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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】P2025008462
(43)【公開日】2025-01-20
(54)【発明の名称】メモリシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
G06F 12/02 20060101AFI20250109BHJP
G06F 12/04 20060101ALI20250109BHJP
G06F 12/00 20060101ALI20250109BHJP
G06F 11/10 20060101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
G06F12/02 510A
G06F12/04 530
G06F12/00 597U
G06F12/04 510A
G06F11/10 608
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023110657
(22)【出願日】2023-07-05
(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】及川 恒平
【テーマコード（参考）】
5B160
【Ｆターム（参考）】
5B160AA12
5B160AB25
5B160DA08
(57)【要約】 （修正有）
【課題】記憶領域を有効に利用するメモリシステム及び方法を提供すること。
【解決手段】実施形態に係るメモリシステムは、不揮発性のメモリデバイスと、メモリデバイスに第１エラー訂正フレーム（ＥＣＣフレーム０）と第２エラー訂正フレーム（ＥＣＣフレーム１）とを書き込むコントローラと、を具備する。第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームは、重複領域（Ｒ４、Ｒ５）を含む。第１エラー訂正フレームの重複領域以外の領域は、第１データと第１エラー訂正データ（Ｐ０）を含む。第２エラー訂正フレームの重複領域以外の領域は、第２データと第２エラー訂正データ（Ｐ１）を含む。重複領域は、第１データ（Ｄ０）の一部分と、第２データ（Ｄ１）の一部分とを含む。
【選択図】図６
【解決手段】実施形態に係るメモリシステムは、不揮発性のメモリデバイスと、メモリデバイスに第１エラー訂正フレーム（ＥＣＣフレーム０）と第２エラー訂正フレーム（ＥＣＣフレーム１）とを書き込むコントローラと、を具備する。第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームは、重複領域（Ｒ４、Ｒ５）を含む。第１エラー訂正フレームの重複領域以外の領域は、第１データと第１エラー訂正データ（Ｐ０）を含む。第２エラー訂正フレームの重複領域以外の領域は、第２データと第２エラー訂正データ（Ｐ１）を含む。重複領域は、第１データ（Ｄ０）の一部分と、第２データ（Ｄ１）の一部分とを含む。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不揮発性のメモリデバイスと、
前記メモリデバイスに第１エラー訂正フレームと第２エラー訂正フレームとを書き込むコントローラと、を具備し、
前記第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームは重複領域を含み、
前記第１エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、第１データと第１エラー訂正データを含み、
前記第２エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、第２データと第２エラー訂正データを含み、
前記重複領域は、前記第１データの一部分と、前記第２データの一部分とを含む、メモリシステム。
前記メモリデバイスに第１エラー訂正フレームと第２エラー訂正フレームとを書き込むコントローラと、を具備し、
前記第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームは重複領域を含み、
前記第１エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、第１データと第１エラー訂正データを含み、
前記第２エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、第２データと第２エラー訂正データを含み、
前記重複領域は、前記第１データの一部分と、前記第２データの一部分とを含む、メモリシステム。
【請求項2】
前記第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームは固定長のサイズであり、
前記第１データのサイズは、第１可変長サイズであり、
前記第２データのサイズは、第２可変長サイズである、請求項１記載のメモリシステム。
前記第１データのサイズは、第１可変長サイズであり、
前記第２データのサイズは、第２可変長サイズである、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記第２エラー訂正フレームは、前記第２データの一部分の先頭位置を示すヘッダをさらに含む、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記重複領域は、前記第２データの一部分の先頭位置を示すヘッダをさらに含む、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記第１データのサイズは、可変長サイズであり、
前記可変長サイズの最大値は、前記重複領域のサイズ以下である、請求項１記載のメモリシステム。
前記可変長サイズの最大値は、前記重複領域のサイズ以下である、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項6】
前記コントローラは、圧縮回路を備え、１個以上の単位データを前記圧縮回路により圧縮し、１個以上の可変長の圧縮データを生成し、
前記第１データは、前記１個以上の可変長の圧縮データを含み、
前記１個以上の可変長の圧縮データの各々のサイズの最大値は、前記重複領域のサイズ以下である、請求項１記載のメモリシステム。
前記第１データは、前記１個以上の可変長の圧縮データを含み、
前記１個以上の可変長の圧縮データの各々のサイズの最大値は、前記重複領域のサイズ以下である、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項7】
前記第１データのサイズの最大値は、第１サイズであり、
前記第２データのサイズの最大値は、第２サイズと第３サイズの和であり、
前記第２サイズは、前記第１データのサイズと前記第１サイズとの差と、前記重複領域のサイズとの中の小さいサイズである、請求項１記載のメモリシステム。
前記第２データのサイズの最大値は、第２サイズと第３サイズの和であり、
前記第２サイズは、前記第１データのサイズと前記第１サイズとの差と、前記重複領域のサイズとの中の小さいサイズである、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記コントローラは、前記第１データと、前記第２データの一部分とに基づいて前記第１エラー訂正データを生成する、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項9】
前記コントローラは、前記第１エラー訂正データと、前記第１データと、前記第２データの一部分とに基づいて前記第１データのエラー訂正処理を行う、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項10】
前記コントローラは、前記第１データと、前記第２データの一部分とに基づいて第３エラー訂正データを求め、
前記重複領域は、前記第３エラー訂正データを格納する、請求項１記載のメモリシステム。
前記重複領域は、前記第３エラー訂正データを格納する、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項11】
前記コントローラは、前記第３エラー訂正データと、前記第１データとに基づいて前記第１データのエラー訂正処理を行い、
前記第３エラー訂正データと、前記第２データとに基づいて前記第２データのエラー訂正処理を行う、請求項１０記載のメモリシステム。
前記第３エラー訂正データと、前記第２データとに基づいて前記第２データのエラー訂正処理を行う、請求項１０記載のメモリシステム。
【請求項12】
前記第１エラー訂正フレームにおける前記第１エラー訂正データの保存位置と前記第１データの保存位置の順は、
前記第２エラー訂正フレームにおける前記第２エラー訂正データの保存位置と前記第２データの保存位置の順と、異なる、請求項１記載のメモリシステム。
前記第２エラー訂正フレームにおける前記第２エラー訂正データの保存位置と前記第２データの保存位置の順と、異なる、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項13】
前記コントローラは、前記第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームを連続でリードする場合、前記重複領域を１回だけリードする、請求項１記載のメモリシステム。
【請求項14】
第１データと第２データを生成し、
一部が互いに重複する第１エラー訂正フレームと第２エラー訂正フレームとを生成し、
前記第１データと重複領域のデータから第１エラー訂正データを計算し、
前記第２データと前記重複領域のデータから第２エラー訂正データを計算し、
前記第１エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、前記第１データと前記第１エラー訂正データを含み、
前記第２エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、前記第２データと前記第２エラー訂正データを含み、
前記重複領域は、前記第１データの一部分と、前記第２データの一部分とを含み、
前記第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームとを不揮発性のメモリデバイスに書き込む方法。
一部が互いに重複する第１エラー訂正フレームと第２エラー訂正フレームとを生成し、
前記第１データと重複領域のデータから第１エラー訂正データを計算し、
前記第２データと前記重複領域のデータから第２エラー訂正データを計算し、
前記第１エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、前記第１データと前記第１エラー訂正データを含み、
前記第２エラー訂正フレームの前記重複領域以外の領域は、前記第２データと前記第２エラー訂正データを含み、
前記重複領域は、前記第１データの一部分と、前記第２データの一部分とを含み、
前記第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームとを不揮発性のメモリデバイスに書き込む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、メモリシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
メモリシステムは、データからエラー訂正のためのパリティを計算する。メモリシステムは、データとパリティとを含む一定サイズのＥｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ（ＥＣＣ）フレームを形成する。メモリシステムは、ＥＣＣフレームをメモリデバイスに書き込む。
【0003】
メモリシステムは、可変長データをメモリデバイスに書き込むことがある。可変長データの一例は、圧縮データである。可変長データを書き込む際、可変長データのサイズによっては、ＥＣＣフレームが無効なデータを含む可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１１／１３１３４６号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第２００８／４６６０８号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０２２／４６１１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、記憶領域を有効に利用するメモリシステム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態に係るメモリシステムは、不揮発性のメモリデバイスと、メモリデバイスに第１エラー訂正フレームと第２エラー訂正フレームとを書き込むコントローラと、を具備する。第１エラー訂正フレームと前記第２エラー訂正フレームは、重複領域を含む。第１エラー訂正フレームの重複領域以外の領域は、第１データと第１エラー訂正データを含む。第２エラー訂正フレームの重複領域以外の領域は、第２データと第２エラー訂正データを含む。重複領域は、第１データの一部分と、第２データの一部分とを含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態に係るメモリシステムの概略の一例を説明するための図。
【図2】実施形態に係るメモリシステムがデータを圧縮してメモリデバイスに書き込む場合のＥＣＣフレームの構成の比較例を説明するための図。
【図3】実施形態に係るメモリシステムがデータを圧縮してメモリデバイスに書き込む場合のＥＣＣフレームの構成の他の比較例を説明するための図。
【図4】実施形態に係るメモリシステムにおけるＥＣＣフレームの構成の一例を説明するための図。
【図5】実施形態に係るメモリシステムにおけるＥＣＣフレームの構成の他の例を説明するための図。
【図6】実施形態に係るメモリシステムにおけるＥＣＣフレームの構成の具体的なサイズの一例を説明するための図。
【図7】実施形態に係る情報処理システムの一例を説明するための図。
【図8】実施形態に係るアドレス変換テーブルの一例を説明するための図。
【図9】実施形態に係る書き込み処理の一例を説明するためのフローチャート。
【図10】実施形態に係る書き込み処理の一例を説明するためのフローチャート。
【図11】実施形態に係るＥＣＣフレームの作成の一例を説明するための図。
【図12】実施形態に係る読み出し処理の一例を説明するためのフローチャート。
【図13】第１実施形態に係るデータの伸張処理の一例を説明するための図。
【図14】第２実施形態に係るメモリシステムにおけるＥＣＣフレームの構成の具体的な一例を説明するための図である。
【図15】第３実施形態に係るメモリシステムにおけるＥＣＣフレームの構成の具体的な一例を説明するための図である。
【図16】第４実施形態において、４個の連続したＥＣＣフレームをシーケンシャルリードする動作の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。以下の説明は、実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、以下に説明する構成要素の構造、形状、配置、材質等に限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、互いの寸法の関係や比率が異なる要素が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介した接続を含む場合もある。
【0009】
図１は、第１実施形態に係るメモリシステム１０の概略の一例を説明するための図である。メモリシステム１０は、不揮発性のメモリデバイス１２を含む。不揮発性メモリの一例は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリである。メモリシステム１０には、ホスト（図１には示されない）との間でコマンド、データを転送するためのインタフェース１４が定義されている。
【0010】
メモリデバイス１２は、複数のページを格納する。ページは、複数のＥＣＣフレームを含む。図１は、１ページが４個のＥＣＣフレームを含む例を示す。ＥＣＣフレームは、データとパリティを格納する。サイズの一例を次に示す。データのサイズは１０２４バイトであり、パリティのサイズは１１８バイトであり、ＥＣＣフレームのサイズは１１４２バイトであり、ページのサイズは４５６８バイトである。
【0011】
ページは、複数のＥＣＣフレームではなく、単一のＥＣＣフレームからなってもよい。
【0012】
書き込み（ライト）の際、メモリシステム１０は、複数（例えば８個）の１２８バイト単位のデータ（合計１０２４バイト）から１１８バイトのパリティを計算する。メモリシステム１０は、データとパリティとから１１４２バイトのＥＣＣフレームを生成し、ＥＣＣフレームをメモリデバイス１２に書き込む。
【0013】
読み出し（リード）の際、メモリシステム１０は、メモリデバイス１２からＥＣＣフレームを読み出し、ＥＣＣフレームの中からパリティとデータを取り出す。メモリシステム１０は、パリティに基づいてデータのエラー訂正を行なう。
【0014】
メモリシステム１０は、メモリ使用量削減やデータ転送速度向上のため、データを圧縮してメモリデバイス１２に書き込むことがある。
【0015】
図２は、第１実施形態に係るメモリシステム１０がデータを圧縮してメモリデバイス１２に書き込む場合のＥＣＣフレームの構成の比較例を説明するための図である。
【0016】
ＥＣＣフレームは、データ領域２４、無効領域２６、及びパリティ領域２８を含む。データ領域２４は、データストリームＤを含む。データストリームＤは、図１のデータに対応する。無効領域２６は、無効なデータを含む。各領域２４、２６、２８のサイズの一例を次に示す。データ領域２４と無効領域２６の合計サイズは１０２４バイトである。パリティ領域２８のサイズは１１８バイトである。データ領域２４と無効領域２６のそれぞれのサイズは可変である。
【0017】
メモリシステム１０は、一定サイズ、例えば１２８バイトの単位データを圧縮し、少なくとも１つの圧縮データをデータストリームＤとしてＥＣＣフレーム０のデータ領域２４に書き込む。圧縮方式の一例は、可逆圧縮方式である。可逆圧縮方式では、圧縮データは可変長サイズである。
【0018】
メモリシステム１０は、データストリームＤのサイズが１０２４バイトを超える、すなわちデータ領域２４に空きがなくなると、データ領域２４へ圧縮データを書き込むことを中止する。圧縮データは可変長サイズであるので、データ領域２４に空きがなくなるのは、大概の場合、圧縮データの一部分をデータ領域２４に書き込んだ時点である。
【0019】
例えば、単位データ２２の圧縮データの一部分をデータストリームＤ０としてＥＣＣフレーム０のデータ領域２４に書き込んだ時点でデータ領域２４に空きがなくなると、メモリシステム１０は、圧縮データの書き込みを中止する。書き込みの中止後、メモリシステム１０は、単位データ２２の圧縮データの全てをデータストリームＤ１としてＥＣＣフレーム１のデータ領域２４の先頭部分に書き込む。以降、メモリシステム１０は、圧縮データをＥＣＣフレーム１のデータ領域２４に順次書き込む。
【0020】
ＥＣＣフレーム０のデータ領域２４に格納されている単位データ２２の圧縮データの一部分は、後にリードされても利用できない無効なデータである。圧縮データの一部分の書き込みが中止されると、無効データを含むデータ領域２４は無効領域２６に変更される。無効領域２６の平均サイズは条件によって変わるが、例えばＥＣＣフレームあたり数１０バイト程度である。このため、メモリデバイスの記憶領域の数％が無効領域２６になる可能性がある。
【0021】
メモリシステム１０は、データ領域２４に含まれるデータストリームＤ０に基づいてパリティＰ０を計算する。メモリシステム１０は、パリティＰ０をパリティ領域２６に書き込む。
【0022】
図３は、第１実施形態に係るメモリシステム１０がデータを圧縮してメモリデバイス１２に書き込む場合のＥＣＣフレームの構成の他の比較例を説明するための図である。データの圧縮方式やデータ、各領域のサイズは、図２の比較例の場合と同じとする。
【0023】
ページの最後のＥＣＣフレーム以外のＥＣＣフレームは、１０２４バイトのデータ領域３４と１１８バイトのパリティ領域３８を含み、無効領域を含まない。ページの最後のＥＣＣフレームは、１０２４バイトのデータ領域とパリティ領域と無効領域を含む。
【0024】
メモリシステム１０は、１２８バイト単位のデータを圧縮し、少なくとも１つの可変長サイズの圧縮データをデータストリームＤとしてデータ領域３４に書き込む。
【0025】
メモリシステム１０は、データストリームＤのサイズが１０２４バイトを超える、すなわちデータ領域３４に空きがなくなると、データ領域３４へ圧縮データを書き込むことを中止する。
【0026】
例えば、データ３２の圧縮データの一部分をＥＣＣフレーム０のデータ領域３４に書き込んだ時点でデータ領域３４に空きがなくなると、メモリシステム１０は、ＥＣＣフレーム０のデータ領域３４への圧縮データの書き込みを中止する。書き込みの中止後、メモリシステム１０は、データ３２の圧縮データの残りの部分をデータストリームＤ０としてＥＣＣフレーム１のデータ領域３４の先頭部分に書き込む。以降、メモリシステム１０は、圧縮データをＥＣＣフレーム１のデータ領域３４に順次書き込む。
【0027】
メモリシステム１０は、ＥＣＣフレーム０のデータ領域３４とＥＣＣフレーム１のデータ領域３４に含まれるデータストリームＤ０に基づいてパリティＰ０を計算する。メモリシステム１０は、パリティＰ０をパリティ領域３８に書き込む。
【0028】
図２の例では、ＥＣＣフレーム１のデータ領域２４は、１２８バイトの単位データ２２の圧縮データの全てをデータストリームＤ１として含む。そのため、各ＥＣＣフレームは無効領域２６を含む。図３の例では、１個の１２８バイトのデータ３２の圧縮データは、２個のサブ圧縮データに分割される。２個のＥＣＣフレーム０、１は、２個のサブ圧縮データをそれぞれデータストリームＤ０として含む。ページの最後のＥＣＣフレームは無効領域を含む可能性があるが、それ以外のＥＣＣフレームは無効領域を含まない。そのため、図３の例の無効領域のサイズは、図２の例の無効領域のサイズより小さい。
【0029】
しかし、図３の例では、１個の単位データ３２をリードするためには、２個のＥＣＣフレームをリードする必要がある。このため、データリード時に、ホスト３２とのデータ通信回数が増え、インタフェースの帯域をより多く消費し、性能が低下する可能性がある。
【0030】
図４は、第１実施形態に係るメモリシステム１０におけるＥＣＣフレームの構成の一例を説明するための図である。
【0031】
【0032】
ＥＣＣフレーム０は、６個の領域Ｒ０－Ｒ５を含む。領域Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３それぞれのサイズは一定である。領域Ｒ４、Ｒ５の合計それぞれのサイズは一定である。領域Ｒ４、Ｒ５それぞれのサイズは可変である。領域Ｒ０のサイズは領域Ｒ４、Ｒ５の合計のサイズと等しい。
【0033】
領域Ｒ０は、データストリームＤ０の先頭部分を含む。領域Ｒ１は、ヘッダＨ０を含む。ヘッダＨ０は、データストリームＤ０の先頭に対応するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ２は、データストリームＤ０のパリティＰ０を含む。領域Ｒ３、Ｒ４は、データストリームＤ０を含む。領域Ｒ５は、データストリームＤ１の先頭部分を含む。
【0034】
領域Ｒ４、Ｒ５は、ＥＣＣフレーム１にも含まれ、ＥＣＣフレーム０とＥＣＣフレーム１の重複領域である。データストリームＤ０の末尾部分は、重複領域の途中（領域Ｒ４）まで書き込まれる。データストリームＤ１は、重複領域の途中（領域Ｒ５）から書き込まれる。
【0035】
ＥＣＣフレーム１は、７個の領域Ｒ４－Ｒ１０を含む。領域Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８それぞれのサイズは一定である。領域Ｒ９、Ｒ１０の合計のサイズは一定である。領域Ｒ９、Ｒ１０それぞれのサイズは可変である。領域Ｒ９、Ｒ１０の合計のサイズは、領域Ｒ４、Ｒ５の合計のサイズと等しい。
【0036】
領域Ｒ６は、ヘッダＨ１を含む。ヘッダＨ１は、データストリームＤ１の先頭を格納するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ７は、データストリームＤ１のパリティＰ１を含む。領域Ｒ８、Ｒ９は、データストリームＤ１を含む。領域Ｒ１０は、データストリームＤ２の先頭部分を含む。
【0037】
領域Ｒ９、Ｒ１０は、ＥＣＣフレーム２にも含まれ、ＥＣＣフレーム１とＥＣＣフレーム２の重複領域である。データストリームＤ１の末尾部分は、重複領域の途中（領域Ｒ９）まで書き込まれる。データストリームＤ２は、重複領域の途中（領域Ｒ１０）から書き込まれる。
【0038】
ＥＣＣフレーム２は、７個の領域Ｒ９－Ｒ１５を含む。領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３それぞれのサイズは一定である。領域Ｒ１４、Ｒ１５の合計のサイズは一定である。領域Ｒ９、Ｒ１０それぞれのサイズは可変である。領域Ｒ９、Ｒ１０の合計のサイズは、領域Ｒ４、Ｒ５の合計のサイズと等しい。
【0039】
領域Ｒ１１は、ヘッダＨ２を含む。ヘッダＨ１は、データストリームＤ２の先頭に対応するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ１２は、データストリームＤ２のパリティＰ２を含む。領域Ｒ１３、Ｒ１４は、データストリームＤ２を含む。領域Ｒ１５は、データストリームＤ３の先頭部分を含む。
【0040】
領域Ｒ１４、Ｒ１５は、ＥＣＣフレーム３にも含まれ、ＥＣＣフレーム２とＥＣＣフレーム３の重複領域である。データストリームＤ２の末尾部分は、重複領域の途中（領域Ｒ１４）まで書き込まれる。データストリームＤ３は、重複領域の途中（領域Ｒ１０）から書き込まれる。
【0041】
ＥＣＣフレーム３は、６個の領域Ｒ１４－Ｒ１９を含む。領域Ｒ１６、Ｒ１７それぞれのサイズは一定である。
【0042】
領域Ｒ１６は、ヘッダＨ３を含む。ヘッダＨ３は、データストリームＤ３の先頭に対応するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ１７は、データストリームＤ３のパリティＰ３を含む。領域Ｒ１８は、データストリームＤ３を含む。領域Ｒ１９は、無効データを含む無効領域である。無効領域Ｒ１９は、無効領域２６（図２）と対応する。
【0043】
ヘッダを含む領域Ｒ１、Ｒ６、Ｒ１１、Ｒ１６のサイズは互いに等しい。パリティを含む領域Ｒ２、Ｒ７、Ｒ１２、Ｒ１７のサイズは互いに等しい。重複領域Ｒ４とＲ５の合計のサイズ、重複領域Ｒ９とＲ１０の合計のサイズ、及び重複領域Ｒ１４とＲ１５の合計のサイズは、互いに等しい。
【0044】
第１実施形態に係るメモリシステム１０は、隣接するＥＣＣフレームの一部が互いに重複するようなＥＣＣフレームを生成する。ＥＣＣフレームは、無効領域Ｒ１９を含まず、１個のデータストリームの全体を含む。第１データストリームと第２データストリームの境界は重複領域に位置する。これにより、リード時のデータ転送回数を増やさずに、メモリデバイスの無効領域を減らすことができる。
【0045】
２個のデータストリームの境界の全てが重複領域に位置することは必須ではない。２個のデータストリームの境界の中の少なくとも１つが重複領域に位置しなくてもよい。図５は、第１実施形態に係るメモリシステム１０におけるＥＣＣフレームの構成の他の例を説明するための図である。
【0046】
【0047】
ＥＣＣフレーム０は、６個の領域Ｒ３０－Ｒ３５を含む。領域Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３５それぞれのサイズは一定である。領域Ｒ３３、Ｒ３４のサイズは可変である。領域Ｒ３０のサイズは領域Ｒ３５のサイズと等しい。
【0048】
領域Ｒ３０は、データストリームＤ０の先頭部分を含む。領域Ｒ３１は、ヘッダＨ０を含む。ヘッダＨ０は、データストリームＤ０の先頭に対応するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ３２は、データストリームＤ０のパリティＰ０を含む。領域Ｒ３３は、データストリームＤ０を含む。領域Ｒ３４は、無効データを含む。無効領域Ｒ３４は、無効領域２６（図２）と対応する。
【0049】
領域Ｒ３５は、ＥＣＣフレーム１にも含まれ、ＥＣＣフレーム０とＥＣＣフレーム１の重複領域である。重複領域Ｒ３５は、ＥＣＣフレーム０のデータストリームＤ０を含まず、ＥＣＣフレーム１のデータストリームＤ１の先頭部分を含む。
【0050】
ＥＣＣフレーム１は、６個の領域Ｒ３５－Ｒ４０を含む。領域Ｒ３６、Ｒ３７の合計のサイズは一定である。領域Ｒ３８のサイズは可変である。領域Ｒ３９、Ｒ４０の合計のサイズは一定である。領域Ｒ３６、Ｒ３７の合計のサイズは、領域Ｒ３５のサイズと等しい。
【0051】
領域Ｒ３６は、ヘッダＨ１を含む。ヘッダＨ１は、データストリームＤ１の先頭に対応するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ３７は、データストリームＤ１のパリティＰ１を含む。領域Ｒ３８は、データストリームＤ１を含む。
【0052】
領域Ｒ３９、Ｒ４０は、ＥＣＣフレーム２にも含まれ、ＥＣＣフレーム１とＥＣＣフレーム２の重複領域である。データストリームＤ１の末尾部分は、重複領域の途中（領域Ｒ３９）まで書き込まれる。データストリームＤ２は、重複領域の途中（領域Ｒ４０）から書き込まれる。
【0053】
ＥＣＣフレーム２は、７個の領域Ｒ３９－Ｒ４５を含む。領域Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３それぞれのサイズは一定である。領域Ｒ４４、Ｒ４５の合計のサイズは一定である。領域Ｒ４４、Ｒ４５０それぞれのサイズは可変である。領域Ｒ３９、Ｒ４０の合計のサイズは、領域Ｒ４４、Ｒ４５の合計のサイズと等しい。
【0054】
領域Ｒ４１は、ヘッダＨ２を含む。ヘッダＨ１は、データストリームＤ２の先頭を格納するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ４２は、データストリームＤ２のパリティＰ２を含む。領域Ｒ４３、Ｒ４４は、データストリームＤ２を含む。領域Ｒ４５は、データストリームＤ３の先頭部分を含む。
【0055】
領域Ｒ４４、Ｒ４５は、ＥＣＣフレーム３にも含まれ、ＥＣＣフレーム２とＥＣＣフレーム３の重複領域である。データストリームＤ２の末尾部分は、重複領域の途中（領域Ｒ４４）まで書き込まれる。データストリームＤ３は、重複領域の途中（領域Ｒ４５）から書き込まれる。
【0056】
ＥＣＣフレーム３は、６個の領域Ｒ４４－Ｒ４９を含む。領域Ｒ４６、Ｒ４７それぞれのサイズは一定である。領域Ｒ４８、Ｒ４９の合計のサイズは一定である。領域Ｒ４８、Ｒ４９それぞれのサイズは可変である。
【0057】
領域Ｒ４６は、ヘッダＨ３を含む。ヘッダＨ３は、データストリームＤ３の先頭に対応するメモリデバイス１２のアドレスを示す。領域Ｒ４７は、データストリームＤ３のパリティＰ３を含む。領域Ｒ４８は、データストリームＤ３を含む。領域Ｒ４９は、無効データを含む無効領域である。無効領域Ｒ４９は、無効領域２６（図２）と対応する。
【0058】
ヘッダを含む領域Ｒ３１、Ｒ３６、Ｒ４１、Ｒ４６それぞれのサイズは、互いに等しい。パリティを含む領域Ｒ３２、Ｒ３７、Ｒ４２、Ｒ４７それぞれのサイズは、互いに等しい。重複領域Ｒ３５のサイズ、重複領域Ｒ３９とＲ４０の合計のサイズ、及び重複領域Ｒ４４とＲ４５の合計のサイズは、互いに等しい。
【0059】
図５の例では、ＥＣＣフレーム０とＥＣＣフレーム１との重複領域Ｒ３５は、ＥＣＣフレーム０のデータストリームＤ０を含まず、ＥＣＣフレーム１のデータストリームＤ１しか含まない。そのため、ＥＣＣフレーム０には無効領域Ｒ３４が生じてしまう。
【0060】
２個のデータストリームの境界が重複領域に位置する確率が高ければ、無効領域のサイズは小さい。２個のデータストリームの境界の全てが常に重複領域に位置する場合、無効領域のサイズは最も小さくなる。図４のＥＣＣフレームを実現するためには、圧縮データが１個増えた時のデータストリームのサイズの増加量（言い換えると、データ領域の空きサイズの減少量）が重複領域のサイズ以下であればよい。圧縮前のデータが１２８バイト単位である場合、圧縮データの最大サイズは１２８バイトである。圧縮データが１個増えた時のデータストリームのサイズの増加量の最大値は１２８バイトである。そのため、ＥＣＣフレームの重複領域のサイズを１２８バイトに設定すれば、図４のＥＣＣフレームが実現される。
【0061】
重複領域のサイズが大きくなると、パリティ領域のサイズも大きくなるので、データ領域のサイズは小さくなる。重複領域のサイズが１２８バイトより小さい場合、図４のＥＣＣフレームが実現されず、図５のＥＣＣフレームが実現される可能性がある。
【0062】
図４、図５の例では、重複領域以外の領域、例えば領域Ｒ１、Ｒ６、Ｒ１１、Ｒ１６がヘッダを含むが、メモリシステムに要求される性能、コストに応じて、重複領域がヘッダを含んでもよい。例えば、重複領域の先頭、または末尾がヘッダを含んでもよい。さらに、データを格納するメモリデバイス以外の他のメモリデバイスがヘッダを含んでもよい。
【0063】
隣接するＥＣＣフレームと一部分が重複する４個のＥＣＣフレームのフォーマット（データストリームのサイズ／保存位置、パリティのサイズ／保存位置等）は全て同じでもよいし、異なっていてもよい。フォーマットが揃っていると、複数種類のパリティ生成処理やエラー訂正処理が不要であり、一種類のパリティ生成処理やエラー訂正処理で済む。
【0064】
第１実施形態に係るメモリシステム１０によれば、圧縮データ等の可変長データを格納する場合、無効領域を削減できる。図２に示す比較例では、各ＥＣＣフレームは１個の無効領域を含むが、図４に示す第１実施形態では、４フレーム（ページ）で１個の無効領域を含むので、無効領域の数を約１／４に削減でき、データストリームを記憶する領域を増やすことができる。
【0065】
さらに、図４及び図５に示す第１実施形態では、どの単位データ（１２８バイト）をリードする場合でも、リードする必要のあるＥＣＣフレームの個数は１個である。図３に示す比較例では、複数（大概２個であるが、単位データのサイズが大きい場合は、３つ以上の場合もある）のＥＣＣフレームが１個の単位データの圧縮データを含む。１個の単位データをリードするためには、複数のＥＣＣフレームをリードする可能性がある。そのため、図４及び図５に示す第１実施形態は、１個の単位データをリードするためには、単一のＥＣＣフレームをリードすればよい。図４及び図５に示す第１実施形態は、図３に示す比較例に比べて、データリード時にホスト３２とのデータ通信回数が減り、インタフェースの帯域の消費量が減り、性能が向上する。
【0066】
第１実施形態の効果について、具体的な値を使って説明する。図６は、第１実施形態に係るメモリシステム１０におけるＥＣＣフレームの構成の具体的なサイズの一例を説明するための図である。図６は、図４の各領域にサイズ（単位：バイト）を記入したものである。
【0067】
図１に示すメモリデバイス１２の記憶領域は、４個のＥＣＣフレームを含むページ（４５６８バイト）を含むとする。ＥＣＣフレームのデータ領域のサイズは１０２４バイトであるとする。メモリシステム１０は、１単位（１２８バイト）のデータを圧縮し、複数の圧縮データからデータストリームを生成するとする。メモリシステム１０に必要なエラー訂正能力は、ＥＣＣフレーム当たり６０ビットであるとする。ＥＣＣとして、ＢＣＨ符号が使われる場合、パリティのサイズをｐ（ビット）、圧縮データのサイズをｋ（ビット）、ＥＣＣフレーム当たりの訂正可能ビット数をｔとすると、以下の関係が成り立つ符号が実現可能である（ｍは整数）。
【0068】
ｐ＝ｍｔ 式１
ｋ＜２ｍ－ｐ 式２
ここでは、ｔ＝６０、ｋ＝８１９２（＝１０２４×８）である。式１と式２が成り立つｍの最小値は１４である。式１から、パリティビット長ｐの最小値は８４０ビット（１０５バイト）となる。４個のＥＣＣフレームに必要なサイズの最小値は、４５１６（＝（１０２４＋１０５）×４）バイトである。４個のＥＣＣフレームのサイズは、ページサイズ（４５６８バイト）に対して５２バイト余っている。図２に示す比較例によれば、ＥＣＣフレームのサイズを単純に大きくすることにより、１ページあたり約５２バイトの記憶容量改善は可能である。
ｋ＜２ｍ－ｐ 式２
ここでは、ｔ＝６０、ｋ＝８１９２（＝１０２４×８）である。式１と式２が成り立つｍの最小値は１４である。式１から、パリティビット長ｐの最小値は８４０ビット（１０５バイト）となる。４個のＥＣＣフレームに必要なサイズの最小値は、４５１６（＝（１０２４＋１０５）×４）バイトである。４個のＥＣＣフレームのサイズは、ページサイズ（４５６８バイト）に対して５２バイト余っている。図２に示す比較例によれば、ＥＣＣフレームのサイズを単純に大きくすることにより、１ページあたり約５２バイトの記憶容量改善は可能である。
【0069】
次に、第１実施形態による記憶容量の改善について説明する。第１実施形態に係るＥＣＣフレームは、図３に示すＥＣＣフレームに比べて、重複領域（データ単位と同じ１２８バイトとする）とヘッダ（２バイトとする）が増加され、ＥＣＣフレームのサイズは大きくなる。そのため、その分訂正能力を上げる必要がある。図６は、１ページあたりの総データサイズは４０９６バイトのまま、パリティをできる限り増やして訂正能力を向上した場合のＥＣＣフレームの構成の一例を示す。
【0070】
ＥＣＣフレームのサイズは、１２３８バイト（データ：１１２０バイト＋ヘッダ：２バイト＋パリティ：１１６バイト）であるとする。訂正可能ビット数は６６ビット（＝ｐ／ｍ＝１１６×８／１４）である。訂正可能ビット数（６６ビット）は、元の６０ビットに対して１．１（＝６．６／６．０）倍になっている。訂正可能ビット数の増加率は、ＥＣＣフレームのサイズの増加率１．０９７（＝１２３８／１１２９）に見合っている。
【0071】
無効領域の１個当たりの平均サイズを４０バイトであると仮定する。図２に示す比較例では、１ページあたりの無効領域は１６０バイトである。図６に示す第１実施形態によれば、１ページあたりの無効領域は４０バイトである。図６に示す第１実施形態の無効領域は、図２に示す比較例に比べて１２０バイト削減される。つまり、記憶容量が１２０バイト改善したと言える。図２に示す比較例による記憶容量の改善量は５２バイトだったので、第１実施形態によれば、比較例よりも１ページ（データ４０９６バイト）あたり６８バイト（＝１２０－５２）の記憶容量を改善できたと言える。
【0072】
図７は、第１実施形態に係る情報処理システム１の一例を説明するための図である。情報処理システム１は、メモリシステム１０とホスト３２を備える。
【0073】
ホスト３２は、メモリシステム１０にアクセスする情報処理装置である。メモリシステム１０は、ホスト３２のメインストレージとして使用され得る。メモリシステム１０は、ホスト３２に内蔵されてもよいし、ホスト３２の外部に設けられ、ホスト３２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。ホスト３２は、大量且つ多様なデータをメモリシステム１０に保存するサーバ（ストレージサーバ）であってもよい。ホスト３２は、パーソナルコンピュータであってもよい。メモリシステム１０は、データセンター等のサーバに組み込まれるビジネスユース向けのシステムであってもよい。メモリシステム１０はパーソナルコンピュータに組み込まれるパーソナルユース向けのシステムであってもよい。メモリシステム１０の例は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）である。以下の説明では、メモリデバイス１２はＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２と称される。
【0074】
メモリシステム１０は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４４、及びコントローラ４４を備える。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２の代わりに、ＮＯＲ型フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏ－ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いてもよい。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２は、マトリクス状に配置された複数のメモリセルを含むメモリセルアレイを含む。メモリセルアレイは、２次元構造でもよいし、３次元構造でもよい。
【0075】
ＤＲＡＭ４４は、揮発性メモリの一例である。ＤＲＡＭ４４は、例えばＤＤＲ３Ｌ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ ３ Ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ）規格のＤＲＡＭである。ＤＲＡＭ４４はライトバッファ４６、リードバッファ４８、アドレス変換テーブル５０等を含む。ホスト３２からメモリシステム１０に供給され、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に書き込まれている途中あるいは未書き込みのデータがライトバッファ４６に格納される。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２から読み出され、ホスト３２に転送中のデータあるいは未転送のデータがリードバッファ４８に格納される。ＤＲＡＭ４４は、メモリシステム１０の動作中に用いられるデータや、コントローラ４４において実行されるソフトウェアの一時的なバッファとしても機能する。ＤＲＡＭ４４は、コントローラ４４の外部に設けるのではなく、コントローラ４４の内部に設けてもよい。なお、揮発性メモリとしては、ＤＲＡＭ４４の代わりに、より高速アクセスが可能なＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いてもよい。
【0076】
コントローラ４４は、ホスト３２から送信されるコマンドに従って、ホスト３２から送信されるデータを圧縮して、圧縮データをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に書き込む、又はＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２から圧縮データを読み出し、読み出したデータを伸張する。コントローラ４４は、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）のような回路によって構成され得る。コントローラ４４は、メモリシステム１０の動作を司る。コントローラ４４は、ホストインタフェース（ホストＩ／Ｆ回路と称する）５２、ＣＰＵ５４、ＮＡＮＤインタフェース（ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ回路と称する）５６、ＤＲＡＭインタフェース（ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ回路と称する）５８、圧縮回路６０、伸張回路６２、ＥＣＣエンコーダ６４、及びＥＣＣデコーダ６６を備える。
【0077】
ホストＩ／Ｆ回路５２は、ホスト３２と通信する。ホスト３２との通信は、例えばＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓＴＭ規格に従う。ホストＩ／Ｆ回路５２は、ホスト３２からのコマンドを受信する。
【0078】
ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ回路５６は、ＣＰＵ５４の制御の下、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２を制御するメモリ制御回路である。ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ回路５６とＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２とは、複数のチャネルＣｈで接続される。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２は、多数のメモリチップからなる。複数のメモリチップが各チャネルに接続される。
【0079】
ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ回路５８は、ＣＰＵ５４の制御の下、ＤＲＡＭ４４を制御するＤＲＡＭ制御回路である。
【0080】
圧縮回路６０は、ホスト３２から送信されたデータを可逆圧縮方式により圧縮する。圧縮データは可変長のデータである。ＥＣＣエンコーダ６４は、圧縮データからＥＣＣフレームを生成する。ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ回路５６は、ＥＣＣフレームをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に書き込む。
【0081】
ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ回路５６は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２からＥＣＣフレームを読み出す。ＥＣＣデコーダ６６は、ＥＣＣフレームから抽出した圧縮データに誤り訂正処理を施す。伸張回路６２は、誤り訂正処理後の圧縮データを可逆伸張方式により伸張する。ホストＩ／Ｆ回路５２は、伸張後のデータをホスト３２へ送信する。
【0082】
圧縮回路６０、伸張回路６２、ＥＣＣエンコーダ６４、及びＥＣＣデコーダ６６の一部又は全ては、ＣＰＵ５４がファームウェアを実行することによって実現されてもよい。圧縮回路６０、伸張回路６２、ＥＣＣエンコーダ６４、及びＥＣＣデコーダ６６の一部又は全ては、メモリシステム１０の外部に設けられていてもよい。メモリシステム１０の外部とは、例えば、ホスト３２又はホスト３２がさらに接続されるサーバである。
【0083】
図８は、第１実施形態に係るアドレス変換テーブル５０の一例を説明するための図である。アドレス変換テーブル５０は、ホストアドレスに対応するＥＣＣフレームＩＤと、ＥＣＣフレーム内のデータ領域の先頭位置の情報（オフセットと称される）を格納する。
【0084】
【0085】
ＣＰＵ５４は、ホスト３２から送信されたライトコマンドを受信する（Ｓ１０２）。
【0086】
ＣＰＵ５４は、ライトコマンドの内容に応じてライトデータをライトバッファ４６に書き込むとともにライトコマンドで指定されたホストアドレスもライトバッファ４６に書き込む（Ｓ１０４）。ライトデータは、所定サイズ単位のデータである。所定サイズは、例えば１２８バイトである。
【0087】
ＣＰＵ５４は、ホスト３２にライト完了を通知し（Ｓ１０６）、処理を終了する。なお、この通知は省略してもよい。
【0088】
図１０は第１実施形態に係る書き込み処理の一例を説明するためのフローチャートである。図１０に示す書き込み処理は、４個のＥＣＣフレーム用のデータがライトバッファ４６に格納されると、１回実行される。図１１は第１実施形態に係るＥＣＣフレームの作成の一例を説明するための図である。
【0089】
ＣＰＵ５４は、ライトバッファ４６に格納されている単位データを読み出し、圧縮回路６０を用いて単位データを圧縮し、圧縮データを連結して１番目のＥＣＣフレーム用の１番目のデータストリームＤ０を生成する（Ｓ１０８）。図１１（ａ）は、ライトバッファ４６から読み出される単位データの一例を示す。
【0090】
１個目の単位データの読み出し時、ＣＰＵ５４は、圧縮データをデータストリームＤ０とする。２個目以降の単位データの読み出し時、ＣＰＵ５４は、データストリームＤ０に圧縮データを加算し、加算結果を新たなデータストリームＤ０とする。
【0091】
ＣＰＵ５４は、１２８バイトの単位データの圧縮データが２個のデータストリームに分割されることがなく、必ず１個のデータストリームに入るようにデータストリームを生成する。ＣＰＵ５４は、或る圧縮データを或るデータストリームに加算した結果或るデータストリームのサイズが上限サイズを超える場合、或るデータストリームへの或る圧縮データの加算を行わず、或るデータストリームの次のデータストリームに或る圧縮データを加算する。
【0092】
ＥＣＣフレームは固定サイズである。圧縮データは可変長データであるので、データストリームサイズは上限サイズ以下にする必要がある。上限サイズはデータストリームによって異なる。１番目のデータストリームＤ０の上限サイズは１１２０バイトである。２番目のデータストリームＤ１の上限サイズは９９２バイト＋α０である。α０は、１番目のデータストリームＤ０の上限サイズと１番目のデータストリームＤ０の実際のサイズの差の余りサイズである。３番目のデータストリームＤ２の上限サイズは９９２バイト＋α１である。α１は、２番目のデータストリームＤ１の上限サイズと２番目のデータストリームＤ１の実際のサイズの差の余りサイズである。４番目のデータストリームＤ３の上限サイズは９９２バイト＋α２である。α２は、３番目のデータストリームＤ２の上限サイズと３番目のデータストリームＤ２の実際のサイズの差の余りサイズである。
【0093】
例えば、１番目のデータストリームＤ０が１１１０バイトであり、１０バイト余ったとすると、ＣＰＵ５４は、９９２＋１０＝１００２バイト以下である２番目のデータストリームＤ１を生成する。
【0094】
ＣＰＵ５４は、ライトバッファ４６に格納されている単位データを読み出し、圧縮回路６０を用いて単位データを圧縮し、圧縮データを連結して２番目－４番目のＥＣＣフレーム用の２番目－４番目のデータストリームＤ１－Ｄ３を生成する（Ｓ１１０）。図１１（ｂ）は、データストリームＤ１－Ｄ３の一例を示す。
【0095】
ＣＰＵ５４は、データストリームＤ０－Ｄ３が記録されるＥＣＣフレームのＩＤと、ＥＣＣフレーム内のデータ位置（オフセット）をアドレス変換テーブル５０（図８）に書き込む（Ｓ１１２）。
【0096】
ＣＰＵ５４は、データストリームＤ０－Ｄ３に挿入するヘッダＨ０－Ｈ３を計算する（Ｓ１１４）。１番目のデータストリームＤ０の先頭位置はＥＣＣフレーム先頭位置であるので、ヘッダＨ０は常に０である。そのため、ヘッダＨ０は無くてもよいが、ヘッダをつけると、４つのＥＣＣフレームのフォーマットを揃えることができる。そのため、ＥＣＣデコーダ６４のデコード処理を共通化できる。
【0097】
１番目のデータストリームＤ０が１１１０バイトであったとすると、２番目のデータストリームＤ１は、ＥＣＣフレーム０、１の重複領域（１２８バイト）の後半（１０バイト）領域に配置される。２番目のデータストリームＤ１の先頭位置は、ＥＣＣフレーム１の先頭から１１８（＝１２８－１０）バイト目になるので、ヘッダＨ１は１１８である。同様に残りのヘッダＨ２、Ｈ３も生成する。図１１（ｃ）は、ＥＣＣフレームにおけるデータストリームとヘッダの配置の一例を示す。
【0098】
ＣＰＵ５４は、データストリームＤ０－Ｄ３、ヘッダＨ０－Ｈ３に対してＥＣＣパリティＰ０－Ｐ３をそれぞれ生成して、ＥＣＣフレーム０－３に挿入する（Ｓ１１６）。隣接する２個のＥＣＣフレームの一部は重複しており、重複領域のデータは隣接する２個のＥＣＣフレームのパリティ生成に使われる。
【0099】
ＣＰＵ５４は、このようにして生成された４個のＥＣＣフレームを１ページのデータとしてＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ回路５６によりＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に書き込む（Ｓ１１８）。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に書き込む（Ｓ１１８）。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に書き込まれるページの一例は、図６（ａ）、（ｂ）に示すものと同じである。
【0100】
【0101】
ＣＰＵ５４は、ホスト３２から送信されたリードコマンドを受信する（Ｓ２０２）。
【0102】
ＣＰＵ５４は、リードコマンドが指定するホストアドレスのデータがライトバッファ４６に格納されているか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【0103】
ＣＰＵ５４は、ホストアドレスのデータがライトバッファ４６に格納されていることを判定する場合（Ｓ２０４；ＹＥＳ）、そのデータをホスト３２に転送する（Ｓ２０６）。
【0104】
ＣＰＵ５４は、ホストアドレスのデータがライトバッファ４６に格納されていないことを判定する場合（Ｓ２０４；ＮＯ）、アドレス変換テーブル５０からホストアドレスに対応するＥＣＣフレームＩＤとオフセットを読み出す（Ｓ２０８）。図１３（ａ）は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に書き込まれるページの一例を示す。図１３（ａ）は、図６（ａ）、（ｂ）に示すものと同じである。
【0105】
ＣＰＵ５４は、ＥＣＣフレームＩＤが指すＥＣＣフレームをＮＡＮＤ型 Ｉ／Ｆ回路５６によりＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２から読み出す（Ｓ２１０）。図１３（ｂ）は、読み出されたＥＣＣフレームの一例を示す。各ＥＣＣフレームは隣のＥＣＣフレームのデータも含む。
【0106】
ＣＰＵ５４は、ＥＣＣデコーダ６６によりＥＣＣフレームに含まれるパリティに基づいてＥＣＣフレームにエラー訂正処理を行う（Ｓ２１２）。図１３（ｃ）は、エラー訂正処理後のＥＣＣフレームの一例を示す。
【0107】
ＣＰＵ５４は、ＥＣＣフレームからヘッダを読み出す（Ｓ２１４）。ＣＰＵ５４は、ヘッダに基づいてＥＣＣフレームからデータストリームを読み出す（Ｓ２１６）。図１３（ｄ）は、データストリームＤ１、Ｄ２の一例を示す。
【0108】
ＣＰＵ５４は、伸張回路６２によりデータストリームを伸張し、複数のデータ（非圧縮データ）を取得する（Ｓ２１８）。図１３（ｅ）は、複数の非圧縮データの一例を示す。伸張回路６２は、データストリームの終端を認識することができないので、正確なデータサイズが分からなくても伸長できるアルゴリズムを使用する。８バイトの０を１ビットに圧縮する方式の場合、圧縮データのサイズが分からなくても、伸張処理が可能である。圧縮データの正確なサイズが必要な伸張方式を使う場合は、ヘッダが重複領域に含まれるようなデータ配置にすればよい。
【0109】
ＣＰＵ５４は、アドレス変換テーブル５０を参照して取得したデータの中からオフセットが指すデータを選んでホスト３２に転送する（Ｓ２２０）。
【0110】
ＣＰＵ５４は、ホスト３２にリード完了を通知する（Ｓ２２２）。この通知は省略してもよい。
【0111】
なお、第１実施形態のメモリシステム１０は、圧縮データの終端を認識しない状況で圧縮データを伸張し、余分な非圧縮データを取得したとしても、ライト処理の段階で有効データを指すオフセットがアドレス変換テーブル５０に書き込まれているので、余分な非圧縮データを選ぶことがない。そのため、メモリシステム１０は、正しいデータのみホスト３２に転送すること（Ｓ２２０）ができる。
【0112】
第１実施形態によれば、ＥＣＣフレームは重複領域を含み、重複領域は２つのＥＣＣフレームのデータストリームを含む。このため、ＥＣＣフレームは無効領域を含まず、記憶領域を有効に利用することができる。
【0113】
第２実施形態
図１４は、第２実施形態に係るメモリシステム１０におけるＥＣＣフレームの構成の具体的な一例を説明するための図である。第１実施形態では、重複領域以外のＥＣＣフレームがパリティを含む。第２実施形態では、２種類のパリティｐ、Ｐが計算される。重複領域が第２種類のパリティｐを含む。重複領域以外のＥＣＣフレームが第１種類のパリティＰと、第２種類のパリティｐを含む。第１種類のパリティｐの一例は水平パリティである。第２種類のパリティＰの一例は垂直パリティである。
図１４は、第２実施形態に係るメモリシステム１０におけるＥＣＣフレームの構成の具体的な一例を説明するための図である。第１実施形態では、重複領域以外のＥＣＣフレームがパリティを含む。第２実施形態では、２種類のパリティｐ、Ｐが計算される。重複領域が第２種類のパリティｐを含む。重複領域以外のＥＣＣフレームが第１種類のパリティＰと、第２種類のパリティｐを含む。第１種類のパリティｐの一例は水平パリティである。第２種類のパリティＰの一例は垂直パリティである。
【0114】
図１、図６と同様に、１ページは４個のＥＣＣフレームを含み、４個のＥＣＣフレームの中の隣接する２個のＥＣＣフレームはオーバーラップして記憶される。各ＥＣＣフレームでは、データストリームＤが所定サイズに分割される。重複領域以外のＥＣＣフレームの領域は、複数の分割領域のデータを含む。メモリシステム１０は、各分割領域に対して水平パリティｐを計算する。水平パリティｐは分割領域のデータに隣接している。ＥＣＣフレーム０の重複領域は、データストリーム０の末尾部分とデータストリーム１の先頭部分を含む。ＥＣＣフレーム０の先頭のデータＤ０のサイズは、重複領域に含まれるデータのサイズと等しい。メモリシステム１０は、ＥＣＣフレーム内のデータストリーム０、１に対して垂直パリティＰを計算する。垂直パリティＰは、ＥＣＣフレーム０内の先頭のデータＤ０のパリティｐに隣接している。ＥＣＣフレーム１－３では、垂直パリティＰは先頭の重複領域に隣接している。
【0115】
第２実施形態では、重複領域は２つのＥＣＣフレームで共有に使われる水平パリティｐを含む。このため、１つのＥＣＣフレームで使われるパリティと、他のＥＣＣフレームで使われるパリティとを別個に記憶する必要が無く、パリティのサイズを小さくすることができる。
【0116】
第３実施形態
図１５は、第３実施形態に係るメモリシステム１０におけるＥＣＣフレームの構成の具体的な一例を説明するための図である。第１、第２実施形態では、４個のＥＣＣフレームが重複領域を用いて互いに連結されているが、第３実施形態では、２個のＥＣＣフレームが重複領域を用いて互いに連結されている。図１５は、ＥＣＣフレーム０、１の構成の具体的な一例を示す。
図１５は、第３実施形態に係るメモリシステム１０におけるＥＣＣフレームの構成の具体的な一例を説明するための図である。第１、第２実施形態では、４個のＥＣＣフレームが重複領域を用いて互いに連結されているが、第３実施形態では、２個のＥＣＣフレームが重複領域を用いて互いに連結されている。図１５は、ＥＣＣフレーム０、１の構成の具体的な一例を示す。
【0117】
ＥＣＣフレーム０は、データストリームＤ０、Ｄ１と、パリティＰ０を含む。パリティＰ０は、データストリームＤ０、Ｄ１から計算される、パリティＰ０のサイズは一定である。ＥＣＣフレーム０の先頭部分は、パリティＰ０を含む。重複領域は、データストリームＤ０の末尾部分とデータストリームＤ１の先頭部分を含む。パリティＰ０、データストリームＤ０、Ｄ１は、アドレスの昇順に配置される。その結果、パリティＰ０、データストリームＤ０、Ｄ１は、この順番にライトされ、リードされる。
【0118】
ＥＣＣフレーム１は、データストリームＤ０、Ｄ１と、パリティＰ１を含む。パリティＰ１は、データストリームＤ０、Ｄ１から計算される、パリティＰ１のサイズは一定である。ＥＣＣフレーム０の末尾部分は、パリティＰ１を含む。重複領域は、データストリームＤ０の末尾部分とデータストリームＤ１の先頭部分を含む。パリティＰ１、データストリームＤ１、Ｄ０は、アドレスの降順に配置される。その結果、パリティＰ１、データストリームＤ１、Ｄ０は、この順番にライトされ、リードされる。あるいは、ライト、リードの順番はアドレス昇順で行い、例えばＥＣＣ処理の段階でデータ順序を変えても良い。
【0119】
第３実施形態では、データストリームＤの先頭位置は、ＥＣＣフレームの端部からパリティの分だけシフトした位置である。そのため、ヘッダが不要になり、記憶容量が増える。
【0120】
図１５の例でも、データストリームの終端位置やサイズは判別できないが、第１実施形態で説明したように、正確なデータサイズを使わずに伸長できる伸張アルゴリズムを使えば問題ない。
【0121】
第４実施形態
上述の実施形態では、或るＥＣＣフレームが読み出される場合、隣のＥＣＣフレームのデータストリームの一部も読み出される。そのため、１個のＥＣＣフレームの読み出しの際にＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２からコントローラ４２に転送されるデータ量はやや増加する。しかし、重複部分を有するＥＣＣフレームを連続でリードする場合、重複領域を１回だけリードすることにより、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２からコントローラ４２に転送されるデータ量を削減できる。
上述の実施形態では、或るＥＣＣフレームが読み出される場合、隣のＥＣＣフレームのデータストリームの一部も読み出される。そのため、１個のＥＣＣフレームの読み出しの際にＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２からコントローラ４２に転送されるデータ量はやや増加する。しかし、重複部分を有するＥＣＣフレームを連続でリードする場合、重複領域を１回だけリードすることにより、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２からコントローラ４２に転送されるデータ量を削減できる。
【0122】
図１６は、第４実施形態において、４個の連続したＥＣＣフレーム０－３をシーケンシャルリードする動作の一例を説明するための図である。メモリシステム１０は、ＥＣＣフレーム０の末尾までリードすると、ＥＣＣフレーム１の重複領域に隣接するヘッダＨ１からリードする。メモリシステム１０は、ＥＣＣフレーム１の末尾までリードすると、ＥＣＣフレーム２の重複領域に隣接するヘッダＨ２からリードする。メモリシステム１０は、ＥＣＣフレーム２の末尾までリードすると、ＥＣＣフレーム３の重複領域に隣接するヘッダＨ３からリードする。
【0123】
このように、各ＥＣＣフレームにおいて、先頭部分に位置する重複領域は１回だけリードされ、２回リードされることが無く、重複領域の３回分のデータ転送量を削減できる。
【0124】
なお、第１実施形態乃至第４実施形態の中の２つ以上の実施形態を組み合わせてもよい。
【0125】
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】
【0126】
１２…ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、４２…コントローラ、４４…ＤＲＡＭ、４６…ライトバッファ、４８…リードバッファ、５０…アドレス変換テーブル、５４…ＣＰＵ、６０…圧縮回路、６２…伸張回路、６４…ＥＣＣエンコーダ、６６…ＥＣＣデコーダ
【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】