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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】P2024087479
(43)【公開日】2024-07-01
(54)【発明の名称】メモリシステムおよび制御方法
(51)【国際特許分類】
G06F 12/00 20060101AFI20240624BHJP
G06F 3/06 20060101ALI20240624BHJP
【ＦＩ】
G06F12/00 560B
G06F12/00 597U
G06F3/06 301F
G06F3/06 302A
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022202322
(22)【出願日】2022-12-19
(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】菅野 伸一
【テーマコード（参考）】
5B160
【Ｆターム（参考）】
5B160CD01
5B160MM01
(57)【要約】
【課題】不揮発性メモリからからデータを効率良く読み出すことできるメモリシステムを実現する。
【解決手段】メモリシステムは、複数のダイを含む不揮発性メモリと、コントローラと、ダイ毎に設けられた、第１のキュー、第２のキュー、およびコマンドバッファとを含む。コントローラは、第１のダイに対応するコマンドバッファに実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、コントローラは、実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求される第１のデータに後続する第２のデータが格納されている第２のダイを特定し、第２のデータを読み出すためのリードコマンドを、第２のダイに対応する第２のキューに格納する。
【選択図】図５
【解決手段】メモリシステムは、複数のダイを含む不揮発性メモリと、コントローラと、ダイ毎に設けられた、第１のキュー、第２のキュー、およびコマンドバッファとを含む。コントローラは、第１のダイに対応するコマンドバッファに実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、コントローラは、実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求される第１のデータに後続する第２のデータが格納されている第２のダイを特定し、第２のデータを読み出すためのリードコマンドを、第２のダイに対応する第２のキューに格納する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のダイを含む不揮発性メモリと、
前記複数のダイを制御するように構成されたコントローラと、
前記ダイ毎に設けられた、第１のキュー、第２のキュー、およびコマンドバッファと、を具備し、前記第１のキューは、ホストからのリード要求に関連付けられた単一のリードコマンド、または前記ホストからのリード要求に関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを格納するためのキューであり、前記第２のキューは、前記複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドを格納するためのキューであり、前記コマンドバッファは、前記第１のキューおよび前記第２のキューから選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドを格納するためのバッファであり、
前記コントローラは、
前記複数のダイのうちの第１のダイに対応する前記コマンドバッファに前記実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、
前記実行対象のリードコマンドが前記単一のリードコマンドと前記複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かに基づいて、前記実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定し、
前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、
論理物理アドレス変換テーブルを参照して、前記実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求される第１のデータに後続する第２のデータが格納されている第２のダイと、前記第２のダイに格納されている前記第２のデータの長さと、を特定し、
前記第２のデータを読み出すためのリードコマンドを生成し、
前記実行対象のリードコマンドを前記第１のダイに送信する処理と、前記生成したリードコマンドを前記第２のダイに対応する前記第２のキューに格納する処理と、を実行する、ように構成されている、
メモリシステム。
前記複数のダイを制御するように構成されたコントローラと、
前記ダイ毎に設けられた、第１のキュー、第２のキュー、およびコマンドバッファと、を具備し、前記第１のキューは、ホストからのリード要求に関連付けられた単一のリードコマンド、または前記ホストからのリード要求に関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを格納するためのキューであり、前記第２のキューは、前記複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドを格納するためのキューであり、前記コマンドバッファは、前記第１のキューおよび前記第２のキューから選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドを格納するためのバッファであり、
前記コントローラは、
前記複数のダイのうちの第１のダイに対応する前記コマンドバッファに前記実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、
前記実行対象のリードコマンドが前記単一のリードコマンドと前記複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かに基づいて、前記実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定し、
前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、
論理物理アドレス変換テーブルを参照して、前記実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求される第１のデータに後続する第２のデータが格納されている第２のダイと、前記第２のダイに格納されている前記第２のデータの長さと、を特定し、
前記第２のデータを読み出すためのリードコマンドを生成し、
前記実行対象のリードコマンドを前記第１のダイに送信する処理と、前記生成したリードコマンドを前記第２のダイに対応する前記第２のキューに格納する処理と、を実行する、ように構成されている、
メモリシステム。
【請求項2】
前記コントローラは、
前記第１のダイのページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了後、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のデータを読み出し、
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しと前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しとの双方の完了後、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出すように構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記第１のダイのページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了後、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のデータを読み出し、
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しと前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しとの双方の完了後、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出すように構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記コントローラは、
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しが完了していない状態で、前記第２のダイの前記ページバッファへの前記第２のデータの読み出しが完了した場合、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出さずに、前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しが完了するまで待ち、
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了後に、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のデータを読み出す処理と、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出す処理と、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。
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しが完了していない状態で、前記第２のダイの前記ページバッファへの前記第２のデータの読み出しが完了した場合、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出さずに、前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しが完了するまで待ち、
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了後に、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のデータを読み出す処理と、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出す処理と、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】
前記コントローラは、
前記複数のダイのいずれか一つのダイに対応する前記第１のキューおよび前記第２のキューの双方にリードコマンドが格納されている場合、前記第２のキューを前記第１のキューよりも優先的に選択し、前記第２のキューに格納されているリードコマンドを前記実行対象のリードコマンドとしてフェッチするように構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記複数のダイのいずれか一つのダイに対応する前記第１のキューおよび前記第２のキューの双方にリードコマンドが格納されている場合、前記第２のキューを前記第１のキューよりも優先的に選択し、前記第２のキューに格納されているリードコマンドを前記実行対象のリードコマンドとしてフェッチするように構成されている、
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、
前記第１のダイのページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了に応じ、第１のリードバッファを前記第１のダイに割り当て、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のリードバッファに前記第１のデータを転送し、
前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しの完了に応じ、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当て済みである否かを判定し、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが既に割り当てられている場合、第２のリードバッファを前記第２のダイに割り当て、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のリードバッファに前記第２のデータを転送するように構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記第１のダイのページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了に応じ、第１のリードバッファを前記第１のダイに割り当て、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のリードバッファに前記第１のデータを転送し、
前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しの完了に応じ、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当て済みである否かを判定し、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが既に割り当てられている場合、第２のリードバッファを前記第２のダイに割り当て、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のリードバッファに前記第２のデータを転送するように構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記コントローラは、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当てられていない場合、前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当てられた後に、前記第２のダイに前記第２のリードバッファを割り当てるように構成されている、
請求項５に記載のメモリシステム。
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当てられていない場合、前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当てられた後に、前記第２のダイに前記第２のリードバッファを割り当てるように構成されている、
請求項５に記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記コントローラは、
前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、前記第２のデータが格納されている前記第２のダイと前記第２のデータの前記長さとを特定する処理と、前記第２のデータが転送されるべき前記ホストのメモリ上の位置を示す位置情報を算出する処理とを実行するようにさらに構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、前記第２のデータが格納されている前記第２のダイと前記第２のデータの前記長さとを特定する処理と、前記第２のデータが転送されるべき前記ホストのメモリ上の位置を示す位置情報を算出する処理とを実行するようにさらに構成されている、
請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項8】
複数のダイを含む不揮発性メモリを制御する制御方法であって、
前記ダイ毎に、第１のキュー、第２のキュー、およびコマンドバッファを管理することと、前記第１のキューは、ホストからのリード要求に関連付けられた単一のリードコマンド、または前記ホストからのリード要求に関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを格納するためのキューであり、前記第２のキューは、前記複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドを格納するためのキューであり、前記コマンドバッファは、前記第１のキューおよび前記第２のキューから選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドを格納するためのバッファであり、
前記複数のダイのうちの第１のダイに対応する前記コマンドバッファに前記実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、
前記実行対象のリードコマンドが前記単一のリードコマンドと前記複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かに基づいて、前記実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定することと、
前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、
論理物理アドレス変換テーブルを参照して、前記実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求される第１のデータに後続する第２のデータが格納されている第２のダイと、前記第２のダイに格納されている前記第２のデータの長さと、を特定することと、
前記第２のデータを読み出すためのリードコマンドを生成することと、
前記実行対象のリードコマンドを前記第１のダイに送信する処理と、前記生成したリードコマンドを前記第２のダイに対応する前記第２のキューに格納する処理と、を実行することとを具備する、
制御方法。
前記ダイ毎に、第１のキュー、第２のキュー、およびコマンドバッファを管理することと、前記第１のキューは、ホストからのリード要求に関連付けられた単一のリードコマンド、または前記ホストからのリード要求に関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを格納するためのキューであり、前記第２のキューは、前記複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドを格納するためのキューであり、前記コマンドバッファは、前記第１のキューおよび前記第２のキューから選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドを格納するためのバッファであり、
前記複数のダイのうちの第１のダイに対応する前記コマンドバッファに前記実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、
前記実行対象のリードコマンドが前記単一のリードコマンドと前記複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かに基づいて、前記実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定することと、
前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、
論理物理アドレス変換テーブルを参照して、前記実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求される第１のデータに後続する第２のデータが格納されている第２のダイと、前記第２のダイに格納されている前記第２のデータの長さと、を特定することと、
前記第２のデータを読み出すためのリードコマンドを生成することと、
前記実行対象のリードコマンドを前記第１のダイに送信する処理と、前記生成したリードコマンドを前記第２のダイに対応する前記第２のキューに格納する処理と、を実行することとを具備する、
制御方法。
【請求項9】
前記第１のダイのページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了後、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のデータを読み出すことと、
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しと前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しとの双方の完了後、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出すことと、をさらに具備する、
請求項８に記載の制御方法。
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しと前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しとの双方の完了後、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出すことと、をさらに具備する、
請求項８に記載の制御方法。
【請求項10】
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しが完了していない状態で、前記第２のダイの前記ページバッファへの前記第２のデータの読み出しが完了した場合、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出さずに、前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しが完了するまで待つことと、
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了後に、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のデータを読み出す処理と、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出す処理と、を実行することとをさらに具備する、
請求項９に記載の制御方法。
前記第１のダイの前記ページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了後に、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のデータを読み出す処理と、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のデータを読み出す処理と、を実行することとをさらに具備する、
請求項９に記載の制御方法。
【請求項11】
前記複数のダイのいずれか一つのダイに対応する前記第１のキューおよび前記第２のキューの双方にリードコマンドが格納されている場合、前記第２のキューを前記第１のキューよりも優先的に選択し、前記第２のキューに格納されているリードコマンドを前記実行対象のリードコマンドとしてフェッチすることをさらに具備する、
請求項８に記載の制御方法。
請求項８に記載の制御方法。
【請求項12】
前記第１のダイのページバッファへの前記第１のデータの読み出しの完了に応じ、第１のリードバッファを前記第１のダイに割り当て、前記第１のダイの前記ページバッファから前記第１のリードバッファに前記第１のデータを転送することと、
前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しの完了に応じ、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当て済みである否かを判定することと、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが既に割り当てられている場合、第２のリードバッファを前記第２のダイに割り当て、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のリードバッファに前記第２のデータを転送することと、をさらに具備する
請求項８に記載の制御方法。
前記第２のダイのページバッファへの前記第２のデータの読み出しの完了に応じ、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当て済みである否かを判定することと、
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが既に割り当てられている場合、第２のリードバッファを前記第２のダイに割り当て、前記第２のダイの前記ページバッファから前記第２のリードバッファに前記第２のデータを転送することと、をさらに具備する
請求項８に記載の制御方法。
【請求項13】
前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当てられていない場合、前記第１のダイに前記第１のリードバッファが割り当てられた後に、前記第２のダイに前記第２のリードバッファを割り当てることをさらに具備する、
請求項１２に記載の制御方法。
請求項１２に記載の制御方法。
【請求項14】
前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、前記第２のデータが格納されている前記第２のダイと前記第２のデータの前記長さとを特定する処理と、前記第２のデータが転送されるべき前記ホストのメモリ上の位置を示す位置情報を算出する処理とを実行することをさらに具備する、
請求項８に記載の制御方法。
請求項８に記載の制御方法。
【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。
【0003】
ＳＳＤのようなメモリシステムにおいては、リード処理のスループットを向上することが必要とされている。
【0004】
また、ホストによっては、ホストによって発行されたリード要求によって指定されるリード対象データを、そのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序に従って、ホストに転送することが求められる場合もある。
【0005】
メモリシステムにおいては、不揮発性メモリからデータを効率良く読み出すことが可能な技術が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第１１，４０９，４３６号明細書
【特許文献2】米国特許第１０，３３８，８４６号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２００７／０００５９２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、不揮発性メモリからデータを効率良く読み出すことできるメモリシステムおよび制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態によれば、メモリシステムは、複数のダイを含む不揮発性メモリと、前記複数のダイを制御するように構成されたコントローラと、前記ダイ毎に設けられた、第１のキュー、第２のキュー、およびコマンドバッファと、を具備する。前記第１のキューは、ホストからのリード要求に関連付けられた単一のリードコマンド、または前記ホストからのリード要求に関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを格納するためのキューである。前記第２のキューは、前記複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドを格納するためのキューである。前記コマンドバッファは、前記第１のキューおよび前記第２のキューから選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドを格納するためのバッファである。前記コントローラは、前記複数のダイのうちの第１のダイに対応する前記コマンドバッファに前記実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、前記実行対象のリードコマンドが前記単一のリードコマンドと前記複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かに基づいて、前記実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。前記コントローラは、前記次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、論理物理アドレス変換テーブルを参照して、前記実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求される第１のデータに後続する第２のデータが格納されている第２のダイと、前記第２のダイに格納されている前記第２のデータの長さと、を特定する。前記コントローラは、前記第２のデータを読み出すためのリードコマンドを生成する。前記コントローラは、前記実行対象のリードコマンドを前記第１のダイに送信する処理と、前記生成したリードコマンドを前記第２のダイに対応する前記第２のキューに格納する処理と、を実行する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図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】実施形態に係るメモリシステムの不揮発性メモリに含まれる複数のダイのうちの代表的な１つのダイの構成例を示すブロック図。
【図3】実施形態に係るメモリシステムの複数のダイからデータを並列に読み出すための処理を示すタイミングチャート。
【図4】実施形態に係るメモリシステムにおける、ホストリードコマンドプールと、複数のフラッシュコマンドキューと、複数のダイと、複数のチャンネルと、リードバッファとの関係の例を示すブロック図。
【図5】実施形態に係るメモリシステムにおける複数のフラッシュコマンドキューの各々の構成例を示すブロック図。
【図6】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるリード処理の一例を示す図。
【図7】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるリード処理の手順の例を示す図。
【図8】実施形態に係るメモリシステムに設けられたリードバッファにおけるリードデータの受信順序の例と、リードバッファからホストへのリードデータの転送順序の例とを示すタイミングチャート。
【図9】一周目においてリードバッファに保持されるリードデータの例と二周目においてリードバッファに保持されるリードデータの例とを示す図。
【図10】不揮発性メモリのリードタイミングの例と不揮発性メモリからリードバッファへの転送タイミングの例とを示すタイミングチャート。
【図11】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるリード処理の手順を示すフローチャート。
【図12】実施形態に係るメモリシステムにおいて、不揮発性メモリの読み出し完了時に実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図13】実施形態に係るメモリシステムにおいて、リードバッファへのデータ転送完了時に実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図14】実施形態に係るメモリシステムにおいて、ホストへのデータ転送完了時に実行される処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。
【0011】
以下では、実施形態に係るメモリシステムがソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）として実現されている場合を想定する。図１は、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の構成例を示すブロック図である。情報処理システム１は、ホスト（ホストデバイス）２と、ＳＳＤ３とを含む。ホスト２と、ＳＳＤ３とは、バス７を介して接続可能である。
【0012】
ホスト２は、情報処理装置である。ホスト２は、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、またはモバイルデバイスである。ホスト２は、ＳＳＤ３にアクセスする。具体的には、ホスト２は、データを書き込むためのコマンドであるライトコマンドをＳＳＤ３に発行する。また、ホスト２は、データを読み出すためのコマンドであるリードコマンドをＳＳＤ３に発行する。
【0013】
ＳＳＤ３は、ホスト２に接続可能なストレージデバイスである。ＳＳＤ３は、不揮発性メモリを含む。ＳＳＤ３は、内部の不揮発性メモリにデータを書き込むことが可能である。また、ＳＳＤ３は、内部の不揮発性メモリからデータを読み出すことが可能である。
【0014】
ＳＳＤ３とホスト２との間の通信は、バス７を介して実行される。バス７は、ホスト２とＳＳＤ３とを接続する伝送路である。バス７は、例えば、ＰＣＩ ｅｘｐｒｅｓｓＴＭ（ＰＣＩｅＴＭ）バスである。ＰＣＩｅバスは、全二重（ｆｕｌｌ ｄｕｐｌｅｘ）伝送路である。全二重伝送路は、ホスト２からＳＳＤ３へデータおよび入出力（Ｉ／Ｏ）コマンドを送信する伝送路と、ＳＳＤ３からホスト２へデータおよび応答を送信する伝送路との双方を含む。Ｉ／Ｏコマンドは、不揮発性メモリへのデータの書き込み、または不揮発性メモリからのデータの読み出しを行うためのコマンドである。Ｉ／Ｏコマンドは、例えば、ライトコマンド、またはリードコマンドである。以下では、ホスト２から発行されるライトコマンドは、ライト要求またはホストライトコマンドとも称される。また、ホスト２から発行されるリードコマンドは、リード要求またはホストリードコマンドとも称される。
【0015】
ホスト２とＳＳＤ３とを接続するための論理インタフェースの規格としては、例えば、ＮＶＭ ｅｘｐｒｅｓｓＴＭ（ＮＶＭｅＴＭ）規格が使用され得る。ＮＶＭｅ規格のインタフェースでは、少なくとも１つのサブミッションキュー（ＳＱ）と、この少なくとも１つのサブミッションキュー（ＳＱ）に関連付けられたコンプリーションキュー（ＣＱ）とを含む対のキューを用いて、ホスト２とＳＳＤ３との間の通信が行われる。この対のキューは、サブミッションキュー／コンプリーションキューペア（ＳＱ／ＣＱペア）と称される。
【0016】
次に、ホスト２の構成について説明する。
【0017】
ホスト２は、プロセッサ２１と、メモリ２２とを含む。プロセッサ２１およびメモリ２２は、内部バス２０を介して相互接続される。
【0018】
プロセッサ２１は、例えばＣＰＵである。プロセッサ２１は、ＳＳＤ３、または、ホスト２に接続された他のストレージデバイスからメモリ２２にロードされるソフトウェア（ホストソフトウェア）を実行する。ホストソフトウェアは、例えば、オペレーティングシステム、ファイルシステム、アプリケーションプログラム、を含む。
【0019】
メモリ２２は、例えば揮発性のメモリである。メモリ２２は、メインメモリ、システムメモリ、またはホストメモリとも称される。メモリ２２は、例えばダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）である。メモリ２２の記憶領域の一部は、ホストリードバッファ２２１として使用される。ホストリードバッファ２２１は、ＳＳＤ３の不揮発性メモリから読み出されたリードデータが転送されるべき記憶領域である。ホストリードバッファ２２１は、ホストリードコマンド毎にホスト２によってメモリ２２上に割り当てられる。ホストリードコマンドは、リードデータが転送されるべきメモリ２２内の位置を示す位置情報を指定するパラメータであるデータポインタを含む。このホストリードコマンドは、フィジカル・リージョン・ページ（ＰＲＰ）エントリ、ＰＲＰリスト、またはスキャッタ・ギャザー・リスト（ＳＧＬ）を使用して、リードデータが転送されるべき位置情報を指定することができる。例えば、ホストリードコマンドがＰＲＰエントリを使用して位置情報を指定する場合を想定する。この場合、ホストリードコマンドは、第１のＰＲＰエントリフィールド（ＰＲＰ１）と、第２のＰＲＰエントリフィールド（ＰＲＰ２）とを含む。ＰＲＰ１およびＰＲＰ２の各々は、ＰＲＰエントリを使用して、リードデータが転送されるべきメモリ２２内の位置（メモリページ）を指定する。ＰＲＰエントリは、メモリページへのポインタである。ＰＲＰエントリは、メモリページのページベースアドレスと、そのメモリページ内のオフセットとを含む。ページベースアドレスは、一つのメモリページを識別するアドレスである。
【0020】
また、メモリ２２の記憶領域の他の一部は、ＳＱ／ＣＱペア２２２を格納するために使用される。ＳＱ／ＣＱペア２２２に含まれるサブミッションキューＳＱの各々は、ＳＳＤ３にＩ／Ｏコマンド（ホストライトコマンド、ホストリードコマンド）を発行するために使用されるキューである。サブミッションキューＳＱの各々は、複数のスロットを含む。複数のスロットの各々は、一つのＩ／Ｏコマンドを格納可能である。ホスト２は、サブミッションキューＳＱをホスト２のメモリ２２に作成する。また、ホスト２は、サブミッションキュークリエイトコマンドをＳＳＤ３に発行する。サブミッションキューＳＱの各々が作成されたメモリ２２内の記憶位置を示すアドレス、サブミッションキューＳＱの各々のサイズ、これらサブミッションキューＳＱに関連付けられたコンプリーションキューＣＱの識別子、等は、サブミッションキュークリエイトコマンドによってＳＳＤ３に通知される。
【0021】
ＳＱ／ＣＱペアに含まれるコンプリーションキューＣＱは、Ｉ／Ｏコマンドの完了を示す完了応答をＳＳＤ３から受信するために使用されるキューである。完了応答は、完了したコマンドの処理の成功または失敗を示すステータスを示す情報を含む。完了応答は、コマンド完了、またはコマンド完了通知とも称される。コンプリーションキューＣＱは、複数のスロットを含む。複数のスロットの各々は、一つの完了応答を格納可能である。ホスト２は、コンプリーションキューＣＱをホスト２のメモリ２２に作成する。また、ホスト２は、コンプリーションキュークリエイトコマンドをＳＳＤ３に発行する。コンプリーションキューＣＱが作成されたメモリ２２内の記憶位置を示すアドレス、およびこのコンプリーションキューＣＱのサイズ、等は、コンプリーションキュークリエイトコマンドによってＳＳＤ３に通知される。
【0022】
次に、ＳＳＤ３の内部構成について説明する。
【0023】
ＳＳＤ３は、コントローラ４と、不揮発性メモリとしての、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５とを含む。また、ＳＳＤ３は、ランダムアクセスメモリ、例えば、揮発性メモリであるダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）６をさらに含んでいてもよい。
【0024】
コントローラ４は、メモリコントローラである。コントローラ４は、例えば、ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）のような制御回路である。コントローラ４は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に電気的に接続されている。コントローラ４は、ホスト２から受信されるＩ／Ｏコマンドそれぞれを処理することによって、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からデータを読み出すためのリード処理と、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にデータを書き込むためのライト処理とを実行する。コントローラ４とＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５とを接続する物理インタフェースとしては、例えば、Ｔｏｇｇｌｅインタフェース、またはオープンＮＡＮＤフラッシュインタフェース（ＯＮＦＩ）が使用される。コントローラ４の各部の機能は、専用ハードウェア、プログラムを実行するプロセッサ、またはこれら専用ハードウェアとプロセッサとの組み合わせにより実現され得る。
【0025】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５は、２次元構造のフラッシュメモリであってもよいし、３次元構造のフラッシュメモリであってもよい。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５は、例えば、複数のダイを含む。ダイは、メモリダイ、フラッシュダイ、メモリチップ、フラッシュチップとも称される。これらダイの各々は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイとして実現される。以下では、ダイをフラッシュダイと称する。図１においては、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５が、３２個のフラッシュダイ＃０～＃３１を含む場合が例として示されている。
【0026】
ＤＲＡＭ６は、例えば、論理物理アドレス変換テーブル（ｌｏｇｉｃａｌ－ｔｏ－ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｔａｂｌｅ：Ｌ２Ｐテーブル）６１を記憶する記憶領域を含む。Ｌ２Ｐテーブル６１は、マッピング情報を格納するテーブルである。マッピング情報は、論理アドレスそれぞれとＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを所定の管理サイズの単位で示す情報である。論理アドレスは、ＳＳＤ３にアクセスするためにホスト２によって使用されるアドレスである。論理アドレスとしては、例えば、論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）が使用される。物理アドレスは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５内の記憶位置を示すアドレスである。物理アドレスは、例えば、フラッシュダイアドレスと、ブロックアドレスと、ページのアドレスと、ページ内のオフセットアドレスとの組み合わせによって表現され得る。
【0027】
次に、コントローラ４の内部構成を説明する。コントローラ４は、例えば、ホストインタフェース（ホストＩ／Ｆ）４１と、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）４２と、ＣＰＵ４３と、直接メモリアクセスコントローラ（ＤＭＡＣ）４４と、誤り訂正回路４５と、ＮＡＮＤインタフェース（ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ）４６と、ＤＲＡＭインタフェース（ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ）４７とを含む。これらホストインタフェース４１と、ＳＲＡＭ４２と、ＣＰＵ４３と、ＤＭＡＣ４４と、誤り訂正回路４５と、ＮＡＮＤインタフェース４６と、ＤＲＡＭインタフェース４７とは、内部バス４０を介して相互接続される。
【0028】
ホストインタフェース４１は、ホスト２との通信を実行する通信インタフェース回路である。ホストインタフェース４１は、例えば、ＰＣＩｅコントローラによって実現されている。また、ホストインタフェース４１は、アービトレーション機構を含む。このアービトレーション機構は、ＳＱ／ＣＱペア２２２に含まれる複数のサブミッションキューＳＱから、Ｉ／ＯコマンドがフェッチされるべきサブミッションキューＳＱを選択する機構である。アービトレーション機構は、例えば、ラウンドロビンアービトレーション機構、または重み付きラウンドロビンアービトレーション機構である。
【0029】
ＳＲＡＭ４２は、揮発性メモリである。ＳＲＡＭ４２の記憶領域は、例えば、ＣＰＵ４３の作業領域として使用される。ＳＲＡＭ４２は、例えば、ホストリードコマンドプール４２１を記憶する記憶領域と、フラッシュコマンドキュー４２２を記憶する記憶領域と、リードバッファ（ＲＢ）４２３を記憶する記憶領域とを含む。
【0030】
ホストリードコマンドプール４２１は、ホスト２によって発行される複数のＩ／Ｏコマンドのうちのホストリードコマンドのグループを格納するために使用される記憶領域である。ホストリードコマンドの各々は、開始ＬＢＡ（ＳＬＢＡ）、データ長、データポインタ、等を指定する。開始ＬＢＡ（ＳＬＢＡ）は、リード対象データに対応する一つ以上のＬＢＡのうちの最初のＬＢＡを示す。データ長は、リード対象データの長さ、つまりリード対象データのサイズを示す。データ長は、ＬＢＡの数によって表されてもよい。データポインタは、リード対象データが転送されるべきホスト２のメモリ２２内の位置を示す位置情報である。
【0031】
フラッシュコマンドキュー４２２は、フラッシュメモリ５からデータを読み出すためのリードコマンド（フラッシュリードコマンド）のグループが格納される内部キューである。フラッシュコマンドキュー４２２は、フラッシュダイ毎に設けられている。あるフラッシュダイに対応するフラッシュコマンドキュー４２２には、このフラッシュダイからデータを読み出すためのリードコマンド（フラッシュリードコマンドとも称される）が格納される。フラッシュコマンドキュー４２２の詳細は、図３および図４を参照して、後述する。
【0032】
リードバッファ（ＲＢ）４２３は、フラッシュメモリ５から読み出されたリードデータを一時的に記憶するためのデータバッファである。リードバッファ（ＲＢ）４２３は、ＳＳＤ３におけるリード処理のスループットを改善するために使用される。リード処理のスループットは、単位時間当たりにＳＳＤ３からホスト２に転送されるリードデータの量を示す。リードデータは、フラッシュメモリ５から読み出されるデータ（ユーザデータ）である。
【0033】
ＣＰＵ４３は、プロセッサである。ＣＰＵ４３は、フラッシュメモリ５または図示しないＲＯＭに格納されている制御プログラム（ファームウェア）をＳＲＡＭ４２にロードする。そしてＣＰＵ４３は、このファームウェアを実行することによって様々な処理を行う。なお、ファームウェアは、ＤＲＡＭ６にロードされてもよい。
【0034】
ＣＰＵ４３は、例えば、フラッシュトランスレーション層（ＦＴＬ）として、フラッシュメモリ５に記憶されたデータの管理と、フラッシュメモリ５に含まれるブロックの管理とを行う。フラッシュメモリ５に記憶されたデータの管理は、例えば、マッピング情報の管理を含む。ＣＰＵ４２は、Ｌ２Ｐテーブル６１のマッピング情報を使用して、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管理サイズの単位で管理する。管理サイズは、例えば、４ＫｉＢである。
【0035】
フラッシュメモリ５においては、ブロック内のページへのデータの書き込みは、このブロックの１プログラム／イレーズサイクル当たり１回のみ可能である。つまり、データが既に書き込まれているブロック内の記憶位置（物理記憶位置）に新たなデータを直接上書きすることはできない。このため、既にブロック内の物理記憶位置に書き込まれているデータを更新する場合には、コントローラ４は、そのブロック（または別のブロック）内の未書き込みページ（空きページ）に新たなデータを書き込み、そして以前のデータを無効データとして扱う。換言すれば、コントローラ４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４は、Ｌ２Ｐテーブル６１を更新して、この論理アドレスに、この別の物理記憶位置を示す物理アドレスを関連付ける。
【0036】
フラッシュメモリ５に含まれるブロックの管理は、フラッシュメモリ５に含まれる不良ブロック（バッドブロック）の管理と、ウェアレベリングと、ガベージコレクション（ＧＣ）とを含む。
【0037】
ＧＣは、フリーブロックの個数を増やすための動作である。フリーブロックとは、有効データを含まないブロックを意味する。コントローラ４は、各ブロックの状態（フリーブロック、アクティブブロック、書き込み済みページ、空きページ、有効データの量、無効データの量、等）を管理する。ＧＣ動作においては、コントローラ４は、有効データと無効データとが混在する幾つかのブロックをＧＣソースブロックとして選択する。ＧＣソースブロックは、コピー元ブロックとも称される。コントローラ４は、ＧＣソースブロックに含まれる有効データをＧＣデスティネーションブロック（例えば、フリーブロック）にコピーする。ＧＣデスティネーションブロックは、コピー先ブロックとも称される。ここで、有効データとは、論理アドレスに関連付けられているデータを意味する。論理アドレスに最新データとして関連付けられているデータは有効データであり、後にホスト２からリードされる可能性がある。無効データとは、どの論理アドレスにも関連付けられていないデータを意味する。どの論理アドレスにも関連付けられていないデータは、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。ＧＣソースブロックからＧＣデスティネーションブロックに有効データをコピーすると、コントローラ４は、Ｌ２Ｐテーブル６１を更新して、コピーされた有効データの論理アドレスそれぞれにコピー先の物理アドレスをマッピングする。有効データが別のブロックにコピーされることによって無効データのみになったブロックは、フリーブロックとして解放される。これによって、このブロックは、このブロックに対するデータ消去動作が実行された後にデータの書き込みに再利用することが可能となる。
【0038】
ＤＭＡＣ４４は、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）を実行する回路である。ＤＭＡＣ４４は、ホスト２のメモリ２２とＳＲＡＭ４２（またはＤＲＡＭ６）との間のデータ転送を実行する。例えば、リード処理においては、ＤＭＡＣ４４は、フラッシュメモリ５からリードバッファ（ＲＢ）４２３にリードデータを転送する処理と、リードバッファ（ＲＢ）４２３からホスト２のメモリ２２にリードデータを転送する処理とを実行する。
【0039】
誤り訂正回路４５は、フラッシュメモリ５にデータが書き込まれる際に、エンコード処理を実行する。エンコード処理において、誤り訂正回路４５は、フラッシュメモリ５に書き込まれるべきデータにエラー訂正コード（ＥＣＣ）を冗長コードとして付加する。フラッシュメモリ５からデータがリードされた際に、誤り訂正回路４５は、デコード処理を実行する。デコード処理において、誤り訂正回路４５は、フラッシュメモリ５から読み出されたデータに付加されたＥＣＣを使用して、このデータの誤り訂正を実行する。
【0040】
ＮＡＮＤインタフェース４６は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５を制御する回路である。ＮＡＮＤインタフェース４６は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に含まれる複数のフラッシュダイに電気的に接続される。
【0041】
個々のフラッシュダイは、独立して動作可能である。このため、フラッシュダイは、並列動作可能な単位として機能する。ＮＡＮＤインタフェース４６は、例えば、ＮＡＮＤコントローラ４６１－０、４６１－１、…、４６１－７を含む。ＮＡＮＤコントローラ４６１－０、４６１－１、…、４６１－７は、チャンネルｃｈ０、ｃｈ１、…、ｃｈ７にそれぞれ接続される。ＮＡＮＤコントローラ４６１－０、４６１－１、…、４６１－７の各々は、対応するチャンネルを介して、１つまたは複数のフラッシュダイに接続される。図１においては、チャンネルｃｈ０、ｃｈ１、…、ｃｈ７の各々に４つのフラッシュダイが接続されている場合が例示されている。この場合、ＮＡＮＤコントローラ４６１－０は、チャンネルｃｈ０を介して、フラッシュダイ＃０、＃８、＃１６および＃２４に接続される。ＮＡＮＤコントローラ４６１－１は、チャンネルｃｈ１を介して、フラッシュダイ＃１、＃９、＃１７および＃２５に接続される。そして、ＮＡＮＤコントローラ４６１－７は、チャンネルｃｈ７を介して、フラッシュダイ＃７、＃１５、＃２３および＃３１に接続される。フラッシュダイ＃０、＃１、…、＃７は、コントローラ４によってバンクＢＮＫ０として扱われる。フラッシュダイ＃８、＃９、…、＃１５は、コントローラ４によってバンクＢＮＫ１として扱われる。フラッシュダイ＃１６、＃１７、…、＃２３は、コントローラ４によってバンクＢＮＫ２として扱われる。フラッシュダイ＃２４、＃２５、…、＃３１は、コントローラ４によってバンクＢＮＫ３として扱われる。バンクは、インターリーブ動作によって、複数のフラッシュダイを並列動作させる単位である。
【0042】
図１に示されるＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の構成においては、コントローラ４は、７チャンネルと、バンクインタリーブ動作とによって、フラッシュダイ＃０～＃３１を並列にアクセスすることができる。このため、コントローラ４は、最大で３２個のフラッシュダイに対するデータの書き込みまたは読み出しを並列に実行することができる（並列アクセス数＝３２）。なお、フラッシュダイ＃０～＃３１の各々は、複数のプレーンを有するマルチプレーン構成を有していてもよい。例えば、フラッシュダイ＃０～＃３１の各々が２プレーンを含む場合、コントローラ４は、最大で６４個のプレーンに対するデータの書き込みまたは読み出しを並列に実行することができる（並列アクセス数＝６４）。
【0043】
ＤＲＡＭインタフェース４７は、ＤＲＡＭ６を制御する回路である。ＤＲＡＭインタフェース４７は、ＤＲＡＭ６にデータを格納する。また、ＤＲＡＭインタフェース４７は、ＤＲＡＭ６に格納されているデータを読み出す。
【0044】
次に、ＣＰＵ４３の機能構成を説明する。ＣＰＵ４３は、ＦＴＬとして機能する構成要素に加え、ライト処理部４３１、リード処理部４３２、スケジューラ４３３、およびリードデータ転送制御部４３４を含む。ライト処理部４３１、リード処理部４３２、スケジューラ４３３、およびリードデータ転送制御部４３４の各々の一部または全部は、コントローラ４の専用ハードウェアによって実現されてもよい。
【0045】
ライト処理部４３１は、ホスト２から受信されるライト要求（ホストライトコマンド）それぞれを処理することによって、ライト処理を実行する。ライト処理は、例えば、ホストライトコマンドに関連付けられたライトデータをホスト２のメモリ２２から取得する処理と、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５内の記憶位置にライトデータを書き込む処理と、Ｌ２Ｐテーブル６１を更新して、ホストライトコマンドによって指定された論理アドレスに、ライトデータが書き込まれた記憶位置を示す物理アドレスをマッピングする処理とを含む。
【0046】
リード処理部４３２は、ホスト２から受信されるリード要求（ホストリードコマンド）それぞれを処理することによって、リード処理を実行する。リード処理は、例えば、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照することによって、ホストリードコマンドによって指定された論理アドレスを物理アドレスに変換する処理と、ホストリードコマンドによって指定されたデータポインタに基づいて、データが転送されるべきホスト２のメモリ２２上の位置を示す位置情報を算出する処理（ＰＲＰ／ＳＧＬデコード処理とも称される）と、物理アドレスによって示されるＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５内の記憶位置からデータを読み出す処理と、読み出されたデータを、算出した位置情報によって示されるホスト２のメモリ２２上の位置に転送する処理と、を含む。
【0047】
リード処理部４３２によって実行されるリード処理は、スケジューリング処理とリードデータ転送処理とに大別される。スケジューリング処理は、ホスト２から受信される各リード要求に基づいてＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からデータを読み出すための１つまたは複数のリードコマンドを１つまたは複数のフラッシュダイに発行する処理である。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からデータを読み出すための各リードコマンドは、例えば、読み出されるべきデータが格納されている物理記憶位置を示す物理アドレスと、このデータの長さとを含んでいてもよい。
【0048】
このスケジューリング処理は、スケジューラ４３３によって実行される。リードデータ転送処理は、各フラッシュダイから読み出されるリードデータをホスト２のメモリ２２（ホストリードバッファ２２１）に転送する処理である。このリードデータ転送処理は、リードデータ転送制御部４３４によって実行される。スケジューラ４３３およびリードデータ転送制御部４３４は、リード処理部４３２の構成要素として実現されていてもよい。
【0049】
スケジューラ４３３は、リード処理のスループットを最大化するために、データ読み出し動作が並列に実行されるフラッシュダイの数、つまり、並列読み出し数、を最大化できるように、スケジューリング処理を実行する。また、スケジューラ４３３は、ホスト２から受信されるリード要求（ホストリードコマンド）によって指定されるリード対象データを、そのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序でホスト２に転送できるように、スケジューリング処理を実行する。
【0050】
スケジューリング処理では、ホストリードコマンドプール４２１と、フラッシュダイ毎に設けられたフラッシュコマンドキュー４２２とが使用される。
【0051】
ホストリードコマンドプール４２１は、各リード要求（ホストリードコマンド）の内容を示すコマンド管理情報を記憶するために使用される。例えば、１つのリード要求に対して１つのコマンド管理情報がホストリードコマンドプール４２１に保持されてもよい。コマンド管理情報は、対応するホストリードコマンドによって指定された情報、例えば、開始ＬＢＡ、データ長、データポインタなどを含んでもよい。
【0052】
一つのフラッシュダイに対応するフラッシュコマンドキュー４２２は、第１のキューと、第２のキューと、コマンドバッファと、を含む。
【0053】
第１のキューは、ホスト２からのホストリードコマンドに関連付けられた単一のリードコマンド、またはホスト２からのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを格納するためのキューである。ホストリードコマンドに関連付けられた単一のリードコマンドは、このホストリードコマンドによって指定されたリード対象データをある一つのフラッシュダイから読み出すための一つのリードコマンドである。リード対象データが格納されているフラッシュダイが、例えばフラッシュダイ＃ｍである場合、スケジューラ４３３は、このリード対象データを読み出すためのリードコマンドを、フラッシュダイ＃ｍに対応する第１のキューに格納する。
【0054】
一方、ホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドは、このホストリードコマンドによって指定されたリード対象データのうちの先頭のデータをある一つのフラッシュダイから読み出すための一つのリードコマンドである。リード対象データのサイズが比較的大きい場合、リード対象データは、２以上のフラッシュダイに跨がって格納されている場合がある。リード対象データのうちの先頭のデータが格納されているフラッシュダイが、例えばフラッシュダイ＃ｍである場合、スケジューラ４３３は、ホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンド、つまり、リード対象データのうちの先頭のデータを読み出すためのリードコマンドを、フラッシュダイ＃ｍに対応する第１のキューに格納する。
【0055】
第２のキューは、ホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドを格納するためのキューである。複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドは、複数のリードコマンドのうちの２番目以降のいずれかのリードコマンドである。例えば、あるホストリードコマンドによって指定されたリード対象データのうちの２番目のデータがフラッシュダイ＃ｍに格納されている場合、スケジューラ４３３は、２番目のデータを読み出すためのリードコマンド、つまりこのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの２番目のリードコマンドを、フラッシュダイ＃ｍに対応する第２のキューに格納する。また、このリード対象データのうちの３番目のデータがフラッシュダイ＃ｎに格納されている場合、スケジューラ４３３は、３番目のデータを読み出すためのリードコマンド、つまりこのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの３番目のリードコマンドを、フラッシュダイ＃ｎに対応する第２のキューに格納する。
【0056】
コマンドバッファは、第１のキューおよび第２のキューから選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドを格納するためのバッファである。例えば、フラッシュダイ＃ｍに対応するコマンドバッファには、フラッシュダイ＃ｍに対応する第１のキューおよびフラッシュダイ＃ｍに対応する第２のキューから選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドが、フラッシュダイ＃ｍに送信されるべきリードコマンドとして格納される。
【0057】
あるフラッシュダイ（例えばフラッシュダイ＃ｍ）に対応するコマンドバッファに実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、スケジューラ４３３は、実行対象のリードコマンドが単一のリードコマンドと複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かに基づいて、この実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。
【0058】
第１のキューおよび第２のキューに格納されるリードコマンドの各々には、対応するホストリードコマンドとこのリードコマンドとの関係を示す情報と、対応するホストリードコマンドのコマンド管理情報へのポインタであるコマンドポインタと、が付帯情報として付加されていてもよい。
【0059】
ホストリードコマンドとこのリードコマンドとの関係を示す情報は、例えば、ホストリードコマンドに関連付けられた一つ以上のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドから当該リードコマンドまでのオフセットを示すオフセット情報と、当該リードコマンドがホストリードコマンドに関連付けられた一つ以上のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドであることを示すエンド情報とを含む。例えば、「ＣＭＤｘ Ｐａｒｔ０」または「ＣＭＤｘ－１」で表されるリードコマンドは、ホストリードコマンドＣＭＤｘに関連付けられた最初のリードコマンドである。「ＣＭＤｘ Ｐａｒｔ１」または「ＣＭＤｘ－２」で表されるリードコマンドは、ホストリードコマンドＣＭＤｘに関連付けられた２番目のリードコマンドである。この２番目のリードコマンドがホストリードコマンドＣＭＤｘに関連付けられた最後のリードコマンドである場合、２番目のリードコマンドの付帯情報は、エンド情報をさらに含んでいてもよい。あるホストリードコマンドＣＭＤｘに関連付けられた単一のリードコマンドは、「ＣＭＤｘ Ｐａｒｔ０」または「ＣＭＤｘ－１」で表されてもよい。単一のリードコマンドは最後のリードコマンドでもあるので、単一のリードコマンドの付帯情報は、エンド情報をさらに含んでいてもよい。
【0060】
コマンドポインタは、対応するホストリードコマンドのコマンド管理情報（開始ＬＢＡ、データ長、データポインタ等）が記憶されているＳＲＡＭ４２内の記憶位置を示すアドレスである。
【0061】
スケジューラ４３３は、実行対象のリードコマンドが単一のリードコマンドと複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かを、実行対象のリードコマンドに付加された付帯情報に基づいて、あるいは付帯情報とコマンド管理情報との双方に基づいて、判定することができる。
【0062】
実行対象のリードコマンドが単一のリードコマンドである場合、あるいは実行対象のリードコマンドが複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドである場合には、スケジューラ４３３は、実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要ではないと判定する。
【0063】
一方、実行対象のリードコマンドが複数のリードコマンドのうちの先頭または中間のリードコマンドである場合、スケジューラ４３３は、実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要である、つまり実行対象のリードコマンドによってフラッシュダイ＃ｍから読み出されるべきデータに後続する次のデータを読み出すことが必要である、と判定する。
【0064】
次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、スケジューラ４３３は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータ（第１のデータ）に後続するデータ（第２のデータ）が格納されているダイ（フラッシュダイ＃ｎ）と、このフラッシュダイ＃ｎに格納されている第２のデータの長さと、を特定する。そして、スケジューラ４３３は、第２のデータを読み出すためのリードコマンドを生成する。
【0065】
第２のデータを読み出すためのリードコマンドを生成した後、スケジューラ４３３は、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃ｍに送信する処理と、生成したリードコマンドをフラッシュダイ＃ｎに対応する第２のキューに格納する処理と、を実行する。
【0066】
以上のスケジューリング処理により、一つのホストリードコマンドによって指定されるリード対象データが複数のフラッシュダイに分散されている場合には、このリード対象データの先頭のデータから最後のデータにそれぞれ対応する複数のリードコマンドを、これら複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドから最後のリードコマンドの順序で、複数のフラッシュダイに送信することが可能となる。この結果、リード対象データをそのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序でＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出すことが可能となる。
【0067】
また、以上のスケジューリング処理では、あるフラッシュダイ（例えばフラッシュダイ＃ｍ）に対応するコマンドバッファに実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、つまり、あるリードコマンドをフラッシュダイ＃ｍに対応するコマンドバッファを介してフラッシュダイ＃ｍに送信することを決定したことに応じ、第２のデータが格納されているフラッシュダイと、第２のデータの長さと、が特定される。これにより、実行対象のリードコマンドに先行するリードコマンドに対応する読み出し動作がフラッシュダイ＃ｍにおいて実行されている間に、第２のデータが格納されているフラッシュダイと、第２のデータの長さと、を特定する処理を実行することが可能となる。実行対象のリードコマンドに先行するリードコマンドに対応する読み出し動作がフラッシュダイ＃ｍにおいて実行されている間は、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃ｍに送信することはできない。よって、先行するリードコマンドに対応する読み出し動作の完了を待っている待ち時間を利用して、第２のデータが格納されているフラッシュダイと、第２のデータの長さと、を効率良く特定することが可能となる。
【0068】
よって、リード対象データに含まれる複数のデータがそれぞれ格納されているフラッシュダイの全てを最初に特定する場合に比べ、リード対象データに含まれる先頭のデータを読み出すための先頭のリードコマンドを、先頭のデータが格納されているフラッシュダイに対応する第１のキューに迅速に格納することが可能となる。
【0069】
ここで、第１のデータが格納されているフラッシュダイと、このフラッシュダイに格納されている第１のデータの長さと、第１のデータに後続する第２のデータが格納されている別のフラッシュダイと、この別のフラッシュダイに格納されている第２のデータの長さとを特定する処理との例について説明する。ここでは、ホストリードコマンドによって指定されたリード対象データの長さが８（＝８ＬＢＡ＝３２ＫｉＢ）であり、第１のデータの長さが４（＝４ＬＢＡ＝１６ＫｉＢ）であり、第２のデータの長さが４（＝４ＬＢＡ＝１６ＫｉＢ）であり、第１のデータと第２のデータが２つのフラッシュダイに分散されている場合を想定する。
【0070】
第１のデータが格納されているフラッシュダイを特定する処理では、スケジューラ４３３は、例えば、ホストリードコマンドによって指定された開始ＬＢＡに関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。そして、スケジューラ４３３は、取得した物理アドレス（例えば、取得した物理アドレスの上位ビット部）に基づいて、第１のデータが格納されているフラッシュダイを特定する。
【0071】
特定したフラッシュダイに格納されている第１のデータの長さを特定する処理では、スケジューラ４３３は、例えば、開始ＬＢＡ＋１に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。開始ＬＢＡに関連付けられた物理アドレスと開始ＬＢＡ＋１に関連付けられた物理アドレスとが、同じフラッシュダイ内の連続する物理アドレスである場合には、スケジューラ４３３は、第１のデータの長さを示す値を１から２に変更する。そして、スケジューラ４３３は、開始ＬＢＡ＋２に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。開始ＬＢＡ＋１に関連付けられた物理アドレスと開始ＬＢＡ＋２に関連付けられた物理アドレスとが、同じフラッシュダイ内の連続する物理アドレスである場合には、スケジューラ４３３は、第１のデータの長さを示す値を１だけ増やし、第１のデータの長さを示す値を２から３に変更する。そして、スケジューラ４３３は、開始ＬＢＡ＋３に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。開始ＬＢＡ＋２に関連付けられた物理アドレスと開始ＬＢＡ＋３に関連付けられた物理アドレスとが、同じフラッシュダイ内の連続する物理アドレスである場合には、スケジューラ４３３は、第１のデータの長さを示す値を１だけ増やし、第１のデータの長さを示す値を３から４に変更する。そして、スケジューラ４３３は、開始ＬＢＡ＋４に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。開始ＬＢＡ＋４に関連付けられた物理アドレスに対応するフラッシュダイが、開始ＬＢＡ＋３に関連付けられた物理アドレスに対応するフラッシュダイと異なる場合、スケジューラ４３３は、第１のデータの長さが４であると決定する。そして、スケジューラ４３３は、第１のデータを読み出すためのリードコマンドＣＭＤ－０を生成し、生成したリードコマンドＣＭＤ－０を、第１のデータが格納されているフラッシュダイに対応する第１のキューに格納する。このリードコマンドＣＭＤ－０は、例えば、開始ＬＢＡに関連付けられた物理アドレス、データ長（＝４）、コマンドポインタ、オフセット情報等を含む。なお、リードコマンドＣＭＤ－０の内容を示す情報がコマンド管理情報に追加されるように、スケジューラ４３３は、ＳＲＡＭ４２上のコマンド管理情報を更新してもよい。
【0072】
第２のデータが格納されているフラッシュダイを特定する処理では、スケジューラ４３３は、開始ＬＢＡ＋４を、第２のデータの最初のＬＢＡとして特定してもよい。４は、リードコマンドＣＭＤ－０によって指定された第１のデータのデータ長である。開始ＬＢＡは、リードコマンドＣＭＤ－０によって指定されたポインタを使用してコマンド管理情報を参照することによって、取得し得る。
【0073】
スケジューラ４３３は、開始ＬＢＡ＋４に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。そして、スケジューラ４３３は、取得した物理アドレス（例えば、取得した物理アドレスの上位ビット部）に基づいて、第２のデータが格納されているフラッシュダイを特定する。
【0074】
特定したフラッシュダイに格納されている第２のデータの長さを特定する処理では、スケジューラ４３３は、例えば、開始ＬＢＡ＋５に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。開始ＬＢＡ＋４に関連付けられた物理アドレスと開始ＬＢＡ＋５に関連付けられた物理アドレスとが、同じフラッシュダイ内の連続する物理アドレスである場合には、スケジューラ４３３は、第２のデータの長さを示す値を１から２に変更する。そして、スケジューラ４３３は、開始ＬＢＡ＋６に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。開始ＬＢＡ＋５に関連付けられた物理アドレスと開始ＬＢＡ＋６に関連付けられた物理アドレスとが、同じフラッシュダイ内の連続する物理アドレスである場合には、スケジューラ４３３は、第２のデータの長さを示す値を１だけ増やし、第２のデータの長さを示す値を２から３に変更する。そして、スケジューラ４３３は、開始ＬＢＡ＋７に関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。開始ＬＢＡ＋６に関連付けられた物理アドレスと開始ＬＢＡ＋７に関連付けられた物理アドレスとが、同じフラッシュダイ内の連続する物理アドレスである場合には、スケジューラ４３３は、第２のデータの長さを示す値を１だけ増やし、第２のデータの長さを示す値を３から４に変更する。第１のデータの長さと現在の第２のデータの長さとの合計は、コマンド管理情報によって示されるデータ長に一致する。このため、スケジューラ４３３は、第２のデータの長さが４であると決定する。そして、スケジューラ４３３は、第２のデータを読み出すためのリードコマンドＣＭＤ－１を生成し、生成したリードコマンドＣＭＤ－１を、第２のデータが格納されているフラッシュダイに対応する第２のキューに格納する。このリードコマンドＣＭＤ－１は、例えば、開始ＬＢＡ＋４に関連付けられた物理アドレス、データ長（＝４）、コマンドポインタ、オフセット情報等を含む。なお、リードコマンドＣＭＤ－１の内容を示す情報がコマンド管理情報にさらに追加されるように、スケジューラ４３３は、ＳＲＡＭ４２上のコマンド管理情報を更新してもよい。
【0075】
リードデータ転送制御部４３４は、ホスト２から受信されたホストリードコマンドによって指定されるリード対象データを、そのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序で、ホスト２に転送するデータ転送制御処理を実行する。
【0076】
データ読み出し動作に必要な時間（読み出し時間ｔＲ）は、フラッシュダイ毎に異なる場合がある。このため、リード対象データがそのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序でフラッシュダイから読み出されることを確実にするために、リードデータ転送制御部４３４は、以下の処理を実行する。
【0077】
ここでは、第１のデータを読み出すための実行対象のリードコマンドがフラッシュダイ＃ｍに送信された後に、第１のデータに後続する第２のデータを読み出すための次のリードコマンドがフラッシュダイ＃ｎに送信された場合を想定する。
【0078】
フラッシュダイ＃ｍのページバッファへの第１のデータの読み出しの完了後、リードデータ転送制御部４３４は、フラッシュダイ＃ｍのページバッファから第１のデータを読み出す。つまり、フラッシュダイ＃ｍにおいては、メモリセルアレイからページバッファに第１のデータを読み出す動作（センス動作）が実行される。フラッシュダイ＃ｍにおいてこのセンス動作が完了すると、リードデータ転送制御部４３４は、フラッシュダイ＃ｍのページバッファから第１のデータを読み出す。
【0079】
そして、フラッシュダイ＃ｍのページバッファへの第１のデータの読み出しとフラッシュダイ＃ｎのページバッファへの第２のデータの読み出しとの双方の完了後、リードデータ転送制御部４３４は、フラッシュダイ＃ｎのページバッファから第２のデータを読み出す。
【0080】
つまり、フラッシュダイ＃ｍのページバッファへの第１のデータの読み出しが完了していない状態で、フラッシュダイ＃ｎのページバッファへの第２のデータの読み出しが完了した場合、リードデータ転送制御部４３４は、フラッシュダイ＃ｎのページバッファから第２のデータを読み出さずに、フラッシュダイ＃ｍのページバッファへの第１のデータの読み出しが完了するまで待つ。フラッシュダイ＃ｍのページバッファへの第１のデータの読み出しの完了後、リードデータ転送制御部４３４は、フラッシュダイ＃ｍのページバッファへの第１のデータを読み出す処理と、フラッシュダイ＃ｎのページバッファから第２のデータを読み出す処理と、を実行する。
【0081】
このように、リード対象データに含まれる複数のデータを先頭のデータから最後のデータの順序に並べ替える処理は、各フラッシュダイのページバッファからデータを読み出すタイミングを制御することによって実行される。これにより、フラッシュダイ毎にｔＲが異なる場合であっても、リード対象データを、そのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序で、ホスト２に転送することができる。
【0082】
また、リードデータ転送制御部４３４は、複数の各フラッシュダイにリードバッファ４２３を割り当てる処理を以下のように実行する。
【0083】
ここでは、第１のデータを読み出すための実行対象のリードコマンドがフラッシュダイ＃ｍに送信された後に、第１のデータに後続する第２のデータを読み出すための次のリードコマンドがフラッシュダイ＃ｎに送信された場合を想定する。
【0084】
フラッシュダイ＃ｍのページバッファへの第１のデータの読み出しの完了に応じ、リードデータ転送制御部４３４は、リードバッファ４２３内の一つの記憶領域である第１のリードバッファをフラッシュダイ＃ｍに割り当て、第１のダイのページバッファから第１のリードバッファに第１のデータを転送する。
【0085】
フラッシュダイ＃ｎのページバッファへの第２のデータの読み出しの完了に応じ、リードデータ転送制御部４３４は、フラッシュダイ＃ｍに第１のリードバッファが割り当て済みである否かを判定する。フラッシュダイ＃ｍに第１のリードバッファが既に割り当てられている場合、リードデータ転送制御部４３４は、リードバッファ４２３内の別の一つの記憶領域である第２のリードバッファを、フラッシュダイ＃ｎに割り当て、フラッシュダイ＃ｎのページバッファから第２のリードバッファに第２のデータを転送する。
【0086】
これにより、ホスト２に転送できないデータがリードバッファ４２３に長い間滞留することを防ぐことができるので、ＳＳＤ３に設けることが必要なリードバッファ４２３の容量を最小化することができる。
【0087】
次に、フラッシュダイの構成を説明する。図２は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に含まれる複数のフラッシュダイのうちの代表的な１つのメモリダイの構成例を示すブロック図である。その他のフラッシュダイも基本的には同様の構成となっている。
【0088】
ここでは、複数のフラッシュダイのうちのフラッシュダイ＃０の構成例が代表して示されている。他のフラッシュダイもフラッシュダイ＃０と同じ構成を有している。また、ここでは、フラッシュダイ＃０が２つのプレーンを含むマルチプレーン構成である場合が例として示されている。
【0089】
フラッシュダイ＃０は、２つのプレーン（プレーンＰＬＮ０、およびプレーンＰＬＮ１）と、２つのプレーン（プレーンＰＬＮ０、およびプレーンＰＬＮ１）にそれぞれ対応する２つの周辺回路（周辺回路５１－０、および周辺回路５１－１）とを含む。
【0090】
プレーンＰＬＮ０およびプレーンＰＬＮ１の各々は、メモリセルアレイを含む。プレーンＰＬＮ０およびプレーンＰＬＮ１の各々のメモリセルアレイは、ブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｘ－１を含む。ブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｘ－１の各々は、データ消去動作の単位である。ブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｘ－１の各々は、消去ブロック、フラッシュブロック、またはメモリブロックとも称される。ブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｘ－１の各々は、ページＰ０～Ｐｙ－１を含む。ページＰ０～Ｐｙ－１の各々は、データ書き込み動作およびデータ読み出し動作の単位である。ページＰ０～Ｐｙ－１の各々は、例えば、同一ワード線に接続された複数のメモリセルを含む。
【0091】
周辺回路５１－０および周辺回路５１－１の各々は、対応するプレーンのメモリセルアレイを制御する回路である。周辺回路５１－０は、ページバッファ５１１－０を含む。ページバッファ５１１－０は、プレーンＰＬＮ０のメモリセルアレイに書き込むべきデータまたはプレーンＰＬＮ０のメモリセルアレイから読み出されたデータを一時的に格納するためのバッファである。同様に、周辺回路５１－１も、ページバッファ５１１－１を含む。ページバッファ５１１－１は、プレーンＰＬＮ１のメモリセルアレイに書き込むべきデータまたはプレーンＰＬＮ１のメモリセルアレイから読み出されたデータを一時的に格納するためのバッファである。
【0092】
次に、並列読み出し動作について説明する。図３は、複数のフラッシュダイからデータを並列に読み出すための処理を示すタイミングチャートである。
【0093】
各フラッシュダイからのデータ読み出し動作は、センス動作と、データ出力動作（Ｄａｔａ ｏｕｔ）とを含む。センス動作は、メモリセルアレイからページバッファにデータを読み出す動作である。データ出力動作（Ｄａｔａ ｏｕｔ）は、チャンネルｃｈを介して、ページバッファからコントローラ４にデータを転送する動作である。各フラッシュダイにおいて、プレーンＰＬＮ０におけるセンス動作は、プレーンＰＬＮ１におけるセンス動作と同時に実行することができる。しかしながら、各フラッシュダイのプレーンＰＬＮ０およびプレーンＰＬＮ１は同じチャンネルを共有しているため、プレーンＰＬＮ０のページバッファからコントローラ４にデータを転送するデータ出力動作と、プレーンＰＬＮ１のページバッファからコントローラ４にデータを転送するデータ出力動作とを、同時に実行することはできない。同様に、バンクＢＮＫ０～ＢＮＫ３は互いに独立して動作可能であるが、同じチャンネルを介して同時にデータを転送することはではない。一方、図１で示したようにチャンネルｃｈ１～ｃｈ７は互いに独立しているため、チャンネルｃｈ１～ｃｈ７を介したデータ転送は、同時に実行することができる。
【0094】
このため、ＳＳＤ３においては、図３に示すように、チャンネルｃｈ０を共有する計８個のプレーン（ＢＮＫ０，ＰＬＮ０），（ＢＮＫ０，ＰＬＮ１），（ＢＮＫ１，ＰＬＮ０），（ＢＮＫ１，ＰＬＮ１），（ＢＮＫ２，ＰＬＮ０），（ＢＮＫ２，ＰＬＮ１），（ＢＮＫ３，ＰＬＮ０），および（ＢＮＫ３，ＰＬＮ１）からのデータ読み出しは、これら８個のプレーンからのデータ転送がチャンネルｃｈ０を介して時分割方式で実行されるように、並列に実行される。
【0095】
同様に、チャンネルｃｈ１を共有する計８個のプレーン（ＢＮＫ０，ＰＬＮ０），（ＢＮＫ０，ＰＬＮ１），（ＢＮＫ１，ＰＬＮ０），（ＢＮＫ１，ＰＬＮ１），（ＢＮＫ２，ＰＬＮ０），（ＢＮＫ２，ＰＬＮ１），（ＢＮＫ３，ＰＬＮ０），および（ＢＮＫ３，ＰＬＮ１）からのデータ読み出しは、これら８個のプレーンからのデータ転送がチャンネルｃｈ１を介して時分割方式で実行されるように、並列に実行される。
【0096】
次に、リード処理の概略を説明する。図４は、ホストリードコマンドプールと、複数のフラッシュコマンドキューと、複数のダイと、複数のチャンネルと、リードバッファとの関係の例を示すブロック図である。
【0097】
ホスト２から受信されるホストリードコマンドは、ホストリードコマンドプール４２１に蓄積される。コントローラ４は、ホストリードコマンドプール４２１に蓄積されたホストリードコマンド毎に、以下の処理を実行する。
【0098】
コントローラ４は、ホストリードコマンドによって指定された論理アドレスに対応する物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。コントローラ４は、取得した物理アドレスに基づいて、ホストリードコマンドによって指定されたリード対象データが格納されているフラッシュダイを特定する。コントローラ４は、リード対象データを読み出すためのリードコマンドを生成する。そして、コントローラ４は、生成したリードコマンドを、特定したフラッシュダイに対応するフラッシュコマンドキューに格納する。
【0099】
コントローラ４においては、フラッシュダイ＃０～＃３１に１対１の関係で対応付けらフラッシュコマンドキュー４２２－０～４２２－３１が設けられている。例えば、フラッシュダイ＃０に対応するフラッシュコマンドキュー４２２－０は、フラッシュダイ＃０からデータを読み出すための複数のリードコマンドを格納可能である。フラッシュダイ＃１に対応するフラッシュコマンドキュー４２２－１は、フラッシュダイ＃１からデータを読み出すための複数のリードコマンドを格納可能である。そして、フラッシュダイ＃３１に対応するフラッシュコマンドキュー４２２－３１は、フラッシュダイ＃３１からデータを読み出すための複数のリードコマンドを格納可能である。
【0100】
コントローラ４は、フラッシュコマンドキュー４２２－０～４２２－３１からフラッシュダイ＃０～＃３１にリードコマンドをそれぞれ送信する。フラッシュダイ＃０～＃３１の各々は、センス動作を実行して、メモリセルアレイからページバッファにデータを読み出す。フラッシュダイ＃０～＃３１の各々から読み出されたリードデータは、対応するチャンネルを介してコントローラ４に転送され、そしてリードバッファ４２３に格納される。コントローラ４は、各ホストリードコマンドに対応するデータを、リードバッファ４２３からホスト２に転送する。
【0101】
ここで、並列読み出し数を最大化するための処理について説明する。
【0102】
各ホストリードコマンドによって指定されるリード対象データのサイズが比較的小さい場合、異なるホストリードコマンドの組み合わせに基づいて異なるフラッシュダイに複数のリードコマンドが発行される。この場合、これらリードコマンドを並列に実行することが必要となる。
【0103】
一方、一つのホストリードコマンドによって指定されるリード対象データのサイズが比較的大きい場合もある。例えば、ページサイズが１６ＫｉＢである場合、一つのリードコマンドによって読み出されるデータの最大サイズは、１６ＫｉＢである。フラッシュダイ当たりのプレーンの数が２である場合、一つのリードコマンドによって読み出されるデータの最大サイズは、３２ＫｉＢである。フラッシュダイ当たりのプレーンの数が４である場合、一つのリードコマンドによって読み出されるデータの最大サイズは、６４ＫｉＢである。
【0104】
一つのホストリードコマンドによって２ＭｉＢのような大きなサイズのリード対象データの読み出しが要求される場合もある。このような大きなサイズのリード対象データが異なるフラッシュダイに分散されている場合、一つのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドが生成される。
【0105】
例えば、フラッシュダイ当たりのプレーンの数が２で、ページサイズが１６ＫｉＢで、一つのホストリードコマンドによって指定されるリード対象データのサイズが１２８ＫｉＢである場合、ホストリードコマンドに関連付けられた４つのリードコマンドが生成される場合がある。例えば、１２８ＫｉＢリード対象データの最初の３２ＫｉＢデータがフラッシュダイ＃０に格納されており、１２８ＫｉＢリード対象データの２番目の３２ＫｉＢデータがフラッシュダイ＃１に格納されており、１２８ＫｉＢリード対象データの３番目の３２ＫｉＢデータがフラッシュダイ＃２に格納されており、１２８ＫｉＢリード対象データの４番目の３２ＫｉＢデータがフラッシュダイ＃７に格納されている場合、最初の３２ＫｉＢデータを読み出すための１番目のリードコマンドは、フラッシュコマンドキュー４２２－０を介してフラッシュダイ＃０に送信される。２番目の３２ＫｉＢデータを読み出すための２番目のリードコマンドは、フラッシュコマンドキュー４２２－１を介してフラッシュダイ＃１に送信される。３番目の３２ＫｉＢデータを読み出すための３番目のリードコマンドは、フラッシュコマンドキュー４２２－２を介してフラッシュダイ＃２に送信される。４番目の３２ＫｉＢデータを読み出すための４番目のリードコマンドは、フラッシュコマンドキュー４２２－７を介してフラッシュダイ＃７に送信される。
【0106】
フラッシュダイ毎に、ビジー／レディーステートは異なる。また、フラッシュ毎にデータ読み出し時間（ｔＲ）が異なる場合もある。
【0107】
このため、同じホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドを単純に複数のフラッシュダイに送信すると、ホスト２に送信する順序と異なる順序で、複数のデータが異なるフラッシュダイからリードバッファ４２３に転送されてしまう。このことは、ＳＳＤ３に設けることが必要なリードバッファ４２３のサイズが巨大化される要因となる。
【0108】
そこで、本実施形態では、コントローラ４は、以下のようなスケジューリング処理を行う。
【0109】
コントローラ４は、読み出しを実行したらすぐにホスト２に転送できる場合に、フラッシュダイにリードコマンドを送信する。
【0110】
一つのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドについては、複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドから直前のリードコマンドまでの全てを他のフラッシュダイそれぞれに発行済みの場合に、直前のリードコマンドに後続する次のリードコマンドをフラッシュダイに発行する。これにより、ホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドを、このホストリードコマンドによって指定されるリード対象データに含まれる複数のデータがホスト２に転送されるべき順序と同じ順序で、異なるフラッシュダイにそれぞれ送信することができる。この結果、基本的には、リード対象データに含まれる複数のデータを、これらデータがホスト２に転送されるべき順序と同じ順序で、異なるフラッシュダイから読み出すことができる。
【0111】
コントローラ４は、同じホストリードコマンドに関連付けられたリードコマンドを同じフラッシュダイに対応するフラッシュコマンドキューに同時にキューイングすることは禁止する。同じホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドは、フラッシュダイがビジーでなければ無条件に発行可能である。
【0112】
また、コントローラ４は、以下のようなリードデータ並べ替え処理を行う。
【0113】
コントローラ４は、リードデータ並べ替え処理を、各フラッシュダイからリードバッファ４２３へリードデータを転送するタイミングを制御することによって実行する。
【0114】
例えば、同じホストリードコマンドによって指定されたリード対象データに含まれる先頭のデータを読み出すための先頭のリードコマンドがフラッシュダイ＃０に送信され、リード対象データに含まれる２番目のデータを読み出すための２番目のリードコマンドがフラッシュダイ＃１に送信され、リード対象データに含まれる３番目のデータを読み出すための３番目のリードコマンドがフラッシュダイ＃２に送信された場合を想定する。
【0115】
フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しの完了後、コントローラ４は、フラッシュダイ＃０のページバッファからリード対象データのうちの先頭のデータを読み出す。この場合、コントローラ４は、フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しの完了後、第１のリードバッファ（リードバッファ４２３内の一つの記憶領域）をフラッシュダイ＃０に割り当て、フラッシュダイ＃０のページバッファから第１のリードバッファに先頭のデータを転送する。
【0116】
このように、リード対象データのうちの先頭のデータについては、その先頭のデータのページバッファへの読み出しが完了すれば、無条件にその先頭のデータをページバッファから読み出すことができる。
【0117】
そして、フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しとフラッシュダイ＃１のページバッファへの２番目のデータの読み出しとの双方が完了した後、コントローラ４は、フラッシュダイ＃１のページバッファから２番目のデータを読み出す。この場合、フラッシュダイ＃１のページバッファから２番目のデータの読み出しの完了に応じ、コントローラ４は、フラッシュダイ＃０に第１のリードバッファが割り当て済みである否かを判定する。フラッシュダイ＃０に第１のリードバッファが既に割り当てられている場合、コントローラ４は、第２のリードバッファ（リードバッファ４２３内の別の一つの領域）をフラッシュダイ＃１に割り当て、フラッシュダイ＃１ページバッファから第２のリードバッファに２番目のデータを転送する。一方、フラッシュダイ＃０に第１のリードバッファが割り当てられていない場合、コントローラ４は、フラッシュダイ＃０に第１のリードバッファが割り当てられた後に、フラッシュダイ＃１に第２のリードバッファを割り当てる。
【0118】
このように、２番目のデータは、先頭のデータのページバッファへの読み出しが完了しことを条件に、フラッシュダイ＃１のページバッファから読み出される。フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しが完了していない状態で、フラッシュダイ＃１のページバッファへの２番目のデータの読み出しが完了した場合、コントローラ４は、フラッシュダイ＃１のページバッファから２番目のデータを読み出さずに、フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しが完了するまで待つ。そして、フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しの完了後に、コントローラ４は、フラッシュダイ＃０のページバッファから先頭のデータを読み出す処理と、フラッシュダイ＃１のページバッファから２番目のデータを読み出す処理とを実行する。
【0119】
そして、フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しと、フラッシュダイ＃１のページバッファへの２番目のデータの読み出しと、フラッシュダイ＃２のページバッファへの３番目のデータの読み出しとが完了した後、コントローラ４は、フラッシュダイ＃２のページバッファから３番目のデータを読み出す。
【0120】
フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しまたはフラッシュダイ＃１のページバッファへの２番目のデータの読み出しの少なくとも一方が完了していない状態で、フラッシュダイ＃２のページバッファへの２番目のデータの読み出しが完了した場合、コントローラ４は、フラッシュダイ＃２のページバッファから２番目のデータを読み出さずに、フラッシュダイ＃０のページバッファへの先頭のデータの読み出しとフラッシュダイ＃１のページバッファへの２番目のデータの読み出しの双方が完了するのを待つ。
【0121】
このようなリードデータ並べ替え処理により、たとえフラッシュダイ毎にｔＲが異なる場合であっても、ホストリードコマンドによって指定されるリード対象データが、そのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序でホスト２に転送されることを確実にすることができる。
【0122】
また、先頭のデータから最後のデータの順序でリードバッファを各フラッシュダイに割り当てているので、コントローラ４は、リードバッファをあるフラッシュダイに割り当てし次第、このフラッシュダイからリードバッファへデータの転送を開始できる。また、フラッシュダイからリードバッファへデータの転送が完了し次第、コントローラ４は、このリードバッファからホスト２へのデータの転送を開始できる。
【0123】
このように、リードバッファからホスト２へのデータの転送の順序と、フラッシュダイからリードバッファへのデータの転送の順序は、個々のダイへのリードバッファの割り当ての順序と一致する。
【0124】
次に、ＳＳＤ３に設けることが必要なリードバッファ４２３の総容量について説明する。リードバッファ４２３の総容量は、全チャネルのフラッシュダイからコントローラ４へのデータ転送が絶え間なく実行でき、かつＰＣＩｅバスのようなバス７を介したホスト２へのデータの転送も絶え間なく実行できるように、設定され得る。ここで、フラッシュメモリ５全体のリードバンド幅がチャネル当たりのバンド幅よりも十分に大きければ、フラッシュダイ毎のｔＲのバラツキによる性能低下は、目立たなくなる。フラッシュメモリ５全体のリードバンド幅（Ｒｅａｄ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）は、以下の式によって表される。
【0125】
Read Bandwidth = (1/tR) × page size × total number of dies × planes per die
ここで、1/tRは、単位時間当たりに実行可能なセンス動作の数を示す。total number of diesは、ＳＳＤ３に設けられたフラッシュダイの総数である。planes per dieは、フラッシュダイ当たりのプレーンの数である。
ここで、1/tRは、単位時間当たりに実行可能なセンス動作の数を示す。total number of diesは、ＳＳＤ３に設けられたフラッシュダイの総数である。planes per dieは、フラッシュダイ当たりのプレーンの数である。
【0126】
１チャンネル当たりの帯域幅は、ＰＣＩｅバスのようなバス７の帯域幅よりも小さい。ＰＣＩｅバスの帯域幅（ＰＣＩｅＢａｎｄｗｉｄｔｈ、以下、ここではＰＣＩｅＢＷと略して呼ぶ場合もある）：１チャンネル当たりの帯域幅（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｐｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ、以下、ここではＢＷ／Ｃと略して呼ぶ場合もある）が例えば４：１である場合、本実施形態では、ＰＣＩｅバスの帯域幅全体を使用してリードデータをホスト２に転送できるようにするために、少なくとも５つのリードバッファがＳＲＡＭ４２上に設けられる。
【0127】
これら５つのリードバッファのうちの任意の４つのリードバッファは、フラッシュメモリ５からコントローラ４に並列に転送されるリードデータを一時的に格納するため使用される。つまり、４つのリードバッファがリードデータの入力用バッファとして使用される。各入力用バッファは、遅いスピードで転送されるフラッシュダイからのリードデータを遅いスピードで受信し、受信したリードデータを格納する。
【0128】
５つのリードバッファのうちの任意の１つのリードバッファは、ＰＣＩｅバスを介してリードデータをホスト２に転送するために使用される。つまり、１つのリードバッファがリードデータの出力バッファとして使用される。出力バッファに格納されているリードデータは、速いスピードで出力バッファから読み出され、そしてＰＣＩｅバスを介してホスト２のメモリ２２に転送される。
【0129】
次に、フラッシュコマンドキュー４２２の構成例について説明する。図５は、実施形態に係るメモリシステム３における複数のフラッシュコマンドキュー４２２の各々の構成例を示すブロック図である。
【0130】
ＳＲＡＭ４２に含まれるフラッシュコマンドキュー４２２は、フラッシュダイ＃０～＃３１それぞれに一対一で対応するフラッシュコマンドキュー４２２－０～４２２－３１を含む。例えば、フラッシュコマンドキュー４２２－０は、フラッシュダイ＃０からデータを読み出すためのリードコマンドのグループを格納するために使用される。他のフラッシュコマンドキューと他のフラッシュダイとの間の関係も同様である。
【0131】
フラッシュコマンドキュー４２２－０～４２２－３１の各々は、一つのリーディングリードキューと、一つのフォローイングリードキューと、一つのネクストコマンドバッファとを含む。リーディングリードキューおよびフォローイングリードキューの各々は、例えば、１以上の深さを有する先入れ先出し（ＦＩＦＯ）キューである。例えば、フラッシュコマンドキュー４２２－０は、リーディングリードキュー４２２１－０と、フォローイングリードキュー４２２２－０と、ネクストコマンドバッファ４２２３－０とを含む。フラッシュコマンドキュー４２２－１は、リーディングリードキュー４２２１－１と、フォローイングリードキュー４２２２－１と、ネクストコマンドバッファ４２２３－１とを含む。そして、フラッシュコマンドキュー４２２－３１は、リーディングリードキュー４２２１－３１と、フォローイングリードキュー４２２２－３１と、ネクストコマンドバッファ４２２３－３１とを含む。
【0132】
リーディングリードキュー４２２１－０～４２２１－３１は、第１のキューとも称される。例えば、リーディングリードキュー４２２１－０は、フラッシュダイ＃０に格納されているデータを読み出すためのリードコマンドのうち、ホストリードコマンドに関連付けられた単一のリードコマンド、またはホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを格納する。
【0133】
フォローイングリードキュー４２２２－０～４２２２－３１は、第２のキューとも称される。例えば、フォローイングリードキュー４２２２－０は、フラッシュダイ＃０に格納されているデータを読み出すためのリードコマンドのうち、ホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの後続のいずれかのリードコマンドを格納する。
【0134】
ネクストコマンドバッファ４２２３－０～４２２３－３１は、単にコマンドバッファとも称される。例えば、ネクストコマンドバッファ４２２３－０は、リーディングリードキュー４２２１－０およびフォローイングリードキュー４２２２－０から選択されたキューからフェッチされる実行対象のリードコマンドを格納する。
【0135】
ホスト２からフェッチされた各ホストリードコマンドに関連付けられた１つ以上のリードコマンドをフラッシュダイ＃０～＃３１のいずれかに送信する処理は、スケジューラ４３３によって制御される。
【0136】
まず、ホスト２のサブミッションキュー（ＳＱ）からフェッチされたホストリードコマンドは、ホストリードコマンドプール４２１に格納される。
【0137】
スケジューラ４３３は、ホストリードコマンドプール４２１に格納された複数のホストリードコマンドから１つのホストリードコマンドを選択する。スケジューラ４３３は、選択したホストリードコマンドによって指定される論理アドレスに関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得する。スケジューラ４３３は、取得した物理アドレスに基づいて、選択したホストリードコマンドによって指定されたリード対象データが格納されているフラッシュダイを特定する。そして、スケジューラ４３３は、ホストリードコマンドに関連付けられた単一のリードコマンド、またはホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを生成する。単一のリードコマンドは、ホストリードコマンドによって指定されたリード対象データをある一つのフラッシュダイから読み出すための１つのリードコマンドである。複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドは、ホストリードコマンドによって指定されたリード対象データのうちの先頭のデータをある一つのフラッシュダイから読み出すための一つのリードコマンドである。
【0138】
スケジューラ４３３は、特定したフラッシュダイに対応するフラッシュコマンドキューを選択する。そして、スケジューラ４３３は、ホストリードコマンドに関連付けられた単一のリードコマンド、またはホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドを、選択したフラッシュコマンドキューのリーディングリードキューに格納する。
【0139】
あるフラッシュダイに対応するリーディングリードキューおよびフォローイングリードキューの双方にリードコマンドが格納されている場合、スケジューラ４３３は、フォローイングリードキューをリーディングリードキューよりも優先的に選択し、フォローイングリードキューに格納されているリードコマンドを実行対象のリードコマンドとしてフェッチし、フェッチした実行対象のリードコマンドを、対応するネクストコマンドバッファに格納する。このようにフォローイングリードキューを優先的に選択することにより、異なる複数のフラッシュダイからの読み出しを必要とするホストリードコマンドが同時に実行される数を制限できる。また、ある１つのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドの実行が一旦開始された後は、異なる複数のフラッシュダイからの読み出しを必要とする他のホストリードコマンドの開始を抑制することが可能となる。この結果、ある１つのホストリードコマンドによって指定されたリード対象データに含まれる複数のデータの全てをある短い時間内にフラッシュメモリ５から読み出すことが可能となり、ホスト２への転送が開始できない多くのデータでリードバッファ４２３が長い間専有されてしまうことを防止できる。
【0140】
なお、リーディングリードキューに格納されているリードコマンドが１つのホストリードコマンドに関連付けられた単一のリードコマンドである場合には、リーディングリードキューが優先して選択されてもよい。なぜなら、単一のリードコマンドに対応する処理はすぐに完了するので、たとえ１つのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドの実行が一旦開始された後に単一のリードコマンドが実行されても、１つのホストリードコマンドに関連付けられたこれら複数のリードコマンドの処理の完了までに要する時間は、あまり長くならないからである。
【0141】
リーディングリードキューまたはフォローイングリードキューから選択されたリードコマンドをネクストコマンドバッファに格納したことに応じ、つまり、あるリードコマンドを、あるフラッシュダイにコマンドバッファを介して送信することを決定したことに応じ、スケジューラ４３３は、ネクストコマンドバッファに格納された実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否か、つまり実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータの読み出しが必要か否かを判定する。
【0142】
次のリードコマンドの発行が必要な場合、スケジューラ４３３は、次のリードコマンドを生成する。このとき、スケジューラ４３３は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、ネクストコマンドバッファに格納された実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータが格納されているフラッシュダイと、この特定されたフラッシュダイに格納されているこの後続のデータの長さとを特定する。
【0143】
そして、スケジューラ４３３は、ネクストコマンドバッファに格納された実行対象のリードコマンドをフラッシュダイに送信する処理と、実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドを、特定されたフラッシュダイに対応するフォローイングリードキューに格納する処理とを実行する。
【0144】
例えば、フラッシュダイ＃０に対応するネクストコマンドバッファ４２２３－０に格納された実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータが格納されているフラッシュダイがフラッシュダイ＃１である場合、スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃０に対応するネクストコマンドバッファ４２２３－０のステージで、この後続のデータが格納されているフラッシュダイ＃１と、フラッシュダイ＃１に格納されているこの後続のデータの長さとを特定する。そして、スケジューラ４３３は、この後続のデータをフラッシュダイ＃１から読み出すための次のリードコマンドを生成する。そして、スケジューラ４３３は、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃０に送信する処理と、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－１に格納する処理とを実行する。この場合、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃０に送信した後に、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－１に格納してもよい。あるいは、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－１に格納した後に、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃０に送信してもよい。生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－１に格納する処理では、例えば、スケジューラ４３３は、まず、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃０に対応するネクストコマンドバッファ４２２３－０内に準備し、そして、生成した次のリードコマンドを、ネクストコマンドバッファ４２２３－０からフラッシュダイ＃１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－１に転送してもよい。
【0145】
フォローイングリードキュー４２２２－１にリードコマンドが格納されると、スケジューラ４３３は、フォローイングリードキュー４２２２－１を選択し、フォローイングリードキュー４２２２－１に格納されたリードコマンドを、ネクストコマンドバッファ４２２３－１に実行対象のリードコマンドとして格納する。この場合にも、スケジューラ４３３は、ネクストコマンドバッファ４２２３－１に格納された実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。
【0146】
ネクストコマンドバッファ４２２３－１に格納された実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要である場合、スケジューラ４３３は、次のリードコマンドを生成する。このとき、スケジューラ４３３は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、ネクストコマンドバッファ４２２３－１に格納された実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータが格納されているフラッシュダイと、この特定されたフラッシュダイに格納されている後続するデータの長さとを特定する。
【0147】
そして、スケジューラ４３３は、ネクストコマンドバッファに格納された実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に送信する処理と、後続する次のリードコマンドを、特定されたフラッシュダイに対応するフォローイングリードキューに格納する処理とを実行する。
【0148】
例えば、ネクストコマンドバッファ４２２３－１に格納された実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータが格納されているフラッシュダイがフラッシュダイ＃３１である場合、スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃１に対応するネクストコマンドバッファ４２２３－１のステージで、後続するデータが格納されているフラッシュダイ＃３１と、フラッシュダイ＃３１に格納されている後続するデータの長さとを特定する。スケジューラ４３３は、後続するデータをフラッシュダイ＃３１から読み出すための次のリードコマンドを生成する。そして、スケジューラ４３３は、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に送信する処理と、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃３１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－３１に格納する処理とを実行する。この場合、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に送信した後に、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃３１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－３１に格納してもよい。あるいは、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃３１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－３１に格納した後に、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に送信してもよい。生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃３１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－３１に格納する処理では、例えば、スケジューラ４３３は、まず、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃１に対応するネクストコマンドバッファ４２２３－１内に準備し、そして、生成した次のリードコマンドを、ネクストコマンドバッファ４２２３－１からフラッシュダイ＃３１に対応するフォローイングリードキュー４２２２－３１に転送してもよい。
【0149】
あるネクストコマンドバッファに格納されたリードコマンドは、このネクストコマンドバッファに対応するフラッシュダイの状態がビジー状態からレディー状態に遷移した後に、このネクストコマンドバッファに対応するフラッシュダイに送信される。フラッシュダイは、受信したリードコマンドに基づいて、メモリセルアレイからページバッファにデータを読み出すセンス動作を実行する。
【0150】
あるフラッシュダイのページバッファに読み出されたデータが、ホストリードコマンドに対応するリード対象データのうちの先頭のデータである場合には、リードデータ転送制御部４３４は、データがページバッファに読み出されたことに応じて、このデータをリードバッファ４２３に転送する。また、あるフラッシュダイのページバッファに読み出されたデータが、ホストリードコマンドに対応するリード対象データの先頭のデータ以外のデータである場合には、リードデータ転送制御部４３４は、このデータよりも前のデータのページバッファへの読み出しが完了した後に、このフラッシュダイのページバッファに読み出されたデータを、リードバッファ４２３に転送する処理を開始する。
【0151】
そして、リードデータ転送制御部４３４は、リードバッファ４２３からデータを読み出し、読み出したデータを、ＰＣＩｅバスを介してホスト２に転送する。
【0152】
次に、リード処理について説明する。図６は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるリード処理の例を示す図である。図６では、ホストリードコマンドによって指定されたリード対象データが３つのフラッシュダイに分散されている場合が例として示されている。
【0153】
ホスト２から受信されたホストリードコマンドは、ホストリードコマンドプール４２１に格納される。ここで、格納されたホストリードコマンドが、開始ＬＢＡとしてＬＢＡ０を指定し、データ長（データサイズ）として１０を指定する場合を想定する。データ長＝１は、リード対象データのサイズが１０個のＬＢＡに対応するサイズであることを表している。ページサイズは、例えば、１６ＫｉＢであり、１つのＬＢＡに対応するサイズは、例えば、４ＫｉＢである。各ページは、４つのオフセット０～３に対応する４つの４ＫｉＢ領域を含む。
【0154】
まず、スケジューラ４３３は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、ホストリードコマンドによって指定されたリード対象データのうちの先頭のデータが格納されているフラッシュダイと、このフラッシュダイに格納されている先頭のデータの長さ（サイズ）とを特定する。
【0155】
ここで、図６に示すように、フラッシュダイ＃ｉのブロックＢＬＫ０のページＰ０にＬＢＡ０～ＬＢＡ３に対応する１６ＫｉＢデータ（Ｄ１～Ｄ４）が格納され、フラッシュダイ＃ｊのブロックＢＬＫ１００のページＰ０にＬＢＡ４～ＬＢＡ７に対応する１６ＫｉＢデータ（Ｄ５～Ｄ８）が格納されており、フラッシュダイ＃ｋのブロックＢＬＫ２００のページＰ０にＬＢＡ８～ＬＢＡ９に対応する８ＫｉＢデータ（Ｄ９～Ｄ１０）が格納されている場合を想定する。
【0156】
この場合、Ｌ２Ｐテーブル６１から取得された４つのＬＢＡ（ＬＢＡ０～３）にそれぞれ対応する４つの物理アドレスがフラッシュダイ＃ｉにおける連続する４つの物理アドレスであることから、スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃ｉを、リード対象データのうちの先頭のデータが格納されているフラッシュダイとして特定する。さらに、スケジューラ４３３は、４つのＬＢＡに対応する長さ（＝１６ＫｉＢ）を、フラッシュダイ＃ｉに格納されている先頭のデータの長さとして特定する。スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃ｉのブロックＢＬＫ０のページＰ０から１６ＫｉＢデータ（Ｄ１～Ｄ３）を読み出すためのリードコマンドＣＭＤ０－１を生成し、リードコマンドＣＭＤ０－１をフラッシュダイ＃ｉに対応するリーディングリードキュー４２２１－ｉに格納する。ここで、フォローイングリードキュー４２２２－ｉにリードコマンドが格納されていない場合、スケジューラ４３３は、リーディングリードキュー４２２１－ｉを選択し、リーディングリードキュー４２２１－ｉに格納されているリードコマンドＣＭＤ０－１を、ネクストコマンドバッファ４２２３－ｉに格納する。
【0157】
リードコマンドＣＭＤ０－１がネクストコマンドバッファ４２２３－ｉに格納されたことに応じて、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－１に後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。この判定は、例えば、このリードコマンドＣＭＤ０－１に付加された付帯情報に基づいて実行されてもよい。
【0158】
リードコマンドＣＭＤ０－１は、１つのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドであり、且つ複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドではない。したがって、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－１に後続する次のリードコマンドの発行が必要であると判定する。
【0159】
次のリードコマンドの発行が必要であると判定したことに応じ、スケジューラ４３３は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、先頭のデータに後続する２番目のデータが格納されているフラッシュダイと、このフラッシュダイに格納されている２番目のデータの長さとを特定する。Ｌ２Ｐテーブル６１から取得された４つのＬＢＡ（ＬＢＡ４～７７）にそれぞれ対応する４つの物理アドレスがフラッシュダイ＃ｊにおける連続する４つの物理アドレスであることから、スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃ｊを、２番目のデータが格納されているフラッシュダイとして特定する。また、スケジューラ４３３は、４つのＬＢＡに対応する長さ（＝１６ＫｉＢ）を、フラッシュダイ＃ｊに格納されている２番目のデータの長さとして特定する。スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃ｊのブロックＢＬＫ１００のページＰ０から１６ＫｉＢデータ（Ｄ５～Ｄ７）を読み出すためのリードコマンドＣＭＤ０－２を生成する。
【0160】
そして、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－１をフラッシュダイ＃ｉに送信する処理と、リードコマンドＣＭＤ０－２をフラッシュダイ＃ｊに対応するフォローイングリードキュー４２２２－ｊに格納する処理と、を実行する。
【0161】
フォローイングリードキュー４２２２－ｊにリードコマンドＣＭＤ０－２が格納されると、スケジューラ４３３は、フォローイングリードキュー４２２２－ｊをリーディングリードキュー４２２１－ｊよりも優先的に選択し、これによってリードコマンドＣＭＤ０－２をフラッシュダイ＃ｊに対応するネクストコマンドバッファ４２２３－ｊに格納する。
【0162】
リードコマンドＣＭＤ０－２がネクストコマンドバッファ４２２３－ｊに格納されたことに応じて、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－２に後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。この判定は、例えば、このリードコマンドＣＭＤ０－２に付加された付帯情報に基づいて実行されてもよい。
【0163】
リードコマンドＣＭＤ０－２は、１つのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの２番目のリードコマンドであり、且つ複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドではない。したがって、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－２に後続する次のリードコマンドの発行が必要であると判定する。
【0164】
次のリードコマンドの発行が必要であると判定したことに応じ、スケジューラ４３３は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、２番目のデータに後続する３番目のデータが格納されているフラッシュダイと、このフラッシュダイに格納されている３番目のデータの長さとを特定する。Ｌ２Ｐテーブル６１から取得された２つのＬＢＡ（ＬＢＡ８～９）にそれぞれ対応する２つの物理アドレスがフラッシュダイ＃ｋにおける連続する２つの物理アドレスであることから、スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃ｋを、３番目のデータが格納されているフラッシュダイとして特定する。また、スケジューラ４３３は、２つのＬＢＡに対応する長さ（＝８ＫｉＢ）を、フラッシュダイ＃ｋに格納されている３番目のデータの長さとして特定する。スケジューラ４３３は、フラッシュダイ＃ｋのブロックＢＬＫ２００のページＰ０から８ＫｉＢデータ（Ｄ９～Ｄ１０）を読み出すためのリードコマンドＣＭＤ０－３を生成する。
【0165】
そして、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－２をフラッシュダイ＃ｊに送信する処理と、リードコマンドＣＭＤ０－３をフラッシュダイ＃ｋに対応するフォローイングリードキュー４２２２－ｋに格納する処理と、を実行する。
【0166】
フォローイングリードキュー４２２２－ｋにリードコマンドＣＭＤ０－３が格納されると、スケジューラ４３３は、フォローイングリードキュー４２２２－ｋをリーディングリードキュー４２２１－ｋよりも優先的に選択し、これによってリードコマンドＣＭＤ０－３をフラッシュダイ＃ｋに対応するネクストコマンドバッファ４２２３－ｋに格納する。
【0167】
リードコマンドＣＭＤ０－３がネクストコマンドバッファ４２２３－ｋに格納されたことに応じて、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－３に後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。この判定は、例えば、このリードコマンドＣＭＤ０－３に付加された付帯情報に基づいて実行されてもよい。
【0168】
リードコマンドＣＭＤ０－３は、１つのホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドである。したがって、スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－３に後続する次のリードコマンドの発行が必要ないと判定する。
【0169】
スケジューラ４３３は、リードコマンドＣＭＤ０－３をフラッシュダイ＃ｋに送信する処理を実行する。
【0170】
以上の処理により、ホストリードコマンドのリード対象データに対応する３つのリードコマンドＣＭＤ－１、ＣＭＤ－２、およびＣＭＤ－３が、ＣＭＤ－１、ＣＭＤ－２、およびＣＭＤ－３の順序で、フラッシュダイ＃ｉ、＃ｊ、＃ｋにそれぞれ送信される。
【0171】
次に、ＰＲＰ／ＳＧＬデコードを実行するタイミングについて説明する。図７は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるリード処理の手順の例を示す図である。
【0172】
まず、コントローラ４は、コマンドフェッチ処理によって、ホスト２のサブミッションキューＳＱからホストリードコマンドをフェッチする（ステップＳ１）。コントローラ４は、Ｓ１でフェッチしたホストリードコマンドを、ホストリードコマンドプール４２１に格納する。
【0173】
コントローラ４は、ホストリードコマンドに関連付けられた先頭のリードコマンド（フラッシュリードコマンド）を生成するために、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照する（ステップＳ２）。コントローラ４は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、ホストリードコマンドによって指定されたリード対象データに含まれる先頭のデータが格納されている記憶位置を示す物理アドレスを取得する。取得した物理アドレスに基づいて、コントローラ４は、先頭のリードコマンドを生成する。この場合、コントローラ４は、ホストリードコマンドによって指定された開始ＬＢＡに関連付けられた物理アドレスをＬ２Ｐテーブル６１から取得し、取得した物理アドレスに基づいて、先頭のデータが格納されているフラッシュダイを特定する。コントローラ４は、特定されたフラッシュダイに対応するフラッシュコマンドキュー４２２に、生成したリードコマンドを格納する。
【0174】
コントローラ４は、フラッシュコマンドキュー４２２に格納されたリードコマンドに対応するデータが転送されるべき、ホスト２のホストリードバッファ２２１上の記憶位置を示すアドレスを算出するために、ＰＲＰ／ＳＧＬデコードを実行する（ステップＳ３）。
【0175】
生成したリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要な場合、コントローラ４は、ホストリードコマンドに関連付けられた最後のリードコマンドが生成されるまで、ステップＳ２の処理と、ステップＳ３の処理を繰り返す。
【0176】
コントローラ４は、生成したリードコマンドを、特定したフラッシュダイに発行する（ステップＳ４）。リードコマンドを受信したフラッシュダイは、リードコマンドが指定する物理アドレスが示す記憶位置を含むページからページバッファ５１１にデータを読み出すセンス動作を実行する。
【0177】
ページバッファ５１１へのデータの読み出しが完了した後、コントローラ４は、特定したフラッシュダイに、リードバッファＲＢに割り当てる（ステップＳ５）。特定したフラッシュダイに割り当てられるリードバッファＲＢは、リードバッファ４２３内の一つの記憶領域である。
【0178】
コントローラ４は、ページバッファ５１１に格納されているデータを、Ｓ５で割り当てたリードバッファＲＢに転送する（ステップＳ６）。
【0179】
そして、コントローラ４は、Ｓ３で取得したアドレスに基づいて、リードバッファＲＢからホストリードバッファ２２１上の記憶領域にデータを転送する（ステップＳ７）。Ｓ７では、ステップＳ２で特定された長さを有するデータがリードバッファＲＢからホストリードバッファ２２１上の記憶領域に転送される。
【0180】
このように、本実施形態では、ホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドの生成が必要な場合、リード対象の複数のフラッシュダイを特定する処理が一度に実行されるのではなく、リード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序でリード対象の複数のフラッシュダイが順次特定されるように、リード対象の複数のフラッシュダイを特定する処理が、時分割で実行される。
【0181】
さらに、本実施形態では、図７で説明したように、リード対象データに含まれる複数のデータが転送されるべきホスト２のホストリードバッファ２２１上の複数のアドレスを算出するステップＳ３の処理も、複数のアドレスを一度に算出するのではなく、時分割で実行される。したがって、複数のアドレスを一度に算出する場合に比べ、同時に記憶しておくことが必要なＰＲＰ／ＳＧＬデコード結果の量、つまり算出されたアドレスの数を、減らすことができる。これにより、ＰＲＰ／ＳＧＬデコード結果を記憶するためにＳＳＤ３に用意することが必要なメモリリソースの量を削減できる。
【0182】
次に、リードバッファ４２３におけるリードデータの受信順序と、リードバッファ４２３からホストリードバッファ２２１へのリードデータの転送順序について説明する。図８は、実施形態に係るメモリシステムに設けられたリードバッファにおけるリードデータの受信順序の例と、リードバッファからホストへのリードデータの転送順序の例とを示すタイミングチャートである。
【0183】
図８の横軸は、時間を示す。図８の上段は、リードバッファ４２３が受信するデータと、データの受信処理にかかる時間とが示されている。図８の下段は、リードバッファ４２３からホスト２に転送されているデータと、データの転送処理にかかる時間とが示されている。また、ここでは、ＰＣＩｅバスの帯域幅（ＰＣＩｅＢＷ）と１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）との比率が４：１であり、５つのリードバッファＲＢ＃１～ＲＢ＃５がＳＲＡＭ４２上に設けられている場合が示されている５つのリードバッファＲＢ＃１～ＲＢ＃５のうちのいずれか４つのリードバッファは、フラッシュダイから読み出されたリードデータを、チャンネルを介して受信する処理に同時的に使用される。また、５つのリードバッファＲＢ＃１～ＲＢ＃５のうちのいずれか１つのリードバッファは、そのリードバッファに格納されたリードデータを、ＰＣＩｅバスを介してホスト２に転送するために使用される。
【0184】
まず、時点Ｔ１において、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータに対する受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ０によって指定されたリード対象データのうちの先頭のデータである。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。そして、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃１に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃１に格納される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの受信処理は、時点Ｔ１から時点Ｔ５に渡って実行される。
【0185】
次いで、時点Ｔ２において、リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータに対する受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ１によって指定されたリード対象データのうちの先頭のデータである。リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃２に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃２に格納される。リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの受信処理は、時点Ｔ２から時点Ｔ６に渡って実行される。
【0186】
次いで、時点Ｔ３において、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータに対する受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ０によって指定されたリード対象データのうちの２番目のデータである。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃３に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃３に格納される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータの受信処理は、時点Ｔ３から時点Ｔ７に渡って実行される。
【0187】
次いで、時点Ｔ４において、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータに対する受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ０によって指定されたリード対象データのうちの３番目のデータである。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃４に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃４に格納される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータの受信処理は、時点Ｔ４から時点Ｔ８に渡って実行される。
【0188】
次いで、時点Ｔ５において、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの受信処理が完了する。これに応じて、リードバッファＲＢ＃１に格納されているリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの転送処理は、受信処理の速度の４倍の速度で、時点Ｔ５から時点Ｔ６に渡って実行される。
【0189】
また、時点Ｔ５では、リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータに対する受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ２によって指定されたリード対象データのうちの先頭のデータである。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ０が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。このフラッシュダイは、例えば、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０が発行されたフラッシュダイと同じチャンネルに接続されているフラッシュダイである。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃５に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃５に格納される。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの受信処理は、時点Ｔ５から時点Ｔ９に渡って実行される。
【0190】
次いで、時点Ｔ６において、リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの受信処理が完了し、且つリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理も完了する。これに応じて、リードバッファＲＢ＃２に格納されているリードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの転送処理は、受信処理の速度の４倍の速度で、時点Ｔ６から時点Ｔ７に渡って実行される。また、時点Ｔ６において、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理が完了したため、リードバッファＲＢ＃１は、新たなリードデータの受信処理に利用可能となる。
【0191】
そして、時点Ｔ６では、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ３に対応するリードデータに対する受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ３に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ０によって指定されたリード対象データのうちの４番目のデータである。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ３に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ３が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。このフラッシュダイは、例えば、リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０が発行されたフラッシュダイと同じチャンネルに接続されているフラッシュダイである。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ３に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃１に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃１に格納される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ３に対応するリードデータの受信処理は、時点Ｔ６から時点Ｔ１０に渡って実行される。
【0192】
次いで、時点Ｔ７において、リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ１に対応する受信処理が完了し、且つリードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの転送処理も完了する。これに応じ、リードバッファＲＢ＃３に格納されているリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータの転送処理は、受信処理の速度の４倍の速度で、時刻Ｔ７から時刻Ｔ８に渡って実行される。また、リードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータの転送処理が完了したため、リードバッファＲＢ＃２は、新たなリードデータの受信処理に利用可能となる。
【0193】
そして、時点Ｔ７では、リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータの受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ２によって指定されたリード対象データのうちの２番目のデータである。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ１が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。このフラッシュダイは、例えば、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１が発行されたフラッシュダイと同じチャンネルに接続されているフラッシュダイである。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃２に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃２に格納される。リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータの受信処理は、時点Ｔ７から時点Ｔ１１に渡って実行される。
【0194】
次いで、時点Ｔ８において、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータの受信処理が完了し、且つリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理も完了する。これに応じて、リードバッファＲＢ＃４に格納されているリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータの転送処理は、受信処理の速度の４倍の速度で、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９に渡って実行される。また、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータの転送処理が完了したため、リードバッファＲＢ＃３は、新たなリードデータの受信処理に利用可能となる。
【0195】
そして、時間Ｔ８では、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ４に対応するリードデータに対する受信処理が開始される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ４に対応するリードデータは、ホストリードコマンドＣＭＤ０によって指定されたリード対象データのうちの５番目のデータである。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ４に対応するリードデータは、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ４が発行されたフラッシュダイのページバッファから読み出される。このフラッシュダイは、例えば、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２が発行されたフラッシュダイと同じチャンネルに接続されているフラッシュダイである。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ４に対応するリードデータは、１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）に対応する遅い速度でページバッファからリードバッファＲＢ＃２に転送され、そしてリードバッファＲＢ＃２に格納される。リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ４のデータの受信処理は、時点Ｔ８から時点Ｔ１２に渡って実行される。
【0196】
次に、リードバッファの各記憶領域に格納されるデータについて説明する。図９は、一周目においてリードバッファに保持されるリードデータの例と二周目においてリードバッファに保持されるリードデータの例とを示す図である。
【0197】
図８の時点Ｔ１から時点Ｔ６までの間で説明したように、一周目では、リードバッファＲＢ＃１にリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータが格納され、リードバッファＲＢ＃２にリードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータが格納され、リードバッファＲＢ＃３にリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータが格納され、リードバッファＲＢ＃４にリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ２に対応するリードデータが格納され、リードバッファＲＢ＃５にリードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータが格納される。
【0198】
ついで、一周目に格納されたリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理の完了に応じて、二周目のデータとして、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ３に対応するデータがリードバッファＲＢ＃１に格納される。そして、一周目に格納されたリードコマンドＣＭＤ１ Ｐａｒｔ０に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理の完了に応じて、二周目のデータとして、リードコマンドＣＭＤ２ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータがリードバッファＲＢ＃２に格納される。一周目に格納されたリードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ１に対応するリードデータをホスト２に転送する転送処理の完了に応じて、二周目のデータとして、リードコマンドＣＭＤ０ Ｐａｒｔ４に対応するリードデータがリードバッファＲＢ＃３に格納される。
【0199】
次に、フラッシュメモリのリード処理のタイミングについて説明する。図１０は、フラッシュメモリのリードタイミングの例とフラッシュメモリからリードバッファへの転送タイミングの例とを示すタイミングチャートである。
【0200】
図１０の横軸は、時間を示す。図１０の上段は、フラッシュダイが、各リードコマンドに基づいてリード動作を実行するタイミングを示す。図１０の下段は、各リードコマンドに対応するデータが、フラッシュダイからリードバッファ４２３に転送されるタイミングを示す。
【0201】
ＰＣＩｅバスの帯域幅（ＰＣＩｅＢＷ）と１チャンネル当たりの帯域幅（ＢＷ／Ｃ）との間の比率が４：１である場合、リード処理のスループットを改善するためには、図１０の下段に示されるように、４つのリードコマンドに対応するリードデータをフラッシュメモリ５からリードバッファ４２３に並列に転送することが好ましい。フラッシュダイにおけるリード動作（センス動作）に必要とされる時間ｔＲが、リードバッファ４２３への転送動作にかかる時間よりも、長い場合には、複数のリードコマンドに基づいたリード動作を並行して実行することで、リード処理のスループットを改善することができる。
【0202】
図１０で示されている場合では、最大で７つのリードコマンドに基づいたリード動作が並列に実行されている。
【0203】
次に、リード処理の手順について説明する。図１１は、実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるリード処理の手順を示すフローチャートである。
【0204】
まず、コントローラ４は、ホスト２からホストリードコマンドを受信する（ステップＳ１１）。受信されたホストリードコマンドは、ホストリードコマンドプール４２１に格納される。
【0205】
コントローラ４は、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、Ｓ１１で受信したホストリードコマンドのリード対象データの先頭のデータが格納されているフラッシュダイと、特定したフラッシュダイに格納されているデータのサイズ（長さ）とを特定する（ステップＳ１２）。
【0206】
コントローラ４は、先頭のデータをリードするためのリードコマンドを生成し、Ｓ１２で特定したフラッシュダイに対応するリーディングリードキューに、生成したリードコマンドを格納する（ステップＳ１３）。
【0207】
コントローラ４は、Ｓ１３でリーディングリードキューに格納されたリードコマンドを、Ｓ１２で特定したフラッシュダイに送信することを決定する（ステップＳ１４）。この場合、フラッシュダイに送信することが決定されたリードコマンドは、実行対象のリードコマンドとしてネクストコマンドバッファに格納される。
【0208】
コントローラ４は、Ｓ１４でフラッシュダイに送信することが決定されたリードコマンドに対応する先頭のデータに後続するデータの読み出しが必要であるか否か、つまり、実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否か、を判定する（ステップＳ１５）。この判定は、実行対象のリードコマンドがホストリードコマンドに関連付けられた単一のリードコマンドとホストリードコマンドに関連付けられた複数のリードコマンドのうちの最後のリードコマンドとを除く他のリードコマンドであるか否かに基づいて、実行される。
【0209】
後続のデータの読み出しが必要でない場合、つまり次のリードコマンドの発行が必要でない場合（Ｓ１５でＮｏ）、コントローラ４は、Ｓ１４で決定されたリードコマンド（実行対象のリードコマンド）をフラッシュダイに送信し（ステップＳ１６）、リード処理を終了する。
【0210】
後続のデータの読み出しが必要な場合、つまり次のリードコマンドの発行が必要である場合（Ｓ１５でＹｅｓ）、コントローラ４は、Ｓ１４で決定されたリードコマンド（実行対象のリードコマンド）がネクストコマンドバッファのステージにて、Ｌ２Ｐテーブル６１を参照して、後続のデータが格納されているフラッシュダイと、このフラッシュダイに格納されている後続のデータのサイズ（長さ）とを特定する（ステップＳ１７）。後続のデータは、実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータである。ステップＳ１７では、コントローラ４は、後続のデータをステップＳ１７で特定したフラッシュダイからリードするための次のリードコマンドを生成する。
【0211】
コントローラ４は、ネクストコマンドバッファに格納されているＳ１４で決定されたリードコマンド（実行対象のリードコマンド）をＳ１２で特定したフラッシュダイに送信する処理と、生成した次のリードコマンドを、Ｓ１７で特定したフラッシュダイに対応するフォローイングリードキューに格納する処理とを実行する（ステップＳ１８）。
【0212】
コントローラ４は、Ｓ１７で特定したフラッシュダイに対応するフォローイングリードキューを、Ｓ１７で特定したフラッシュダイに対応するリーディングリードキューよりも優先して選択する。このため、コントローラ４は、Ｓ１８でフォローイングリードキューに格納された次のリードコマンドを、Ｓ１７で特定したフラッシュダイに送信することを決定する（ステップＳ１９）。フラッシュダイに送信することを決定されたリードコマンドは、Ｓ１７で特定したフラッシュダイに対応するネクストコマンドバッファに実行対象のリードコマンドとして格納される。
【0213】
コントローラ４は、Ｓ１９で送信することを決定されたリードコマンドに対応するデータに後続するデータの読み出しが必要であるか否か、つまり、Ｓ１７で特定したフラッシュダイに対応するネクストコマンドバッファに格納された実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否か、を判定する（ステップＳ２０）。
【0214】
後続のデータの読み出しが必要でない場合、つまり次のリードコマンドの発行が必要でない場合（ステップＳ２０でＮｏ）、コントローラ４は、Ｓ１９で決定されたリードコマンド（実行対象のリードコマンド）をＳ１７で特定したフラッシュダイに送信し（ステップＳ２１）、リード処理を終了する。
【0215】
後続のデータの読み出しが必要な場合、つまり次のリードコマンドの発行が必要である場合（Ｓ２０でＹｅｓ）、コントローラ４は、Ｓ１７以降の処理を再度実行する。このとき、先の説明における「Ｓ１４で決定されたリードコマンド」は、「Ｓ１９で決定されたリードコマンド」に相当する。
【0216】
このように、あるリードコマンドがあるフラッシュダイ＃ｍに対応するネクストコマンドバッファに実行対象のリードコマンドとして格納された場合、コントローラ４は、実行対象のリードコマンドに後続する次のリードコマンドの発行が必要か否かを判定する。そして、次のリードコマンドの発行が必要と判定したことに応じ、コントローラ４は、実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータが格納されているフラッシュダイ＃ｎと、このフラッシュダイ＃ｎに格納されている後続のデータの長さと、を特定する。そして、コントローラ４は、後続のデータを読み出すための次のリードコマンドを生成し、実行対象のリードコマンドをフラッシュダイ＃ｍに送信する処理と、生成した次のリードコマンドをフラッシュダイ＃ｎに対応するフォローイングリードキューに格納する処理とを実行する。
【0217】
次に、不揮発性メモリの読み出し完了時に実行される処理について説明する。図１２は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、不揮発性メモリの読み出し完了時に実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【0218】
まず、あるフラッシュダイのページバッファ５１１へのデータの読み出しが完了したことに応じて（開始）、コントローラ４は、ページバッファ５１１に読み出されたデータが、次の読み出し順序に対応するデータであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。例えば、あるホストリードコマンドによって指定されるリード対象データの先頭データを読み出すための１番目のリードコマンドと、先頭データに後続するデータを読み出すための２番目のリードコマンドとが、１番目のリードコマンド、２番目のリードコマンドという順序で異なるフラッシュダイにそれぞれ送信された場合を想定する。この場合、１番目のリードコマンドに対応するデータのページバッファ５１１への読み出しが完了していなければ、次の読み出し順序に対応するデータは、１番目のリードコマンドに対応するデータである。１番目のリードコマンドに対応するデータのページバッファ５１１への読み出しが既に完了していれば、次の読み出し順序に対応するデータは、２番目のリードコマンドに対応するデータである。
【0219】
ページバッファ５１１に読み出されたデータが、次の読み出し順序に対応するデータでない場合（Ｓ３１でＮｏ）、ページバッファ５１１に読み出されたデータは、読み出し可能条件を満たしていない。このため、コントローラ４は、ページバッファ５１１にデータを維持し（ステップＳ３２）、この処理を終了する。つまり、コントローラ４は、ページバッファ５１１からデータを読み出さずに、この処理を終了する。
【0220】
ページバッファ５１１に読み出されたデータが、次の読み出し順序に対応するデータである場合（Ｓ３１でＹｅｓ）、ページバッファ５１１に読み出されたデータは、読み出し可能条件を満たしている。このため、コントローラ４は、このフラッシュダイにリードバッファ（リードバッファ４２３内の１つの記憶領域）を割り当てる（ステップＳ３３）。
【0221】
コントローラ４は、ページバッファ５１１からデータを読み出し、読み出したデータを、Ｓ３３で割り当てられたリードバッファに転送する（ステップＳ３４）。次の読み出し順序に対応するデータは、Ｓ３４でリードバッファに転送されたデータに後続する次のデータに変更される。
【0222】
コントローラ４は、あるフラッシュダイにおいて後続のデータのページバッファ５１１への読み出しが完了しているか否かを判定する（ステップＳ３５）。
【0223】
後続のデータのページバッファ５１１への読み出しが完了している場合（Ｓ３５でＹｅｓ）、コントローラ４は、Ｓ３１以降の処理を再度実行する。
【0224】
後続のデータのページバッファ５１１への読み出しが完了していない場合（Ｓ３５でＮｏ）、コントローラ４は、この処理を終了する。
【0225】
次に、リードバッファへのデータ転送完了時に実行される処理について説明する。図１３は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、リードバッファへのデータ転送完了時に実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【0226】
あるリードバッファへのデータの転送が完了したことに応じて（開始）、コントローラ４は、このリードバッファにデータ転送の完了をマークする（ステップＳ４１）。
【0227】
コントローラ４は、他のデータをホスト２に転送中であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。
【0228】
他のデータをホスト２に転送中でない場合（Ｓ４２でＮｏ）、コントローラ４は、リードバッファへの転送が完了したデータをホスト２のメモリ２２に転送する処理を開始する（ステップＳ４３）。
【0229】
他のデータをホスト２に転送中である場合（Ｓ４２でＹｅｓ）、コントローラ４は、Ｓ４３の手順をスキップする。
【0230】
そして、コントローラ４は、あるフラッシュダイにおいてページバッファに維持されているデータ（図１２のＳ３２でページバッファに維持されたデータ）を、このフラッシュダイに割り当てられたリードバッファに転送し（ステップＳ４４）、この処理を終了する。ステップＳ４４が実行される時点では、図１２のＳ３２でページバッファに維持されたデータは、読み出し可能条件を満たしているためである。つまり、あるフラッシュダイのページバッファへの読み出しが完了したデータが次の読み出し順序に対応するデータではない場合、コントローラ４は、このデータをこのフラッシュダイのページバッファから読み出さずに、他のデータの読み出しが完了してこのデータの読み出し可能条件が満されるまで待つ。そして、このデータの読み出し可能条件が満された後、コントローラ４は、このフラッシュダイにリードバッファを割り当て、このフラッシュダイのページバッファに格納されているデータをリードバッファに転送する。
【0231】
次に、ホストへのデータ転送完了時に実行される処理について説明する。図１４は、実施形態に係るメモリシステムにおいて、ホストへのデータ転送完了時に実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【0232】
リードバッファからホスト２のメモリ２２へのデータの転送が完了したことに応じて（開始）、コントローラ４は、ホスト２のメモリ２２に転送されたデータが格納されていたリードバッファ（リードバッファ４２３内の１つの記憶領域）を解放する（ステップＳ５１）。解放されたリードバッファは、新たなデータの格納に利用可能となる。
【0233】
コントローラ４は、ホスト２への未転送データ無しであるか否かを判定する（ステップＳ５２）。ホスト２への未転送データ無しである場合、ホスト２へまだ転送されていないデータは、リードバッファ４２３に残っていない。
【0234】
このため、ホスト２への未転送データが無い場合（Ｓ５２でＹｅｓ）、コントローラ４は、この処理を終了する。
【0235】
ホスト２への未転送データがある場合（Ｓ５２でＮｏ）、コントローラ４は、未転送データをホスト２に転送し（ステップＳ５３）、この処理を終了する。
【0236】
以上説明したように、実施形態によれば、コントローラ４は、ホストリードコマンドによって指定されるリード対象データが複数のフラッシュダイに分散されている場合、リード対象データの先頭のデータから最後のデータにそれぞれ対応する複数のリードコマンドを、これら複数のリードコマンドのうちの先頭のリードコマンドから最後のリードコマンドの順序で、異なる複数のダイに送信することが可能となる。この結果、リード対象データをそのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序で、フラッシュメモリ５から読み出すことが可能となる。よって、大容量のリードバッファを設けることなく、ホストリードコマンドによって指定されるリード対象データを、そのリード対象データに含まれる先頭のデータから最後のデータの順序で、ホスト２に転送することができる。
【0237】
また、あるフラッシュダイ（例えばフラッシュダイ＃ｍ）に対応するネクストコマンドバッファに実行対象のリードコマンドが格納されたことに応じ、つまり、あるリードコマンドをフラッシュダイ＃ｍに対応するコマンドバッファを介してフラッシュダイ＃ｍに送信することを決定したことに応じ、コントローラ４は、実行対象のリードコマンドによって読み出しが要求されるデータに後続するデータが格納されているフラッシュダイと、このフラッシュダイに格納されている後続のデータの長さと、を特定する。これにより、実行対象のリードコマンドに先行するリードコマンドに対応する読み出し動作がフラッシュダイ＃ｍにおいて実行されている間に、後続のデータが格納されているフラッシュダイと、後続のデータの長さと、を特定する処理を実行することが可能となる。
【0238】
また、各フラッシュダイからリードバッファ４２３に転送されるデータの順序が制御されるため、リードバッファ４２３上でホスト２に転送される順序に並べ替える必要が無い。そのため、並べ替えに必要とされる時間、およびリードバッファ４２３のリソースを削減することができる。
【0239】
よって、コントローラ４は、効率的にフラッシュダイからデータを読み出すことができる。
【0240】
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】
【0241】
１…情報処理システム、２…ホスト、３…ＳＳＤ、４…コントローラ、５…ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、６…ＤＲＡＭ、７…バス、２０…内部バス、２１…プロセッサ、２２…メモリ、４０…内部バス、４１…ホストインタフェース、４２…ＳＲＡＭ、４３…ＣＰＵ、４４…ＤＭＡＣ、４５…誤り訂正回路、４６…ＮＡＮＤインタフェース、４７…ＤＲＡＭインタフェース、６１…Ｌ２Ｐテーブル、４３１…ライト処理部、４３２…リード処理部、４３３…スケジューラ、４３４…リードデータ転送制御部。
【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】