メモリシステム３Ａでは、発行されたライトコマンド全てがフェッチされる前に、リソース（例えば、コマンド管理テーブルの空き領域、またはライトバッファの空き領域）が枯渇する。そのため、メモリシステム３Ａは、例えば、第５不揮発性メモリチップ以降の不揮発性メモリチップに対するライトコマンドをフェッチできなくなる。
【0067】
また、メモリシステム３Ａでは、フェッチ済みのライトコマンドに応じて、不揮発性メモリチップに書き込まれるべきユーザデータがホスト２から転送される。しかしながら、単一の不揮発性メモリチップに対して多数のライトコマンドが発行され、フェッチされた場合、直ちにプログラムされないユーザデータがホスト２から転送され、ライトバッファに格納される可能性がある。これは、直ちにプログラムされないユーザデータのために、ホスト２とメモリシステム３Ａとの間のバス帯域と、ライトバッファの記憶領域とが浪費されることを意味する。これにより、例えば、別の不揮発性メモリチップがデータイン動作およびプログラム動作を直ちに開始可能であるにも関わらず、対応するユーザデータのホスト２からの転送が、その直ちにプログラムされないユーザデータの転送よりも後回しになるという状況を招き得る。
【0068】
したがって、図２に示すケースでは、リソースの不足によってメモリシステム３Ａにおける処理効率が低下する可能性がある。また、例えば、ジョブＪ０、Ｊ１、Ｊ２、およびＪ３のそれぞれで発行されるコマンドが、複数の不揮発性メモリチップのいずれかをランダムに指定する場合にも、リソースが解放されるタイミングがランダムになり、リソースを有効に利用できず、処理効率が低下する可能性がある。しかしながら、リソースが不足しないようにメモリシステム３Ａに設けられるリソースを増やした場合、メモリシステム３Ａのコストが増大する。また、リソースの不足を緩和するためにホスト２が不揮発性メモリチップを指定する方法に制約を設けた場合、ベンダまたは機種に応じて指定方法を変更する必要が生じ、ソフトウェアの共通化ができなくなる。
【0069】
メモリシステム３Ａにおけるリソースの不足による処理効率の低下は、例えば、各サブミッションキュー２２２に格納されているコマンドを先頭から順にフェッチして、フェッチされたコマンドに応じた処理を開始することによって起きる。
【0070】
そのため本実施形態では、コントローラ６は、サブミッションキュー２２２に格納されている１つ以上のコマンドから、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドを特定し、特定されたコマンドに応じた処理を実行するように構成される。これにより、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドによって、メモリシステム３のリソースが浪費されることを回避できる。したがって、メモリシステム３における処理効率を向上できる。
【0071】
【0072】
図３は、メモリチップ管理テーブル５１の構成例を示す。メモリチップ管理テーブル５１は、例えば、Ｎ個のエントリを含む。Ｎ個のエントリは、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１にそれぞれ対応する。Ｎ個のエントリのそれぞれは、チップＩＤフィールドと、状態フィールドとを含む。
【0073】
チップＩＤフィールドは、対応する不揮発性メモリチップ４１のチップＩＤを示す。チップＩＤは、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１の内、対応する１つの不揮発性メモリチップ４１を一意に特定可能な情報である。
【0074】
状態フィールドは、対応する不揮発性メモリチップ４１の状態を示す。より詳しくは、状態フィールドは、対応する不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるか否かを示す。状態フィールドには、例えば、ビジー状態を表す“ビジー”と、アイドル状態を表す“アイドル”のいずれか一方が設定される。
【0075】
図３に示す例では、チップＩＤが１である第１不揮発性メモリチップ４１－１が、ビジー状態であることが示されている。チップＩＤが２である第２不揮発性メモリチップ４１－２が、アイドル状態であることが示されている。チップＩＤが３である第３不揮発性メモリチップ４１－３が、アイドル状態であることが示されている。また、チップＩＤがＮである第Ｎ不揮発性メモリチップ４１－Ｎが、ビジー状態であることが示されている。
【0076】
図４は、コマンド管理テーブル５２の構成例を示す。コマンド管理テーブル５２は、１つ以上のエントリを含む。１つ以上のエントリは、例えば、フェッチ済みであり、且つ対応する処理が完了していない１つ以上のコマンドにそれぞれ対応する。１つ以上のエントリのそれぞれは、例えば、コマンド情報フィールドを含む。
【0077】
コマンド情報フィールドは、対応するコマンドに関する情報を示す。コマンドに関する情報は、例えば、コマンドの識別情報（タグ）、コマンドの種類（ここでは、ライトコマンド）、指定された不揮発性メモリチップ４１の識別情報（チップＩＤ）、指定された論理アドレス範囲、書き込まれるべきユーザデータが格納されているホスト２内の記憶位置を示す情報を含む。コマンドに関する情報は、サブミッションキュー２２２からフェッチされたコマンドそのものの情報を含んでいてもよい。
【0078】
図４に示す例では、チップＩＤが１である第１不揮発性メモリチップ４１－１をそれぞれが指定したライトコマンドｃｍｄＡとライトコマンドｃｍｄＢと、が管理されている。つまり、ライトコマンドｃｍｄＡとライトコマンドｃｍｄＢとは、フェッチ済みであり、且つ対応する処理が完了していないコマンドである。
【0079】
コマンド管理テーブル５２には、例えば、サブミッションキュー２２２からコマンドがフェッチされたことに応じて、そのコマンドに対応するエントリが追加される。また、例えば、コマンドに対応する処理が完了したことに応じて（例えば、コマンドに対応する完了応答（コンプリーション）がホスト２の図示しないコンプリーションキューに格納されたことに応じて）、そのコマンドに対応するエントリがコマンド管理テーブル５２から削除される。なお、以下では、コマンドに対応するエントリをコマンド管理テーブル５２に追加することを、単に、コマンドをコマンド管理テーブル５２に追加するとも称する。
【0080】
図５は、ライトバッファ５３に格納されているユーザデータの例を示す。ここでは、図４に示した状態のコマンド管理テーブル５２に基づくコマンド実行動作により、ユーザデータ５３Ａとユーザデータ５３Ｂとが格納されている場合を例示する。
【0081】
ユーザデータ５３Ａは、ライトコマンドｃｍｄＡに応じて第１不揮発性メモリチップ４１－１に書き込まれるべきユーザデータである。ユーザデータ５３Ｂは、ライトコマンドｃｍｄＢに応じて第１不揮発性メモリチップ４１－１に書き込まれるべきユーザデータである。
【0082】
図３のメモリチップ管理テーブル５１、図４のコマンド管理テーブル５２、および図５のライトバッファ５３、のそれぞれの状態は、ビジー状態である第１不揮発性メモリチップ４１－１に対応する。より詳しくは、第１不揮発性メモリチップ４１－１が、ライトコマンドｃｍｄＡに応じてユーザデータ５３Ａを書き込むプログラム動作が行われているビジー状態であり、且つ次のライトコマンドｃｍｄＢに応じて書き込まれるべきユーザデータ５３Ｂが既にライトバッファ５３に格納されていることが表されている。
【0083】
次いで、図６から図１３を参照して、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２の動作について説明する。以下では、説明を分かりやすくするために、サブミッションキュー２２２に格納されるコマンドが全てライトコマンドである場合を例示する。なお、サブミッションキュー２２２には、他の種類のコマンドが格納されてもよい。
【0084】
図６は、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２によって行われるコマンド実行動作とビジー状態管理動作の例を示す。前述したように、コマンド実行動作は、フェッチ済みのコマンドに応じた処理を実行する動作である。ビジー状態管理動作は、不揮発性メモリチップ４１のビジー状態を管理する動作である。
【0085】
まず、コマンド実行動作について説明する。
【0086】
ここでは、コマンド管理テーブル５２において、対応するコマンド実行動作がまだ開始されていないライトコマンドｃｍｄＡが管理されている場合を想定する。ライトコマンドｃｍｄＡに応じて不揮発性メモリ４に書き込まれるべきユーザデータは、ユーザデータ５３Ａである。また、ライトコマンドｃｍｄＡは、ユーザデータ５３Ａの書き込み先として第１不揮発性メモリチップ４１－１を指定している。
【0087】
フロントエンド部１２１は、コマンド管理テーブル５２を参照して、ライトコマンドｃｍｄＡのコマンド情報（以下、第１コマンド情報と称する）を取得する（図６中の（１））。第１コマンド情報は、例えば、ユーザデータ５３Ａが格納されているホスト２内の記憶位置を示す情報、およびユーザデータ５３Ａの書き込み先として指定された第１不揮発性メモリチップ４１－１のチップＩＤを含んでいる。
【0088】
フロントエンド部１２１は、取得された第１コマンド情報に基づいて、ホスト２のデータバッファ２２１からメモリシステム３のライトバッファ５３へユーザデータ５３Ａを転送する（図６中の（２））。具体的には、フロントエンド部１２１は、第１コマンド情報に基づいてデータバッファ２２１から読み出されたユーザデータ５３Ａを、ホスト２から受信する。そして、フロントエンド部１２１は、受信したユーザデータ５３Ａをライトバッファ５３に格納する。フロントエンド部１２１は、ユーザデータ５３Ａのライトバッファ５３への格納が完了したことを、バックエンド部１２２に通知してもよい。
【0089】
次いで、バックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２を参照して、第１コマンド情報を取得する（図６中の（３））。バックエンド部１２２は、取得された第１コマンド情報に基づいて、ライトバッファ５３に格納されているユーザデータ５３Ａを、第１不揮発性メモリチップ４１－１内のページバッファ３２に転送するデータイン動作を行う（図６中の（４））。そして、バックエンド部１２２は、ページバッファ３２に格納されているユーザデータ５３Ａを、第１不揮発性メモリチップ４１－１内のメモリセルアレイ３１に書き込む（プログラムする）ことを、第１不揮発性メモリチップ４１－１に指示する（図６中の（５））。この指示に応じて、第１不揮発性メモリチップ４１－１では、ユーザデータ５３Ａをメモリセルアレイ３１に書き込むプログラム動作が行われる（図６中の（６））。
【0090】
バックエンド部１２２は、他の不揮発性メモリチップ４１－２、４１－３、……、および４１－Ｎのそれぞれに対しても同様に、コマンド管理テーブル５２において管理されているコマンドに応じた処理を行うことができる。
【0091】
このように、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２を用いて、フェッチ済みのコマンドに応じた処理を実行できる。
【0092】
次いで、ビジー状態管理動作について説明する。
【0093】
バックエンド部１２２は、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１－１、４１－２、４１－３、……、および４１－Ｎのそれぞれの状態を管理する。具体的には、バックエンド部１２２は、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１－１、４１－２、４１－３、……、および４１－Ｎのそれぞれがプログラム動作中であるかどうかを判定する。さらに、バックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２と、ライトバッファ５３に格納されているユーザデータとに基づいて、Ｎ個の不揮発性メモリチップ４１－１、４１－２、４１－３、……、および４１－Ｎのそれぞれに対して次に実行されるライトコマンドに対応するユーザデータが、ライトバッファ５３に既に格納されているかを判定してもよい。
【0094】
バックエンド部１２２は、ある不揮発性メモリチップ４１がアイドル状態からビジー状態に遷移したことに応じて、その不揮発性メモリチップ４１のビジー状態の開始を、フロントエンド部１２１に通知する（図６中の（７））。バックエンド部１２２は、ある不揮発性メモリチップ４１に対してプログラム動作が開始されたことに応じて、その不揮発性メモリチップ４１がビジー状態に遷移したと判断する。あるいは、バックエンド部１２２は、ある不揮発性メモリチップ４１に対してプログラム動作が開始され、且つその不揮発性メモリチップ４１に対して次に実行されるライトコマンドに対応するユーザデータがライトバッファ５３に格納されている場合、その不揮発性メモリチップ４１がビジー状態に遷移したと判断してもよい。また、バックエンド部１２２は、ある不揮発性メモリチップ４１に対するプログラム動作中に、その不揮発性メモリチップ４１に対して次に実行されるライトコマンドに対応するユーザデータがライトバッファ５３に格納されたことに応じ、その不揮発性メモリチップ４１がビジー状態に遷移したと判断してもよい。
【0095】
フロントエンド部１２１は、不揮発性メモリチップ４１のビジー状態の開始がバックエンド部１２２から通知されたことに応じて、メモリチップ管理テーブル５１を更新する（図６中の（８））。具体的には、フロントエンド部１２１は、その不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であることを示すように、メモリチップ管理テーブル５１を更新する。
【0096】
また、バックエンド部１２２は、ある不揮発性メモリチップ４１がビジー状態からアイドル状態に遷移したことに応じて、その不揮発性メモリチップ４１のビジー状態の終了を、フロントエンド部１２１に通知する（図６中の（９））。バックエンド部１２２は、ある不揮発性メモリチップ４１においてプログラム動作が終了したことに応じて、その不揮発性メモリチップ４１がアイドル状態に遷移したと判断する。あるいは、バックエンド部１２２は、ある不揮発性メモリチップ４１に対して次に実行されるライトコマンドに対応するユーザデータが、ライトバッファ５３に格納されていない場合、その不揮発性メモリチップ４１がアイドル状態に遷移したと判断してもよい。
【0097】
フロントエンド部１２１は、不揮発性メモリチップ４１のビジー状態の終了がバックエンド部１２２から通知されたことに応じて、メモリチップ管理テーブル５１を更新する（図６中の（１０））。具体的には、フロントエンド部１２１は、その不揮発性メモリチップ４１がアイドル状態であることを示すように、メモリチップ管理テーブル５１を更新する。
【0098】
なお、バックエンド部１２２が、不揮発性メモリチップ４１のビジー状態の開始と、不揮発性メモリチップ４１のビジー状態の終了とに応じて、メモリチップ管理テーブル５１を更新してもよい。その場合、フロントエンド部１２１は、バックエンド部１２２によって更新されたメモリチップ管理テーブル５１を参照することにより、不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるか否かを判断できる。
【0099】
このように、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２は、メモリチップ管理テーブル５１を用いて、各不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるか否かを管理できる。
【0100】
次いで、図７から図１３を参照して、フロントエンド部１２１によって行われるフェッチ制御動作について説明する。以下では、ホスト２に、４つのサブミッションキュー２２２が設けられ、各サブミッションキュー２２２のスロット数が５である場合を例示する。４つのサブミッションキュー２２２は、第１サブミッションキュー２２２－１、第２サブミッションキュー２２２－２、第３サブミッションキュー２２２－３、および第４サブミッションキュー２２２－４である。
【0101】
図７は、フェッチ制御動作により、サブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４からフェッチされるコマンドの例を示す。
【0102】
第１サブミッションキュー２２２－１は、５つのスロット７１１、７１２、７１３、７１４、および７１５を含む。スロット７１１は、第１サブミッションキュー２２２－１に対応するＳＱヘッドポインタ６１１によって特定される先頭のスロットである。つまり、スロット７１１には、第１サブミッションキュー２２２－１の先頭のコマンドが格納される。
【0103】
５つのスロット７１１、７１２、７１３、７１４、および７１５には、５つのライトコマンドがそれぞれ格納されている。スロット７１１、７１２、７１３、７１４、および７１５の順序は、５つのライトコマンドの第１サブミッションキュー２２２－１への格納順に対応する。これら５つのライトコマンドは、フロントエンド部１２１によってまだフェッチされていないコマンドである。
【0104】
スロット７１１、およびスロット７１２のそれぞれに格納されているライトコマンドは、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している。スロット７１３、スロット７１４、およびスロット７１５のそれぞれに格納されているライトコマンドは、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している。スロット７１１に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＣと称する。スロット７１２に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＤと称する。スロット７１３に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＥと称する。スロット７１４に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＦと称する。
【0105】
第２サブミッションキュー２２２－２は、５つのスロット７２１、７２２、７２３、７２４、および７２５を含む。スロット７２１は、第２サブミッションキュー２２２－２に対応するＳＱヘッドポインタ６１１によって特定される先頭のスロットである。つまり、スロット７２１には、第２サブミッションキュー２２２－２の先頭のコマンドが格納される。
【0106】
４つのスロット７２１、７２２、７２３、および７２４には、４つのライトコマンドがそれぞれ格納されている。４つのスロット７２１、７２２、７２３、および７２４の順序は、４つのライトコマンドの第２サブミッションキュー２２２－２への格納順に対応する。４つのライトコマンドは、フロントエンド部１２１によってまだフェッチされていないコマンドである。また、４つのライトコマンドはいずれも、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している。スロット７２１に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＧと称する。なお、空白で示されたスロット７２５は、コマンドが格納されていないスロットである。
【0107】
第３サブミッションキュー２２２－３は、５つのスロット７３１、７３２、７３３、７３４、および７３５を含む。スロット７３１は、第３サブミッションキュー２２２－３に対応するＳＱヘッドポインタ６１１によって特定される先頭のスロットである。つまり、スロット７３１には、第３サブミッションキュー２２２－３の先頭のコマンドが格納される。
【0108】
スロット７３１、７３２、および７３３には、３つのライトコマンドがそれぞれ格納されている。スロット７３１、７３２、および７３３の順序は、３つのライトコマンドの第３サブミッションキュー２２２－３への格納順に対応する。これら３つのライトコマンドは、フロントエンド部１２１によってまだフェッチされていないコマンドである。
【0109】
スロット７３１に格納されているライトコマンドは、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している。スロット７３２とスロット７３３のそれぞれに格納されているライトコマンドは、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している。スロット７３１に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＨと称する。スロット７３２に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＩと称する。なお、空白で示されたスロット７３４および７３５は、コマンドが格納されていないスロットである。
【0110】
第４サブミッションキュー２２２－４は、５つのスロット７４１、７４２、７４３、７４４、および７４５を含む。スロット７４１は、第４サブミッションキュー２２２－４に対応するＳＱヘッドポインタ６１１によって特定される先頭のスロットである。つまり、スロット７４１には、第４サブミッションキュー２２２－４の先頭のコマンドが格納される。
【0111】
スロット７４１、７４２、７４３、および７４４には、４つのライトコマンドがそれぞれ格納されている。スロット７４１、７４２、７４３、および７４４の順序は、４つのライトコマンドの第４サブミッションキュー２２２－４への格納順に対応する。４つのライトコマンドは、フロントエンド部１２１によってまだフェッチされていないコマンドである。また、４つのライトコマンドはいずれも、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している。スロット７４１に格納されているライトコマンドを、ライトコマンドｃｍｄＪと称する。なお、空白で示されたスロット７４５は、コマンドが格納されていないスロットである。
【0112】
フロントエンド部１２１は、調停（ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ）により、４つのサブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４から、コマンドがフェッチされるべき１つのサブミッションキュー２２２を選択する。調停のメカニズムとしては、例えば、ＮＶＭｅ規格で規定された、ラウンドロビン、または重み付きラウンドロビンが用いられる。フロントエンド部１２１は、選択されたサブミッションキュー２２２から、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているライトコマンドをフェッチし、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているライトコマンドをフェッチしないように構成される。
【0113】
具体的には、フロントエンド部１２１は、調停により第１サブミッションキュー２２２－１が選択された場合、スロット７１１のライトコマンドｃｍｄＣと、スロット７１２のライトコマンドｃｍｄＤとをフェッチせずに、スロット７１３のライトコマンドｃｍｄＥをフェッチする。フロントエンド部１２１は、調停により第２サブミッションキュー２２２－２が選択された場合、スロット７２１のライトコマンドｃｍｄＧをフェッチする。フロントエンド部１２１は、調停により第３サブミッションキュー２２２－３が選択された場合、スロット７３１のライトコマンドｃｍｄＨをフェッチせずに、スロット７３２のライトコマンドｃｍｄＩをフェッチする。フロントエンド部１２１は、調停により第４サブミッションキュー２２２－４が選択された場合、第４サブミッションキュー２２２－４からいずれのライトコマンドもフェッチしない。
【0114】
なお、フロントエンド部１２１は、各サブミッションキュー２２２から既にフェッチされたライトコマンドとまだフェッチされていないライトコマンドとを、例えば、ＳＱビットマップ６１３を用いて管理する。
【0115】
図８は、ＳＱビットマップ６１３の例を示す。ＳＱビットマップ６１３は、例えば、対応するサブミッションキュー２２２のＳＱヘッドポインタ６１１で示されるスロットから、ＳＱテイルポインタ６１２で示されるスロットの１つ前のスロットまでの各スロットに格納されているライトコマンドのフェッチ状態を示すビット列データである。ＳＱヘッドポインタ６１１で示されるスロットを、先頭のスロットとも称する。ＳＱテイルポインタ６１２で示されるスロットの１つ前のスロットを、末尾のスロットとも称する。ＳＱビットマップ６１３の各ビットは、例えば、先頭から順に、先頭のスロットから末尾のスロットまでのスロットのそれぞれに格納されているライトコマンドに対応する。ここでは、一例として、あるライトコマンドに対応するＳＱビットマップ６１３のビットが、そのライトコマンドが未フェッチである場合、０に設定され、そのライトコマンドがフェッチ済みである場合、１に設定されるものとする。
【0116】
図８（ａ）に示すＳＱビットマップ６１３－１は、対応するサブミッションキュー２２２に格納されている全てのライトコマンドが未フェッチであることを示している。ＳＱビットマップ６１３－１において、先頭のビットｂ１は、先頭のスロットに格納されているライトコマンドに対応する。先頭のビットｂ１には、０が設定されている。つまり、先頭のビットｂ１は、先頭のスロットに格納されているライトコマンドが未フェッチであることを示している。
【0117】
後続するビットｂ２、ｂ３、ｂ４、およびｂ５のそれぞれにも、０が設定されている。したがって、ＳＱビットマップ６１３－１は、対応するサブミッションキュー２２２に格納されている全てのライトコマンドが未フェッチであることを示している。
【0118】
この後、例えば、サブミッションキュー２２２に格納されている３番目のライトコマンドがフェッチされた場合、ＳＱビットマップ６１３－１は、図８（ｂ）に示すＳＱビットマップ６１３－２に更新される。
【0119】
ＳＱビットマップ６１３－２では、３番目のビットｂ３に設定されている値が、０から１に変更されている。つまり、３番目のビットｂ３は、３番目のスロットに格納されているライトコマンドがフェッチ済みであることを示している。
【0120】
他のビットｂ１、ｂ２、ｂ４、およびｂ５については、０が設定されたままである。したがって、ＳＱビットマップ６１３－２は、サブミッションキュー２２２に格納されている３番目のライトコマンドがフェッチ済みであり、他のライトコマンドが未フェッチであることを示している。
【0121】
さらに、例えば、サブミッションキュー２２２に格納されている先頭のライトコマンドがフェッチされた場合、ＳＱビットマップ６１３－２は、図８（ｃ）に示すＳＱビットマップ６１３－３に更新される。具体的には、先頭のライトコマンドがフェッチされたことに応じて、サブミッションキュー２２２のＳＱヘッドポインタ６１１が更新される。更新されたＳＱヘッドポインタ６１１は、新たな先頭のスロットとして、元の２番目のスロット（すなわち、２番目のビットｂ２に対応するスロット）を特定する。そのため、ＳＱビットマップ６１３－３は、例えば、元のＳＱビットマップ６１３－２から先頭のビットｂ１が除外された、２番目のビットｂ２以降のビット列になる。つまり、ＳＱビットマップ６１３－３は、元のＳＱビットマップ６１３－２における２番目のビットｂ２以降のビット列が、先頭の方向へ１ビットシフトされたビット列になる。
【0122】
したがって、ＳＱビットマップ６１３－３は、サブミッションキュー２２２に格納されている２番目のライトコマンドがフェッチ済みであり、他のライトコマンドが未フェッチであることを示している。
【0123】
このようなＳＱビットマップ６１３を用いることにより、フロントエンド部１２１は、各サブミッションキュー２２２においてフェッチ済みのライトコマンドと未フェッチのライトコマンドとをトレース可能である。
【0124】
なお、フロントエンド部１２１は、サブミッションキュー２２２の先頭のスロットに対応するＳＱビットマップ６１３のビット位置を示すポインタを管理してもよい。そして、サブミッションキュー２２２に格納されている先頭のライトコマンドがフェッチされた場合、フロントエンド部１２１は、ＳＱビットマップ６１３のビット列をシフトさせる代わりに、このポインタを更新することにより、サブミッションキュー２２２の新たな先頭のスロットに対応するＳＱビットマップ６１３のビット位置を特定してもよい。
【0125】
図９から図１２を参照して、フェッチ制御動作の例を具体的に説明する。４つのサブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４に格納されているライトコマンドは、図７を参照して前述した通りである。なお、以下の説明では、図３に示したメモリチップ管理テーブル５１の通り、第１不揮発性メモリチップ４１－１および第Ｎ不揮発性メモリチップ４１－Ｎがビジー状態であり、第２不揮発性メモリチップ４１－２および第３不揮発性メモリチップ４１－３がアイドル状態であることを想定する。また、図９から図１２に示すフェッチ制御動作中に各不揮発性メモリチップ４１の状態は変化しないものとする。
【0126】
図９は、フェッチ制御動作の例を示す。ここでは、調停により、フェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第１サブミッションキュー２２２－１が選択されている。
【0127】
フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１に対応するＳＱヘッドポインタ６１１およびＳＱテイルポインタ６１２を参照して、第１サブミッションキュー２２２－１にコマンドが格納されていると判定する（図９中の（１）および（２））。具体的には、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１とＳＱテイルポインタ６１２とに差があることに基づいて、第１サブミッションキュー２２２－１にコマンドが格納されていると判定する。
【0128】
次いで、フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１に対応するＳＱビットマップ６１３を参照する（図９中の（３））。参照されたＳＱビットマップ６１３は、例えば、全てのライトコマンドが未フェッチであることを示す図８（ａ）のＳＱビットマップ６１３－１に相当する。フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１とＳＱビットマップ６１３とに基づいて、第１サブミッションキュー２２２－１の先頭から順に、まだフェッチされていないライトコマンドを読み出す。したがって、フロントエンド部１２１は、まず、第１サブミッションキュー２２２－１の先頭のスロット７１１からライトコマンドｃｍｄＣを読み出す（図９中の（４））。そして、フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、読み出されたライトコマンドｃｍｄＣで指定された不揮発性メモリチップ４１（例えば、第１不揮発性メモリチップ４１－１）がビジー状態であると判定する（図９中の（５））。そのため、フロントエンド部１２１は、ライトコマンドｃｍｄＣをフェッチしない。具体的には、フロントエンド部１２１は、例えば、読み出されたライトコマンドｃｍｄＣのデータを破棄し、ＳＱヘッドポインタ６１１およびＳＱビットマップ６１３を更新しない。
【0129】
【0130】
フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１の２番目のスロット７１２からライトコマンドｃｍｄＤを読み出す（図１０中の（１））。そして、フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、読み出されたライトコマンドｃｍｄＤで指定された不揮発性メモリチップ４１（例えば、第１不揮発性メモリチップ４１－１）がビジー状態であると判定する（図１０中の（２））。そのため、フロントエンド部１２１は、ライトコマンドｃｍｄＤをフェッチしない。具体的には、フロントエンド部１２１は、例えば、読み出されたライトコマンドｃｍｄＤのデータを破棄し、ＳＱヘッドポインタ６１１およびＳＱビットマップ６１３を更新しない。
【0131】
【0132】
フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１の３番目のスロット７１３からライトコマンドｃｍｄＥを読み出す（図１１中の（１））。フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、読み出されたライトコマンドｃｍｄＥで指定された不揮発性メモリチップ４１（例えば、第２不揮発性メモリチップ４１－２）がアイドル状態であると判定する（図１１中の（２））。そのため、フロントエンド部１２１は、読み出されたライトコマンドｃｍｄＥをフェッチする。具体的には、フロントエンド部１２１は、読み出されたライトコマンドｃｍｄＥを、コマンド管理テーブル５２に追加する（図１１中の（３））。そして、フロントエンド部１２１は、スロット７１３のライトコマンドｃｍｄＥがフェッチ済みであることを示すように、ＳＱビットマップ６１３を更新する（図１１中の（４））。更新されたＳＱビットマップ６１３は、例えば、３番目のライトコマンドがフェッチ済みであることを示す図８（ｂ）のＳＱビットマップ６１３－２に相当する。なお、フロントエンド部１２１は、スロット７１３が第１サブミッションキュー２２２－１の先頭のスロットではないので、ＳＱヘッドポインタ６１１を更新しない。このように、本実施形態では、サブミッションキュー２２２からコマンドが読み出されただけでなく、読み出されたコマンドがコマンド管理テーブル５２に追加されたことが、サブミッションキュー２２２からコマンドがフェッチされたことに相当する。
【0133】
図１２は、図１１に後続するフェッチ制御動作の例を示す。第１サブミッションキュー２２２－１のスロット７１３からライトコマンドｃｍｄＥがフェッチされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第２サブミッションキュー２２２－２が選択されている。
【0134】
フロントエンド部１２１は、第２サブミッションキュー２２２－２に対応するＳＱヘッドポインタ６１１およびＳＱテイルポインタ６１２を参照して、第２サブミッションキュー２２２－２にコマンドが格納されていると判定する（図１２中の（１）および（２））。
【0135】
次いで、フロントエンド部１２１は、第２サブミッションキュー２２２－２に対応するＳＱビットマップ６１３を参照する（図１２中の（３））。参照されたＳＱビットマップ６１３は、例えば、全てのライトコマンドが未フェッチであることを示す図８（ａ）のＳＱビットマップ６１３－１に相当する。フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１とＳＱビットマップ６１３とに基づいて、第２サブミッションキュー２２２－２の先頭から順に、まだフェッチされていないライトコマンドを読み出す。したがって、フロントエンド部１２１は、まず、第２サブミッションキュー２２２－２の先頭のスロット７２１からライトコマンドｃｍｄＧを読み出す（図１２中の（４））。
【0136】
フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、読み出されたライトコマンドｃｍｄＧで指定された不揮発性メモリチップ４１（例えば、第３不揮発性メモリチップ４１－３）がアイドル状態であると判定する（図１２中の（５））。そのため、フロントエンド部１２１は、読み出されたライトコマンドｃｍｄＧをフェッチする。具体的には、フロントエンド部１２１は、読み出されたライトコマンドｃｍｄＧを、コマンド管理テーブル５２に追加する（図１２中の（６））。フロントエンド部１２１は、スロット７２１が第２サブミッションキュー２２２－２の先頭のスロットであるので、対応するＳＱヘッドポインタ６１１を更新する（図１２中の（７））。そして、フロントエンド部１２１は、スロット７２１より後のスロット７２２、７２３、および７２４に格納されているライトコマンドのフェッチ状態を示すように、対応するＳＱビットマップ６１３を更新する（図１２中の（８））。
【0137】
以降の図１２に関する説明では、フェッチされるライトコマンド、およびフェッチされないライトコマンドについて主に説明し、メモリチップ管理テーブル５１、コマンド管理テーブル５２、ＳＱヘッドポインタ６１１、ＳＱテイルポインタ６１２、およびＳＱビットマップ６１３の参照と更新に関する説明は省略している。メモリチップ管理テーブル５１、コマンド管理テーブル５２、ＳＱヘッドポインタ６１１、ＳＱテイルポインタ６１２、およびＳＱビットマップの参照と更新に関する動作は、前述した第１サブミッションキュー２２２－１および第２サブミッションキュー２２２－２からライトコマンドがフェッチされる際の動作と同様である。
【0138】
第２サブミッションキュー２２２－２からスロット７２１のライトコマンドｃｍｄＧがフェッチされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第３サブミッションキュー２２２－３が選択される。フロントエンド部１２１は、第３サブミッションキュー２２２－３において、スロット７３１のライトコマンドｃｍｄＨをフェッチせずに、スロット７３２のライトコマンドｃｍｄＩをフェッチする（図１２中の（９）および（１０））。
【0139】
さらに、第３サブミッションキュー２２２－３からスロット７３２のライトコマンドｃｍｄＩがフェッチされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第４サブミッションキュー２２２－４が選択される。第４サブミッションキュー２２２－４のスロット７４１、７４２、７４３、および７４４にそれぞれ格納されている４つのライトコマンドはいずれも、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している。そのため、フロントエンド部１２１は、第４サブミッションキュー２２２－４から、いずれのライトコマンドもフェッチしない。つまり、第４サブミッションキュー２２２－４からのコマンドのフェッチはスキップされる。
【0140】
そして、次の調停により、例えば、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として、第１サブミッションキュー２２２－１が選択される。この場合、フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１に対応するＳＱビットマップ６１３に基づいて、既にフェッチされたスロット７１３のライトコマンドｃｍｄＥが除外された１つ以上のライトコマンドから、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１を指定しているライトコマンドを特定する。したがって、フロントエンド部１２１は、スロット７１１、７１２、７１４、および７１５にそれぞれ格納されている４つのライトコマンドから、スロット７１１のライトコマンドｃｍｄＣと、スロット７１２のライトコマンドｃｍｄＤとをフェッチせずに、スロット７１４のライトコマンドｃｍｄＦをフェッチする（図１２中の（１１）および（１２））。
【0141】
図１３は、ライトコマンド（より詳しくは、ライトコマンドに対応するエントリ）が追加されたコマンド管理テーブル５２の例を示す。ここでは、図４に示したコマンド管理テーブル５２の状態が、図９から図１２を参照して前述したフェッチ制御動作によって更新された例を示す。
【0142】
図１３に示すコマンド管理テーブル５２には、ライトコマンドｃｍｄＥ、ライトコマンドｃｍｄＧ、ライトコマンドｃｍｄＩ、およびライトコマンドｃｍｄＦが追加されている。ライトコマンドｃｍｄＥ、およびライトコマンドｃｍｄＩはいずれも、アイドル状態である第２不揮発性メモリチップ４１－２を指定している。ライトコマンドｃｍｄＧ、およびライトコマンドｃｍｄＦはいずれも、アイドル状態である第３不揮発性メモリチップ４１－３を指定している。
【0143】
このように、フェッチ制御動作によって、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１に対するライトコマンドがコマンド管理テーブル５２に追加される。換言すると、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１に対するライトコマンドはコマンド管理テーブル５２に追加されない。
【0144】
したがって、フロントエンド部１２１によるフェッチ制御動作によって、サブミッションキュー２２２から、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１に対するライトコマンドのみをフェッチできる。これにより、対象の不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であり、対応する処理を直ちに開始できないライトコマンドのために、メモリシステム３のリソースが浪費されることを回避できる。そのため、ライトコマンドで指定される不揮発性メモリチップ４１をホスト２がどのように選択したとしても、メモリシステム３のリソースの浪費を抑制し、少ないリソースで高いスループットを実現できる。
【0145】
なお、ライトコマンドに対する応答のレイテンシを重視する用途では、フロントエンド部１２１は、前述したフェッチ制御動作をオフにすればよい。つまり、フロントエンド部１２１は、対象の不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるかどうかに関わらず、サブミッションキュー２２２に格納されているライトコマンドを順にフェッチすればよい。メモリシステム３は、フェッチ制御動作をオフにすることで、レイテンシを重視する用途にも容易に対応できる。
【0146】
図１４は、フロントエンド部１２１によって実行される第１フェッチ制御処理の手順の例を示すフローチャートである。第１フェッチ制御処理は、ホスト２のサブミッションキュー２２２から、アイドル状態の不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドをフェッチするための処理である。フロントエンド部１２１は、例えば、ホスト２の１つ以上のサブミッションキュー２２２間の調停が行われるべきタイミングに、第１フェッチ制御処理を実行する。ここでは、１つ以上のサブミッションキュー２２２のそれぞれに、１つ以上のコマンドが格納されているものとする。
【0147】
まず、フロントエンド部１２１は、調停により、１つ以上のサブミッションキュー２２２から１つのサブミッションキュー２２２を選択する（ステップＳ１０１）。選択されたサブミッションキュー２２２を、対象サブミッションキュー２２２と称する。
【0148】
次に、フロントエンド部１２１は、変数ｉに１を設定する（ステップＳ１０２）。変数ｉは、対象サブミッションキュー２２２において、ＳＱヘッドポインタ６１１で示されるスロット（先頭のスロット）から、ＳＱテイルポインタ６１２で示されるスロットの１つ前のスロット（末尾のスロット）までに格納されている１つ以上のコマンドの内の１つを特定するために用いられる。変数ｉは、対象サブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの順序を示す。コマンドの順序は、先頭のスロットに格納されているコマンドを先頭とし、末尾のスロットに格納されているコマンドを末尾とする、対象サブミッションキュー２２２における格納順である。以下では、対象サブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの数を、Ｍとする。この場合、変数ｉは、１からＭまでのいずれかの整数に設定される。
【0149】
フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２に対応するＳＱビットマップ６１３を用いて、対象サブミッションキュー２２２のｉ番目のコマンドがフェッチ済みであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【0150】
対象サブミッションキュー２２２のｉ番目のコマンドが未フェッチである場合（ステップＳ１０３でｎｏ）、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２からｉ番目のコマンドを読み出す（ステップＳ１０４）。フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を用いて、読み出されたｉ番目のコマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【0151】
ｉ番目のコマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態でない場合（ステップＳ１０５でｎｏ）、フロントエンド部１２１は、ｉ番目のコマンドに対応するエントリをコマンド管理テーブル５２に追加する（ステップＳ１０６）。これは、ｉ番目のコマンドが対象サブミッションキュー２２２からフェッチされたことに相当する。そして、フロントエンド部１２１は、変数ｉが１であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。つまり、フロントエンド部１２１は、ｉ番目のコマンドが対象サブミッションキュー２２２の先頭のコマンドであるか否かを判定する。
【0152】
変数ｉが１である場合（ステップＳ１０７でｙｅｓ）、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２のＳＱヘッドポインタ６１１を更新する（ステップＳ１０８）。具体的には、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２のＳＱヘッドポインタ６１１に１を加算する。なお、ＳＱヘッドポインタ６１１に１を加算した値が、対象サブミッションキュー２２２のスロット数に達する場合、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１に０を設定する。そして、フロントエンド部１２１は、（ｉ＋１）番目以降のコマンドのフェッチ状態を示すように、対象サブミッションキュー２２２のＳＱビットマップ６１３を更新し（ステップＳ１０９）、第１フェッチ制御処理を終了する。
【0153】
変数ｉが１でない場合（ステップＳ１０７でｎｏ）、フロントエンド部１２１は、ｉ番目のコマンドに対応するビットが、ｉ番目のコマンドがフェッチ済みであることを示すように、対象サブミッションキュー２２２のＳＱビットマップ６１３を更新し（ステップＳ１１０）、第１フェッチ制御処理を終了する。
【0154】
また、ｉ番目のコマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態である場合（ステップＳ１０５でｙｅｓ）、フロントエンド部１２１は、ｉ番目のコマンドに対応するエントリをコマンド管理テーブル５２に格納しない。これは、ｉ番目のコマンドが対象サブミッションキュー２２２からフェッチされなかったことに相当する。そして、フロントエンド部１２１は、変数ｉが、対象サブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの数Ｍと等しいか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
【0155】
変数ｉが、対象サブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの数Ｍよりも小さい場合（ステップＳ１１１でｎｏ）、フロントエンド部１２１は、変数ｉに１を加算する（ステップＳ１１２）。そして、フロントエンド部１２１による処理は、ステップＳ１０３に戻る。つまり、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２における次のコマンドをフェッチするか否かを決定するための処理に進む。
【0156】
変数ｉが、対象サブミッションキュー２２２に格納されているコマンドの数Ｍと等しい場合（ステップＳ１１１でｙｅｓ）、フロントエンド部１２１は第１フェッチ制御処理を終了する。これは、対象サブミッションキュー２２２に格納されているいずれの未フェッチのコマンドも、指定している不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるために、フェッチされなかったことを意味する。
【0157】
また、ｉ番目のコマンドがフェッチ済みである場合（ステップＳ１０３でｙｅｓ）、フロントエンド部１２１による処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１以降の手順は前述した通りである。
【0158】
以上の第１フェッチ制御処理により、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２から、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドをフェッチし、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドをフェッチしない。メモリシステム３では、コマンドがフェッチされたことに応じてリソースが消費される。そのため、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドのみをフェッチすることによって、対象の不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であり、対応する処理が直ちに開始されないコマンドのために、メモリシステム３のリソースが浪費されることを回避できる。したがって、メモリシステム３では処理のスループットを向上できる。
【0159】
【0160】
図１５は、フェッチ制御動作により、サブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４からフェッチされるコマンドの別の例を示す。サブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４のそれぞれに格納されているライトコマンドは、図７を参照して前述した通りである。
【0161】
調停により、４つのサブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４から、コマンドがフェッチされるべき１つのサブミッションキュー２２２が選択される。変形例のフロントエンド部１２１は、選択されたサブミッションキュー２２２の先頭のライトコマンドが、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している場合、そのライトコマンドをフェッチするように構成される。また、フロントエンド部１２１は、選択されたサブミッションキュー２２２の先頭のライトコマンドが、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している場合、そのライトコマンドをフェッチしないように構成される。つまり、変形例のフロントエンド部１２１は、選択されたサブミッションキュー２２２において、先頭のライトコマンドをフェッチするか否かを判定し、後続するライトコマンドをフェッチするか否かの判定は行わない。
【0162】
具体的には、フロントエンド部１２１は、調停により第１サブミッションキュー２２２－１が選択された場合、第１サブミッションキュー２２２－１からいずれのライトコマンドもフェッチしない。これは、先頭のスロット７１１に格納されているライトコマンドｃｍｄＣが、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１（例えば、第１不揮発性メモリチップ４１－１）を指定しているためである。
【0163】
フロントエンド部１２１は、調停により第２サブミッションキュー２２２－２が選択された場合、先頭のスロット７２１に格納されているライトコマンドｃｍｄＧをフェッチする。これは、ライトコマンドｃｍｄＧが、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１（例えば、第３不揮発性メモリチップ４１－３）を指定しているためである。
【0164】
フロントエンド部１２１は、調停により第３サブミッションキュー２２２－３が選択された場合、第３サブミッションキュー２２２－３からいずれのライトコマンドもフェッチしない。これは、先頭のスロット７３１に格納されているライトコマンドｃｍｄＨが、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１（例えば、第Ｎ不揮発性メモリチップ４１－Ｎ）を指定しているためである。
【0165】
フロントエンド部１２１は、調停により第４サブミッションキュー２２２－４が選択された場合、第４サブミッションキュー２２２－４からいずれのライトコマンドもフェッチしない。これは、先頭のスロット７４１に格納されているライトコマンドｃｍｄＪが、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１（例えば、第１不揮発性メモリチップ４１－１）を指定しているためである。
【0166】
【0167】
図１６は、フェッチ制御動作の例を示す。ここでは、調停により、フェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第１サブミッションキュー２２２－１が選択されている。
【0168】
フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１に対応するＳＱヘッドポインタ６１１およびＳＱテイルポインタ６１２を参照して、第１サブミッションキュー２２２－１にコマンドが格納されていると判定する（図１６中の（１）および（２））。
【0169】
次いで、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１に基づいて、第１サブミッションキュー２２２－１の先頭のスロット７１１からライトコマンドｃｍｄＣを読み出す（図１６中の（３））。そして、フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、読み出されたライトコマンドｃｍｄＣで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であると判定する（図１６中の（４））。そのため、フロントエンド部１２１は、ライトコマンドｃｍｄＣをフェッチしない。具体的には、フロントエンド部１２１は、例えば、読み出されたライトコマンドｃｍｄＣのデータを破棄し、ＳＱヘッドポインタ６１１を更新しない。そして、フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１からのライトコマンドのフェッチをスキップする。
【0170】
図１７は、図１６に後続するフェッチ制御動作の例を示す。第１サブミッションキュー２２２－１からのライトコマンドのフェッチがスキップされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第２サブミッションキュー２２２－２が選択されている。
【0171】
フロントエンド部１２１は、第２サブミッションキュー２２２－２に対応するＳＱヘッドポインタ６１１およびＳＱテイルポインタ６１２を参照して、第２サブミッションキュー２２２－２にコマンドが格納されていると判定する（図１７中の（１）および（２））。次いで、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１に基づいて、第２サブミッションキュー２２２－２の先頭のスロット７２１からライトコマンドｃｍｄＧを読み出す（図１７中の（３））。
【0172】
フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、読み出されたライトコマンドｃｍｄＧで指定された不揮発性メモリチップ４１（例えば第３不揮発性メモリチップ４１－３）がアイドル状態であると判定する（図１７中の（４））。そのため、フロントエンド部１２１は、ライトコマンドｃｍｄＧをフェッチする。具体的には、フロントエンド部１２１は、読み出されたライトコマンドｃｍｄＧを、コマンド管理テーブル５２に追加する（図１７中の（５））。そして、フロントエンド部１２１は、対応するＳＱヘッドポインタ６１１を更新する（図１７中の（６））。
【0173】
第２サブミッションキュー２２２－２からスロット７２１のライトコマンドｃｍｄＧがフェッチされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第３サブミッションキュー２２２－３が選択される。フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１の場合と同様に、第３サブミッションキュー２２２－３の先頭のスロット７３１に格納されているライトコマンドｃｍｄＨをフェッチしない。そして、フロントエンド部１２１は、第３サブミッションキュー２２２－３からのライトコマンドのフェッチをスキップする。
【0174】
さらに、第３サブミッションキュー２２２－３からのライトコマンドのフェッチがスキップされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第４サブミッションキュー２２２－４が選択される。フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１の場合と同様に、第４サブミッションキュー２２２－４の先頭のスロット７４１に格納されているライトコマンドｃｍｄＪをフェッチしない。フロントエンド部１２１は、第４サブミッションキュー２２２－４からのライトコマンドのフェッチをスキップする。そして、次の調停により、例えば、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として、第１サブミッションキュー２２２－１が選択される。
【0175】
図１８は、ライトコマンドが追加されたコマンド管理テーブル５２の別の例を示す。ここでは、図４に示した状態のコマンド管理テーブル５２が、図１６および図１７を参照して前述したフェッチ制御動作によって更新された例を示す。
【0176】
図１８に示すコマンド管理テーブル５２には、ライトコマンドｃｍｄＧが追加されている。ライトコマンドｃｍｄＧは、第２サブミッションキュー２２２－２の先頭のスロット７２１から読み出されたライトコマンドである。また、ライトコマンドｃｍｄＧは、アイドル状態である第３不揮発性メモリチップ４１－３を指定したライトコマンドである。
【0177】
このように、コマンド管理テーブル５２には、フェッチ制御動作によって、サブミッションキュー２２２の先頭のスロットに格納され、且つアイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているライトコマンドが追加される。コマンド管理テーブル５２には、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているライトコマンドは追加されない。
【0178】
図１９は、フロントエンド部１２１によって実行される第２フェッチ制御処理の手順の例を示すフローチャートである。第２フェッチ制御処理は、ホスト２のサブミッションキュー２２２から、アイドル状態の不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドをフェッチするための処理である。フロントエンド部１２１は、例えば、ホスト２内の１つ以上のサブミッションキュー２２２間の調停が行われるべきタイミングに、第２フェッチ制御処理を実行する。ここでは、１つ以上のサブミッションキュー２２２のそれぞれに、１つ以上のコマンドが格納されているものとする。
【0179】
まず、フロントエンド部１２１は、調停により、１つ以上のサブミッションキュー２２２から１つのサブミッションキュー２２２（対象サブミッションキュー２２２）を選択する（ステップＳ２１）。フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２から先頭のコマンドを読み出す（ステップＳ２２）。つまり、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１で示される対象サブミッションキュー２２２内のスロットから、コマンドを読み出す。そして、フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を用いて、読み出されたコマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【0180】
コマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態でない場合（ステップＳ２３でｎｏ）、フロントエンド部１２１は、コマンドに対応するエントリをコマンド管理テーブル５２に追加する（ステップＳ２４）。これは、対象サブミッションキュー２２２から先頭のコマンドがフェッチされたことに相当する。そして、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２のＳＱヘッドポインタ６１１を更新し（ステップＳ２５）、第２フェッチ制御処理を終了する。
【0181】
コマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態である場合（ステップＳ２３でｙｅｓ）、フロントエンド部１２１は、コマンドに対応するエントリをコマンド管理テーブル５２に追加せずに、第２フェッチ制御処理を終了する。これは、対象サブミッションキュー２２２から先頭のコマンドがフェッチされなかったことに相当する。
【0182】
以上の第２フェッチ制御処理により、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２から、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドをフェッチし、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドをフェッチしない。メモリシステム３では、コマンドがフェッチされたことに応じてリソースが消費される。そのため、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１に対するコマンドのみをフェッチすることによって、対象の不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であり、対応する処理を直ちに開始できないコマンドのために、メモリシステム３のリソースが浪費されることを回避できる。したがって、メモリシステム３では処理のスループットを向上できる。
【0183】
なお、フロントエンド部１２１は、ホスト２内のサブミッションキュー２２２のいずれからも先頭のコマンドがフェッチされなかった場合、図１４を参照して前述した第１フェッチ制御処理を実行してもよい。つまり、いずれのサブミッションキュー２２２においても、先頭のコマンドがビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定している場合、フロントエンド部１２１は、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１を指定した後続のコマンドを、対象サブミッションキュー２２２からフェッチするようにしてもよい。
【0184】
（第２実施形態）
第１実施形態では、メモリシステム３のフロントエンド部１２１が、サブミッションキュー２２２から、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドをフェッチし、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドをフェッチしないように構成される。これに対して、第２実施形態では、メモリシステム３のバックエンド部１２２が、サブミッションキュー２２２からフェッチされたコマンドの内、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドに応じた処理を開始し、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドに応じた処理を開始しないように構成される。
第１実施形態では、メモリシステム３のフロントエンド部１２１が、サブミッションキュー２２２から、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドをフェッチし、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドをフェッチしないように構成される。これに対して、第２実施形態では、メモリシステム３のバックエンド部１２２が、サブミッションキュー２２２からフェッチされたコマンドの内、アイドル状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドに応じた処理を開始し、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１を指定しているコマンドに応じた処理を開始しないように構成される。
【0185】
第２実施形態に係るメモリシステム３の構成は第１実施形態のメモリシステム３と同様である。第２実施形態と第１実施形態とでは、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２による動作が異なる。以下、第１実施形態と異なる点を主に説明する。
【0186】
まず、フロントエンド部１２１によるフェッチ制御動作について説明する。
【0187】
図２０は、フェッチ制御動作により、サブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４からフェッチされるコマンドの例を示す。サブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４のそれぞれに格納されているライトコマンドは、図７を参照して前述した通りである。
【0188】
フロントエンド部１２１は、調停により、４つのサブミッションキュー２２２－１、２２２－２、２２２－３、および２２２－４から、コマンドがフェッチされるべき１つのサブミッションキュー２２２を選択する。フロントエンド部１２１は、選択されたサブミッションキュー２２２に格納されているライトコマンドが、ビジー状態の不揮発性メモリチップ４１を指定しているか、それともアイドル状態の不揮発性メモリチップ４１を指定しているかを考慮することなく、サブミッションキュー２２２の先頭から順にライトコマンドをフェッチするように構成される。
【0189】
具体的には、例えば、フロントエンド部１２１は、調停により第１サブミッションキュー２２２－１が選択された場合、先頭のスロット７１１からライトコマンドｃｍｄＣをフェッチする。フロントエンド部１２１は、調停により第２サブミッションキュー２２２－２が選択された場合、先頭のスロット７２１からライトコマンドｃｍｄＧをフェッチする。フロントエンド部１２１は、調停により第３サブミッションキュー２２２－３が選択された場合、先頭のスロット７３１からライトコマンドｃｍｄＨをフェッチする。フロントエンド部１２１は、調停により第４サブミッションキュー２２２－４が選択された場合、先頭のスロット７４１からライトコマンドｃｍｄＪをフェッチする。
【0190】
図２１は、フェッチ制御動作の具体的な例を示す。ここでは、調停により、フェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第１サブミッションキュー２２２－１が選択されている。
【0191】
フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１に対応するＳＱヘッドポインタ６１１およびＳＱテイルポインタ６１２を参照して、第１サブミッションキュー２２２－１にコマンドが格納されていると判定する（図２１中の（１）および（２））。
【0192】
次いで、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１に基づいて、第１サブミッションキュー２２２－１の先頭のスロット７１１からライトコマンドｃｍｄＣを読み出す（図２１中の（３））。フロントエンド部１２１は、読み出されたライトコマンドｃｍｄＣを、コマンド管理テーブル５２に追加する（図２１中の（４））。そして、フロントエンド部１２１は、対応するＳＱヘッドポインタ６１１を更新する（図２１中の（５））。
【0193】
このように、フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１から先頭のスロット７１１のライトコマンドｃｍｄＣをフェッチする。
【0194】
第１サブミッションキュー２２２－１からライトコマンドｃｍｄＣがフェッチされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第２サブミッションキュー２２２－２が選択される。フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１の場合と同様の動作により、第２サブミッションキュー２２２－２の先頭のスロット７２１からライトコマンドｃｍｄＧをフェッチする。
【0195】
第２サブミッションキュー２２２－２からライトコマンドｃｍｄＧがフェッチされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第３サブミッションキュー２２２－３が選択される。フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１の場合と同様の動作により、第３サブミッションキュー２２２－３の先頭のスロット７３１からライトコマンドｃｍｄＨをフェッチする。
【0196】
第３サブミッションキュー２２２－３からライトコマンドｃｍｄＨがフェッチされた後、調停により、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として第４サブミッションキュー２２２－４が選択される。フロントエンド部１２１は、第１サブミッションキュー２２２－１の場合と同様の動作により、第４サブミッションキュー２２２－４の先頭のスロット７４１からライトコマンドｃｍｄＪをフェッチする。そして、次の調停により、例えば、新たなフェッチ対象のサブミッションキュー２２２として、第１サブミッションキュー２２２－１が選択される。
【0197】
【0198】
図２２に示すコマンド管理テーブル５２には、ライトコマンドｃｍｄＣ、ライトコマンドｃｍｄＧ、ライトコマンドｃｍｄＨ、およびライトコマンドｃｍｄＪが追加されている。ライトコマンドｃｍｄＣ、およびライトコマンドｃｍｄＪは、ビジー状態である第１不揮発性メモリチップ４１－１を指定したライトコマンドである。ライトコマンドｃｍｄＧは、アイドル状態である第３不揮発性メモリチップ４１－３を指定したライトコマンドである。ライトコマンドｃｍｄＨは、ビジー状態である第Ｎ不揮発性メモリチップ４１－Ｎを指定したライトコマンドである。
【0199】
このように、フェッチ制御動作によって、コマンド管理テーブル５２にライトコマンドが追加される。追加されるライトコマンドは、調停により選択されたサブミッションキュー２２２の先頭のコマンドである。したがって、コマンドが指定している不揮発性メモリチップ４１がビジー状態とアイドル状態のいずれであるかに関わらず、調停により選択されたサブミッションキュー２２２から先頭のコマンドがフェッチされ、コマンド管理テーブル５２に追加される。
【0200】
次いで、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２によるコマンド実行動作とビジー状態管理動作について説明する。
【0201】
図２３は、フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２によって行われるコマンド実行動作とビジー状態管理動作の例を示す。
【0202】
コマンド実行動作について説明する。
【0203】
ここでは、コマンド管理テーブル５２において、ライトコマンドｃｍｄＣとライトコマンドｃｍｄＧが管理されている場合を想定する。ライトコマンドｃｍｄＣおよびライトコマンドｃｍｄＧは、対応する処理がまだ開始されていないライトコマンドである。ライトコマンドｃｍｄＣに応じて不揮発性メモリ４に書き込まれるべきユーザデータを、ユーザデータ５３Ｃとする。ライトコマンドｃｍｄＧに応じて不揮発性メモリ４に書き込まれるべきユーザデータを、ユーザデータ５３Ｇとする。また、ライトコマンドｃｍｄＣは、ユーザデータ５３Ｃの書き込み先として、ビジー状態である第１不揮発性メモリチップ４１－１を指定している。ライトコマンドｃｍｄＧは、ユーザデータ５３Ｇの書き込み先として、アイドル状態である第３不揮発性メモリチップ４１－３を指定している。以下では、ライトコマンドｃｍｄＣに応じた処理の実行と、ライトコマンドｃｍｄＧに応じた処理の実行とについて、それぞれ説明する。
【0204】
（ライトコマンドｃｍｄＣに応じた処理の実行）
フロントエンド部１２１は、コマンド管理テーブル５２を参照して、ライトコマンドｃｍｄＣのコマンド情報（以下、第２コマンド情報と称する）を取得する（図２３中の（１））。第２コマンド情報は、例えば、ユーザデータ５３Ｃが格納されているホスト２内の記憶位置を示す情報、およびユーザデータ５３Ｃの書き込み先として指定された第１不揮発性メモリチップ４１－１のチップＩＤを含んでいる。
フロントエンド部１２１は、コマンド管理テーブル５２を参照して、ライトコマンドｃｍｄＣのコマンド情報（以下、第２コマンド情報と称する）を取得する（図２３中の（１））。第２コマンド情報は、例えば、ユーザデータ５３Ｃが格納されているホスト２内の記憶位置を示す情報、およびユーザデータ５３Ｃの書き込み先として指定された第１不揮発性メモリチップ４１－１のチップＩＤを含んでいる。
【0205】
フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、取得された第２コマンド情報で示された第１不揮発性メモリチップ４１－１がビジー状態であると判定する（図２３中の（２））。そのため、フロントエンド部１２１は、ライトコマンドｃｍｄＣに応じた処理を開始しない。より詳しくは、フロントエンド部１２１は、ライトコマンドｃｍｄＣに対応するユーザデータ５３Ｃのホスト２からメモリシステム３へ転送を開始しない。つまり、フロントエンド部１２１とバックエンド部１２２とは、ライトコマンドｃｍｄＣに応じた処理の実行を、第１不揮発性メモリチップ４１－１がビジー状態でなくなるまで待機する。
【0206】
これにより、ビジー状態である第１不揮発性メモリチップ４１－１に対するライトコマンドｃｍｄＣによって、すなわち、データ書き込み動作が直ちに開始されないライトコマンドｃｍｄＣによって、メモリシステム３のリソースが浪費されることを抑制できる。
【0207】
（ライトコマンドｃｍｄＧに応じた処理の実行）
フロントエンド部１２１は、コマンド管理テーブル５２を参照して、ライトコマンドｃｍｄＧのコマンド情報（以下、第３コマンド情報と称する）を取得する（図２３中の（１））。第３コマンド情報は、例えば、ユーザデータ５３Ｇが格納されているホスト２内の記憶位置を示す情報、およびユーザデータ５３Ｇの書き込み先として指定された第３不揮発性メモリチップ４１－３のチップＩＤを含んでいる。
フロントエンド部１２１は、コマンド管理テーブル５２を参照して、ライトコマンドｃｍｄＧのコマンド情報（以下、第３コマンド情報と称する）を取得する（図２３中の（１））。第３コマンド情報は、例えば、ユーザデータ５３Ｇが格納されているホスト２内の記憶位置を示す情報、およびユーザデータ５３Ｇの書き込み先として指定された第３不揮発性メモリチップ４１－３のチップＩＤを含んでいる。
【0208】
フロントエンド部１２１は、メモリチップ管理テーブル５１を参照して、取得された第３コマンド情報で示された第３不揮発性メモリチップ４１－３がアイドル状態であると判定する（図２３中の（２））。この場合、フロントエンド部１２１は、ライトコマンドｃｍｄＧに応じた処理を開始する。具体的には、フロントエンド部１２１は、第３コマンド情報に基づいて、ホスト２のデータバッファ２２１からメモリシステム３のライトバッファ５３へユーザデータ５３Ｇを転送する（図２３中の（３））。フロントエンド部１２１は、ユーザデータ５３Ｇのライトバッファ５３への格納が完了したことを、バックエンド部１２２に通知してもよい。
【0209】
次いで、バックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２を参照して、第３コマンド情報を取得する（図２３中の（４））。バックエンド部１２２は、取得された第３コマンド情報に基づいて、ライトバッファ５３に記憶されているユーザデータ５３Ｇを、第３不揮発性メモリチップ４１－３内のページバッファ３２に転送するデータイン動作を行う（図２３中の（５））。そして、バックエンド部１２２は、ページバッファ３２に格納されているユーザデータ５３Ｇを、第３不揮発性メモリチップ４１－３内のメモリセルアレイ３１に書き込むことを、第３不揮発性メモリチップ４１－３に指示する（図２３中の（６））。この指示に応じて、第３不揮発性メモリチップ４１－３では、ユーザデータ５３Ｇをメモリセルアレイ３１に書き込むプログラム動作が行われる（図２３中の（７））。
【0210】
これにより、フロントエンド部１２１とバックエンド部１２２は、アイドル状態である第３不揮発性メモリチップ４１－３に対するライトコマンドｃｍｄＧに応じた処理を実行できる。
【0211】
フロントエンド部１２１とバックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２において管理されている他のライトコマンドについても同様に、指定している不揮発性メモリチップ４１がビジー状態とアイドル状態のいずれであるかに応じて、ライトコマンドに応じた処理の実行を制御できる。フロントエンド部１２１とバックエンド部１２２は、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１に対するライトコマンドに応じた処理を開始しないので、データ書き込み動作が直ちに開始されないライトコマンドによって、メモリシステム３のリソースが浪費されることを抑制できる。したがって、メモリシステム３では処理のスループットを向上できる。
【0212】
【0213】
図２４は、フロントエンド部１２１によって実行される第３フェッチ制御処理の手順の例を示すフローチャートである。第３フェッチ制御処理は、ホスト２のサブミッションキュー２２２からコマンドをフェッチするための処理である。フロントエンド部１２１は、例えば、ホスト２の１つ以上のサブミッションキュー２２２間の調停が行われるべきタイミングに、第３フェッチ制御処理を実行する。ここでは、１つ以上のサブミッションキュー２２２のそれぞれに、１つ以上のコマンドが格納されているものとする。
【0214】
まず、フロントエンド部１２１は、調停により、１つ以上のサブミッションキュー２２２から１つのサブミッションキュー２２２（対象サブミッションキュー２２２）を選択する（ステップＳ３１）。フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２から先頭のコマンドをフェッチする（ステップＳ３２）。つまり、フロントエンド部１２１は、ＳＱヘッドポインタ６１１で示される対象サブミッションキュー２２２内のスロットから、コマンドをフェッチする。フロントエンド部１２１は、フェッチされたコマンドに対応するエントリをコマンド管理テーブル５２に追加する（ステップＳ３３）。そして、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２のＳＱヘッドポインタ６１１を更新し（ステップＳ３４）、第３フェッチ制御処理を終了する。
【0215】
以上の第３フェッチ制御処理により、フロントエンド部１２１は、対象サブミッションキュー２２２から先頭のコマンドをフェッチする。
【0216】
図２５は、バックエンド部１２２によって実行されるコマンド実行制御処理の手順の例を示すフローチャートである。コマンド実行制御処理は、コマンド管理テーブル５２で管理され、対応する処理がまだ開始されていないコマンド（すなわち、未処理のコマンド）の実行を制御する処理である。バックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２に少なくとも１つのエントリが含まれている場合に、コマンド実行制御処理を実行する。
【0217】
まず、バックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２から未処理のコマンドを選択する（ステップＳ４１）。選択された未処理のコマンドを、対象コマンドと称する。バックエンド部１２２は、対象コマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。
【0218】
対象コマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態でない場合（ステップＳ４２でｎｏ）、バックエンド部１２２は、対象コマンドに応じた処理を開始する（ステップＳ４３）。対象コマンドに応じた処理は、例えば、ライトコマンドである対象コマンドに応じて不揮発性メモリチップ４１に書き込まれるべきユーザデータを、ホスト２のデータバッファ２２１からメモリシステム３のライトバッファ５３へ転送する処理、および転送されたユーザデータを不揮発性メモリチップ４１に書き込む処理を含む。
【0219】
一方、対象コマンドで指定された不揮発性メモリチップ４１がビジー状態である場合（ステップＳ４２でｙｅｓ）、バックエンド部１２２は、対象コマンドに応じた処理を開始しない。
【0220】
そして、バックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２に別の未処理のコマンドがあるか否かを判定する（ステップＳ４４）。
【0221】
コマンド管理テーブル５２に別の未処理のコマンドがある場合（ステップＳ４４でｙｅｓ）、バックエンド部１２２による処理はステップＳ４１に戻る。つまり、バックエンド部１２２は、その別の未処理のコマンドに応じた処理の実行を制御する。
【0222】
コマンド管理テーブル５２に未処理のコマンドがない場合（ステップＳ４４でｎｏ）、バックエンド部１２２はコマンド実行制御処理を終了する。
【0223】
以上のコマンド実行制御処理により、バックエンド部１２２は、コマンド管理テーブル５２で管理されているフェッチ済みのコマンドが、ビジー状態でない不揮発性メモリチップ４１に対する未処理のコマンドである場合、そのコマンドに応じた処理を開始する。一方、コマンド管理テーブル５２で管理されているフェッチ済みのコマンドが、ビジー状態である不揮発性メモリチップ４１に対する未処理のコマンドである場合、バックエンド部１２２は、そのコマンドに応じた処理を開始しない。これにより、対象の不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であることにより、対応する処理を直ちに開始できないコマンドのために、メモリシステム３のリソースが浪費されることを抑制できる。したがって、メモリシステム３では処理の効率を向上できる。
【0224】
以上説明したように、第１および第２実施形態によれば、処理の効率を向上できる。フロントエンド部１２１は、複数の不揮発性メモリチップ４１のそれぞれがビジー状態であるか否かを管理する。フロントエンド部１２１およびバックエンド部１２２は、ホスト２によって発行された１つ以上の要求（例えば、コマンド）が少なくとも１つのサブミッションキュー２２２に格納されている場合、１つ以上の要求から、複数の不揮発性メモリチップ４１の内のビジー状態でない第１不揮発性メモリチップ４１－１に対する第１要求を特定し、特定された第１要求に応じた処理を実行する。
【0225】
これにより、対象の不揮発性メモリチップ４１がビジー状態であり、対応する処理を直ちに開始できない要求のために、メモリシステム３のリソースが浪費されることを回避できる。したがって、要求において指定される不揮発性メモリチップ４１をホスト２がどのように選択したとしても、メモリシステム３のリソースの浪費を抑制し、少ないリソースで高い処理効率を実現できる。
【0226】
第１および第２実施形態に記載された様々な機能の各々は、回路（処理回路）によって実現されてもよい。処理回路の例には、中央処理装置（ＣＰＵ）のような、プログラムされたプロセッサが含まれる。このプロセッサは、メモリに格納されたコンピュータプログラム（命令群）を実行することによって、記載された機能それぞれを実行する。このプロセッサは、電気回路を含むマイクロプロセッサであってもよい。処理回路の例には、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラ、コントローラ、他の電気回路部品も含まれる。これら実施形態に記載されたＣＰＵ以外の他のコンポーネントの各々もまた処理回路によって実現されてもよい。
【0227】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0228】
１…情報処理システム、２…ホスト、３…メモリシステム、４…不揮発性メモリ、５…ＤＲＡＭ、６…コントローラ、１０…バス、１１…ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ、１２…メモリコントローラ、１３…ＳＲＡＭ、１２１…フロントエンド部、１２２…バックエンド部、２０…バス、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２２１…データバッファ、２２２…サブミッションキュー、３１…メモリセルアレイ、３２…ページバッファ、４１…不揮発性メモリチップ、５１…メモリチップ管理テーブル、５２…コマンド管理テーブル、５３…ライトバッファ、６１…記憶領域、６１１…ＳＱヘッドポインタ、６１２…ＳＱテイルポインタ、６１３…ＳＱビットマップ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】