特許 7408449 記憶装置及び記憶方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-22

(45)【発行日】2024-01-05

(54)【発明の名称】記憶装置及び記憶方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 12/02 20060101AFI20231225BHJP

【ＦＩ】

G06F12/02 570A

G06F12/02 510A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020050893

(22)【出願日】2020-03-23

(65)【公開番号】P2021149768

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-09-12

(73)【特許権者】

【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】長岡 亜季則

(72)【発明者】

【氏名】田所 三徳

【審査官】田名網 忠雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１５２６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１６３６２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１４－５２３０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３８７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２４７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１４２７７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １２／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不揮発性メモリと、
揮発性メモリと、
複数の論理アドレスにそれぞれ対応する複数のエントリに前記不揮発性メモリの複数の物理アドレスがそれぞれ記憶されるアドレス変換テーブルを用いて前記不揮発性メモリにアクセスするコントローラと、
を具備する記憶装置であって、
前記不揮発性メモリに書き込まれるデータと前記揮発性メモリに書き込まれるデータは符号化され、符号化フレームとして前記不揮発性メモリと前記揮発性メモリに書き込まれ、
前記アドレス変換テーブルの所定数の前記エントリはリージョンを構成し、
前記アドレス変換テーブルは、複数のリージョンに関するデータの先頭アドレスが複数の符号化フレームの先頭アドレスと一致する第２状態で前記不揮発性メモリに記憶され、
前記アドレス変換テーブルの少なくとも一部は、前記第２状態又は少なくとも一つのリージョンに関するデータの先頭アドレスが少なくとも一つの符号化フレームの先頭アドレスと一致せず、前記複数の符号化フレームの間に空き領域が生じない第１状態で前記揮発性メモリにも記憶される記憶装置。

【請求項2】

前記コントローラは、
前記少なくとも一つのリージョンに関する前記データを含む符号化フレームを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信し、
前記少なくとも一つのリージョンに関する前記データを含む符号化フレームを前記揮発性メモリから前記不揮発性メモリへ前記第２状態で送信する請求項１記載の記憶装置。

【請求項3】

前記コントローラは、
前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信された前記少なくとも一つのリージョンに関する前記データを含む前記符号化フレームを前記第１状態で前記揮発性メモリに書き込む請求項２記載の記憶装置。

【請求項4】

前記コントローラは、
第１論理アドレスを含むライトコマンドを受信すると、前記第１論理アドレスを前記不揮発性メモリの第１物理アドレスに対応させ、前記第１論理アドレスと前記第１物理アドレスが対応することを示す前記アドレス変換テーブルの第１リージョンに関するデータを生成し、
生成した前記データを符号化して得られた前記第１リージョンに関する第１符号化フレームを前記揮発性メモリの第１領域に前記第１状態で書き込む、又は前記第１符号化フレームを前記揮発性メモリの第２領域に前記第２状態で書き込み、前記第２状態で書き込まれた前記第１リージョンに関する前記第１符号化フレームを前記揮発性メモリの前記第１領域に前記第１状態で書き込む請求項１記載の記憶装置。

【請求項5】

前記コントローラは、
前記第１符号化フレームを前記揮発性メモリから読み出し、
読み出した前記第１符号化フレームを復号し、前記第１リージョンに関する前記データを取り出し、
取り出した前記データを符号化して得られた前記第１リージョンに関する第２符号化フレームを前記第２状態で前記不揮発性メモリに送信する請求項４記載の記憶装置。

【請求項6】

前記コントローラは、
前記不揮発性メモリから第１リージョンに関する第１符号化フレームを読み出し、
読み出した前記第１符号化フレームを復号し、前記第１リージョンに関する第１データを取り出し、
前記揮発性メモリから第２リージョンに関する第２符号化フレームを読み出し、
読み出した前記第２符号化フレームを復号し、前記第２リージョンに関する第２データを取り出し、
取り出した前記第１データと前記第２データを符号化して得られた前記第１リージョンに関する第３符号化フレームを前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信する請求項１記載の記憶装置。

【請求項7】

前記コントローラは、
前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信された前記第３符号化フレームを前記第１状態で前記揮発性メモリに書き込む請求項６記載の記憶装置。

【請求項8】

一つのリージョンに関するデータのサイズは一つの符号化フレームのサイズより大きい請求項１乃至請求項７のいずれか一項記載の記憶装置。

【請求項9】

不揮発性メモリと、
揮発性メモリと、
複数の論理アドレスにそれぞれ対応する複数のエントリに前記不揮発性メモリの複数の物理アドレスがそれぞれ記憶されるアドレス変換テーブルを用いて前記不揮発性メモリにアクセスするコントローラと、
を具備し、
前記不揮発性メモリに書き込まれるデータと前記揮発性メモリに書き込まれるデータは符号化され、符号化フレームとして前記不揮発性メモリと前記揮発性メモリに書き込まれ、
前記アドレス変換テーブルの所定数の前記エントリはリージョンを構成する記憶装置の記憶方法であって、
前記アドレス変換テーブルを、複数のリージョンに関するデータの先頭アドレスが複数の符号化フレームの先頭アドレスと一致する第２状態で前記不揮発性メモリに記憶することと、
前記アドレス変換テーブルの少なくとも一部を、前記第２状態又は少なくとも一つのリージョンに関するデータの先頭アドレスが少なくとも一つの符号化フレームの先頭アドレスと一致せず、前記複数の符号化フレームの間に空き領域が生じない第１状態で前記揮発性メモリにも記憶することと、
を具備する記憶方法。

【請求項10】

前記少なくとも一つのリージョンに関する前記データを含む符号化フレームを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信することと、
前記少なくとも一つのリージョンに関する前記データを含む符号化フレームを前記揮発性メモリから前記不揮発性メモリへ前記第２状態で送信することと、
をさらに具備する請求項９記載の記憶方法。

【請求項11】

前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信された前記少なくとも一つのリージョンに関する前記データを含む前記符号化フレームを前記第１状態で前記揮発性メモリに書き込むことをさらに具備する請求項１０記載の記憶方法。

【請求項12】

第１論理アドレスを含むライトコマンドを受信すると、前記第１論理アドレスを前記不揮発性メモリの第１物理アドレスに対応させ、前記第１論理アドレスと前記第１物理アドレスが対応することを示す前記アドレス変換テーブルの第１リージョンに関するデータを生成することと、
生成した前記データを符号化して得られた前記第１リージョンに関する第１符号化フレームを前記揮発性メモリの第１領域に前記第１状態で書き込む、又は前記第１符号化フレームを前記揮発性メモリの第２領域に前記第２状態で書き込み、前記第２状態で書き込まれた前記第１リージョンに関する前記第１符号化フレームを前記揮発性メモリの前記第１領域に前記第１状態で書き込むことと、
をさらに具備する請求項９記載の記憶方法。

【請求項13】

前記第１符号化フレームを前記揮発性メモリから読み出すことと、
読み出した前記第１符号化フレームを復号し、前記第１リージョンに関する前記データを取り出すことと、
取り出した前記データを符号化して得られた前記第１リージョンに関する第２符号化フレームを前記第２状態で前記不揮発性メモリへ送信することと、
をさらに具備する請求項１２記載の記憶方法。

【請求項14】

前記不揮発性メモリから第１リージョンに関する第１符号化フレームを読み出すことと、
読み出した前記第１符号化フレームを復号し、前記第１リージョンに関する第１データを取り出すことと、
前記揮発性メモリから第２リージョンに関する第２符号化フレームを読み出すことと、
読み出した前記第２符号化フレームを復号し、前記第２リージョンに関する第２データを取り出すことと、
取り出した前記第１データと前記第２データを符号化して得られた前記第１リージョンに関する第３符号化フレームを前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信することと、
をさらに具備する請求項９記載の記憶方法。

【請求項15】

前記揮発性メモリへ前記第２状態で送信された前記第３符号化フレームを前記第１状態で前記揮発性メモリに書き込むことをさらに具備する請求項１４記載の記憶方法。

【請求項16】

一つのリージョンに関するデータのサイズは一つの符号化フレームのサイズより大きい請求項９乃至請求項１５のいずれか一項記載の記憶方法。

【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備える記憶装置及び記憶方法に関する。

【背景技術】

【0002】

記憶装置の外部の情報処理装置であるホストは、記憶装置のデータの記憶位置を、論理アドレスで指す。記憶装置は、論理アドレスと記憶装置が備える不揮発性メモリの物理アドレスとの対応を示すアドレス変換テーブル（ルックアップテーブル、ＬＵＴとも称される）を作成する。

【0003】

アドレス変換テーブルは、不揮発性メモリに記憶されている。ただし、アドレス変換テーブルの少なくとも一部は、不揮発性メモリから読み出し速度がより速い揮発性メモリに複製されることがある。ホストから指定される論理アドレスが揮発性メモリに記憶されているアドレス変換テーブルに含まれていれば、アドレス変換テーブルがより高速に参照される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１３１３７４号明細書

【文献】米国特許第７６５３７７９号明細書

【文献】特開２０１２－９４１３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

揮発性メモリがアドレス変換テーブルを記憶すると、アドレス変換以外の用途に使用できる揮発性メモリの容量が減少する課題がある。

【0006】

本発明の目的は、揮発性メモリが記憶するアドレス変換テーブルのサイズを削減することができる記憶装置及び記憶方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る記憶装置は、不揮発性メモリと、揮発性メモリと、複数の論理アドレスにそれぞれ対応する複数のエントリに前記不揮発性メモリの複数の物理アドレスがそれぞれ記憶されるアドレス変換テーブルを用いて不揮発性メモリにアクセスするコントローラを具備する。不揮発性メモリに書き込まれるデータと揮発性メモリに書き込まれるデータは符号化され、符号化フレームとして不揮発性メモリと揮発性メモリに書き込まれる。アドレス変換テーブルの所定数のエントリはリージョンを構成する。アドレス変換テーブルは、複数のリージョンに関するデータの先頭アドレスが複数の符号化フレームの先頭アドレスと一致する第２状態で不揮発性メモリに記憶される。アドレス変換テーブルの少なくとも一部は、第２状態又は少なくとも一つのリージョンに関するデータの先頭アドレスが少なくとも一つの符号化フレームの先頭アドレスと一致せず、前記複数の符号化フレームの間に空き領域が生じない第１状態で揮発性メモリにも記憶される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る情報処理システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図2】実施形態に係るアドレス変換テーブルの一例を示す図である。

【図3】実施形態に係るＥＣＣフレームのデータ構造の一例を示す図である。

【図4A】実施形態に係るライト処理の一例を示すフローチャートである。

【図4B】実施形態に係るライト処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】（ａ）本願の実施形態に係るＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１状態のデータ配置を示す図である。（ｂ）本願の実施形態に係るＬＵＴキャッシュ２６ｃの第２状態のデータ配置を示す図である。（ｃ）本願の実施形態に係るＬＵＴキャッシュ２６ｃの第３状態のデータ配置を示す図である。

【図6】（ａ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第４状態のデータ配置を示す図である。（ｂ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第５状態のデータ配置を示す図である。（ｃ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理における不揮発性メモリ２４のＬＵＴエリアの第６状態のデータ配置を示す図である。

【図7】実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】（ａ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理における不揮発性メモリ２４のＬＵＴエリアの第７状態のデータ配置を示す図である。（ｂ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第８状態のデータ配置を示す図である。（ｃ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第９状態のデータ配置を示す図である。

【図9】（ａ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１０状態のデータ配置を示す図である。（ｂ）実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１１状態のデータ配置を示す図である。

【図10A】実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理の一例を示すフローチャートである。

【図10B】実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】実施形態によるアドレス変換テーブルの記憶方式の効果を示すために、実施形態による方式と他の方式において揮発性メモリが記憶するアドレス変換テーブルのサイズを比較する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。一つの要素に複数の呼称を付す場合がある。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介して接続されることも意味する。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係る情報処理システムの構成の一例を示すブロック図である。情報処理システム１は、ホストデバイス（以下、ホストと称する）１０と記憶装置２０とを含む。

【0011】

ホスト１０は、記憶装置２０にアクセスする外部の情報処理装置である。

【0012】

記憶装置２０は、コントローラ２２、不揮発性メモリ２４、揮発性メモリ２６等を備える。

【0013】

コントローラ２２は、不揮発性メモリ２４、揮発性メモリ２６の動作を制御する。コントローラ２２は、Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）のような回路によって実現され得る。

【0014】

不揮発性メモリ２４は、データを記憶する。不揮発性メモリ２４は電力が供給されなくても記憶したデータを保持できる。不揮発性メモリ２４は、二次元構造のＮＡＮＤ型のフラッシュメモリであってもよいし、三次元構造のＮＡＮＤ型のフラッシュメモリであってもよい。不揮発性メモリ２４としては、ＮＡＮＤ型のフラッシュメモリに限らず、ＮＯＲ型のフラッシュメモリや他の不揮発性半導体メモリが用いられてもよい。

【0015】

揮発性メモリ２６もデータを記憶する。揮発性メモリ２６は、電力が供給されないと記憶したデータを保持できない。揮発性メモリ２６は、例えばＤＤＲ３Ｌ（Double Data Rate 3 Low voltage）規格のＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）である。揮発性メモリ２６は、コントローラ２２の内部に設けてもよい。その場合、揮発性メモリ２６としてＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）を用いてもよい。また、ホスト１０に備えられているメインメモリとしてのＤＲＡＭの一部をホストメモリバッファ（Host Memory Buffer: HMB）として揮発性メモリ２６の代わりに利用してもよい。

【0016】

次に、不揮発性メモリ２４の詳細な構成を説明する。不揮発性メモリ２４のメモリセルアレイは、複数のブロックＢ０～Ｂｍ－１を含む。ブロックＢ０～Ｂｍ－１の各々は複数のページ（ここではページＰ０～Ｐｎ－１）を含む。ブロックＢ０～Ｂｍ－１は、データ消去の処理単位として機能する。ブロックは、消去ブロック又は物理ブロックと称されることもある。ページＰ０～Ｐｎ－１の各々は、同一ワード線に接続された複数のメモリセルを含む。ページＰ０～Ｐｎ－１は、データ書き込みとデータ読み出しの処理単位である。ページの代わりにワード線をデータ書き込みとデータ読み出しの処理単位としてもよい。

【0017】

ブロックＢ０～Ｂｍ－１の各々に対して許容できるプログラムおよび消去の回数（以下Ｐ／Ｅサイクルと称される）の最大値は限られている。あるブロックの１回のＰ／Ｅサイクルは、このブロックの全てのメモリセルを消去状態にするためのデータ消去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を含む。

【0018】

次に、揮発性メモリ２６の詳細な構成を説明する。揮発性メモリ２６は、ライトバッファ２６ａ、リードバッファ２６ｂ、ルックアップテーブルキャッシュ（ＬＵＴキャッシュ）２６ｃ、及び一時領域２６ｄを備える。ライトバッファ２６ａは、不揮発性メモリ２４に書き込むデータを一時的に記憶する。リードバッファ２６ｂは、不揮発性メモリ２４から読み出されたデータを一時的に記憶する。ＬＵＴキャッシュ２６ｃは、論理アドレスと物理アドレスとの対応を示すアドレス変換テーブル（ルックアップテーブル、ＬＵＴとも称される）の少なくとも一部のデータ（コピー）を記憶する。一時領域２６ｄは、ＬＵＴの更新等の際、作業中のＬＵＴのデータを一時的に記憶する。

【0019】

論理アドレスは、ホスト１０が、情報処理システム１におけるデータの記憶位置を論理的に指すアドレスである。論理アドレスの例としては、論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）がある。物理アドレスは、不揮発性メモリ２４における物理的なデータの記憶位置を指すアドレスである。論理アドレスから対応した物理アドレスを求めることはアドレス変換又はアドレス解決と称される。

【0020】

次に、アドレス変換テーブル（ＬＵＴ）について、詳細に説明する。図２は、実施形態に係るアドレス変換テーブルの一例を示す図である。ＬＵＴは、複数の論理アドレスと不揮発性メモリ２４の複数の物理アドレスそれぞれの間の対応表である。ＬＵＴの最小構成単位をエントリと呼ぶ。エントリは論理アドレスそれぞれに対応しており、論理アドレスに対応する物理アドレスが各エントリに記憶される。ＬＵＴは不揮発性メモリ２４に記憶される。ＬＵＴのサイズは、不揮発性メモリ２４の記憶容量の約１／１０００程度である。ＬＵＴは複数のエントリから構成されるリージョンと呼ばれる単位で管理される。例えば１２８エントリが１リージョンを構成する。図２は、リージョン内にエントリが論理アドレスの順番（例えば、昇順）に配置される例を示すが、リージョン内のエントリの配置はこれに限らず、任意である。

【0021】

不揮発性メモリ２４とＬＵＴキャッシュ２６ｃとの間で転送されるＬＵＴは、エントリ単位ではなく、リージョン単位である。エントリへのアクセスは、リージョンの先頭からの距離を表す値（オフセット）に基づいて行われる。コントローラ２２は、ＬＵＴの少なくとも一部分を不揮発性メモリ２４からＬＵＴキャッシュ２６ｃに複製する。複製処理は展開処理、揮発化処理とも称される。複製するＬＵＴは、少なくとも一つのリージョンによって構成されている。ＬＵＴキャッシュ２６ｃのサイズは不揮発性メモリ２４に記憶されているＬＵＴの全てのエントリを記憶できるようなサイズでもよいし、不揮発性メモリ２４に記憶されているＬＵＴの一部分のエントリしか記憶できないようなサイズでもよい。後者の場合、コントローラ２２は、複製するＬＵＴを、アクセスされる頻度が高いと予想される物理アドレスが含まれるように選択してもよい。ＬＵＴキャッシュ２６ｃに複製されたＬＵＴを、複製ＬＵＴと称する。

【0022】

コントローラ２２は、アクセスする論理アドレスが複製ＬＵＴに含まれている場合は、複製ＬＵＴを用いてアドレス変換する。コントローラ２２は、アクセスする論理アドレスが複製ＬＵＴに含まれていない場合は、ＬＵＴの中のアクセスする論理アドレスを含むリージョンを複製ＬＵＴとして不揮発性メモリ２４から揮発性メモリ２６に複製する。そして、コントローラ２２は、複製ＬＵＴを用いてアドレス変換する。

【0023】

なお、複製ＬＵＴは不揮発性メモリ２４へのデータの書き込みによって更新されることもある。複製ＬＵＴが更新されると、更新後の複製ＬＵＴのコピーが不揮発性メモリ２４に書き込まれる。これにより、不揮発性メモリ２４に記憶されているＬＵＴも更新される。

【0024】

不揮発性メモリ２４の一つのページへのデータの書き込みは、一つのＰ／Ｅサイクル当たり一回のみ可能である。このため、コントローラ２２は、或る論理アドレスに対応するデータを更新する際、更新データを、更新前のデータを格納する物理アドレスではなく、別の物理アドレスに書き込む。そして、コントローラ２２は、ＬＵＴにおいて別の物理アドレスのエントリに或る論理アドレスを対応付けると共に、更新前のデータのエントリを無効化する。不揮発性メモリ２４にデータを書き込む際、コントローラ２２は、ブロック毎のＰ／Ｅ回数ができるだけ均等になるように、論理アドレスと物理アドレスの対応関係を調整する。

【0025】

ＬＵＴから参照されているデータ（すなわち論理アドレスに対して関連付けされている最新のデータ）は有効データと称される。また、どの論理アドレスとも関連付けさ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１０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、ホスト１０からリードされる可能性が無いデータである。

【0026】

次に、コントローラ２２の詳細な構成を説明する。コントローラ２２は、ＣＰＵ３２、ホストインタフェース（ホスト Ｉ／Ｆ）３４、ＮＡＮＤインタフェース（ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ）３６、ＤＲＡＭインタフェース（ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ）３８、誤り訂正符号（ＥＣＣ）エンコーダ／デコーダ４０等を備える。ＣＰＵ３２、ホスト Ｉ／Ｆ３４、ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ３６、ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ３８、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０はバスライン４２に接続される。

【0027】

ＣＰＵ３２は、不揮発性メモリ２４に記憶されているファームウェアと協働して、不揮発性メモリ２４のリードコマンド、ライトコマンド等のホスト１０からの様々なコマンドを処理するためのコマンド処理等を実行することができる。そのため、ＣＰＵ３２は、リード制御部３２ａ、ライト制御部３２ｂ、ＬＵＴ制御部３２ｃ等の機能部として動作する。リード制御部３２ａは不揮発性メモリ２４からのデータの読み出しを制御する。ライト制御部３２ｂは不揮発性メモリ２４へのデータの書き込みを制御する。ＬＵＴ制御部３２ｃはＬＵＴの作成、更新、不揮発化、展開等を制御する。リード制御部３２ａ、ライト制御部３２ｂ、ＬＵＴ制御部３２ｃ等の機能部の一部又は全部は、コントローラ２２の内部の専用ハードウェアによって実現されてもよい。

【0028】

ホスト Ｉ／Ｆ３４は、ホスト１０とコントローラ２２とを通信可能に接続する。ホスト Ｉ／Ｆ３４としては、様々な規格が使用され得る。例えばSmall Computer System Interface（ＳＣＳＩ）（登録商標）、PCI Express（登録商標）（ＰＣＩｅ（登録商標）とも称する）、Serial Attached SCSI（ＳＡＳ）（登録商標）、Serial Advanced Technology Attachment（ＳＡＴＡ）（登録商標）、Non Volatile Memory Express（ＮＶＭｅ（登録商標））、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）（登録商標）、Universal Asynchronous Receiver/Transmitter（ＵＡＲＴ）（登録商標）、Ethernet（登録商標）、Fibre channel等の規格がホスト Ｉ／Ｆ３４として使用され得る。

【0029】

ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ３６は、コントローラ２２と不揮発性メモリ２４とを通信可能に接続する。ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ３６としては、Ｔｏｇｇｌｅ ＤＤＲ、Ｏｐｅｎ ＮＡＮＤ Ｆｌａｓｈ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＯＮＦＩ）等が使用され得る。ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ３６は、複数のチャンネルＣｈを介して、不揮発性メモリ２４の複数のチップにそれぞれ接続されていてもよい。

【0030】

ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ３８は、コントローラ２２と揮発性メモリ２６とを通信可能に接続する。

【0031】

ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、不揮発性メモリ２４に記憶されるデータまたは揮発性メモリ２６に記憶されるデータに対して誤り訂正符号（ＥＣＣ）データを生成し、記憶されるデータとＥＣＣデータとからＥＣＣフレームを構成する。この動作を、符号化（エンコード）という。ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、ＥＣＣフレームを不揮発性メモリ２４又は揮発性メモリ２６に記憶させる。また、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、不揮発性メモリ２４又は揮発性メモリ２６から読み出されたＥＣＣフレームの誤りを訂正し、記憶されているデータを取り出す。この動作を、復号（デコード）という。ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０によって符号化されるデータの一例としては、ＬＵＴやユーザデータがある。ＬＵＴについてのＥＣＣフレームとユーザデータについてのＥＣＣフレームとはサイズが異なることがある。ＥＣＣデータの例は、ハミング符号、ＢＣＨ符号等がある。

【0032】

ここで、ＬＵＴに関するＥＣＣフレームのデータ配置の一例を説明する。図３は実施形態に係るＥＣＣフレームのデータ配置の一例を示す図である。一つのＥＣＣフレームは、例えば一つのリージョンの一部分のデータ（リージョンデータ）とＥＣＣデータとから構成される。図３では、ＥＣＣデータはリージョンデータの後尾に配置されているが、ＥＣＣデータはＥＣＣフレーム内のどこに配置されてもよい。たとえば、先頭でも中間でもよい。さらに、ＥＣＣデータは一カ所に纏めて配置されず、ＥＣＣフレーム内に分散して配置されてもよい。ＥＣＣフレームのサイズとリージョンのサイズには制限がない。例えば、ＥＣＣフレームのサイズは８バイト、リージョンのサイズは１２８バイト、としてもよい。この場合、一つのリージョンは複数のＥＣＣフレームに分割して記憶される。また、一つのＥＣＣフレーム内に空き領域ができる場合もある。

【0033】

以上のように構成された記憶装置２０のライト処理の一例を図４Ａ、図４Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。図４Ａ、図４Ｂは、ホスト１０からライトコマンドを受信したＣＰＵ３２の動作を示す。ライトコマンドは、ユーザデータと論理アドレスを含む。

【0034】

ライトコマンドを受信すると（スタート）、ＣＰＵ３２は、ライトコマンドから論理アドレスを取り出す（Ｓ２０）。論理アドレスを取り出した後、ＣＰＵ３２は、ライトコマンドからユーザデータを取り出す（Ｓ２２）。ユーザデータを取り出した後、ＣＰＵ３２は、ライト制御部３２ｂを使って、取り出したユーザデータを不揮発性メモリ２４に書き込む（Ｓ２４）。不揮発性メモリ２４は、書き込みの順番が決まっている。例えば、物理アドレスの昇順に不揮発性メモリ２４にデータが書き込まれる。なお、ＣＰＵ３２は、Ｓ２２、Ｓ２４を先に実行し、その後Ｓ２０を実行してもよい。

【0035】

ユーザデータを不揮発性メモリ２４に書き込んだ後、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴ制御部３２ｃを使って、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリがＬＵＴキャッシュ２６ｃ内にあるか否かを判定する（Ｓ２６）。

【0036】

Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリがＬＵＴキャッシュ２６ｃ内にある場合（Ｓ２６ ＹＥＳ）、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリを含むリージョンデータを特定する（Ｓ３２）。リージョンデータを特定した後、ＣＰＵ３２は、リード制御部３２ａを使って、特定したリージョンデータを含むＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃから読み出す（Ｓ３４）。ＥＣＣフレームを読み出した後、ＣＰＵ３２は、読み出したＥＣＣフレームをＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０へ送信する（Ｓ３６）。

【0037】

ＣＰＵ３２からＥＣＣフレームを受信すると、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、受信したＥＣＣフレームを復号し、リージョンデータを取り出す（Ｓ３８）。リージョンデータを取り出した後、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、取り出したリージョンデータをＣＰＵ３２へ送信する（Ｓ４０）。

【0038】

リージョンデータを受信すると、ＣＰＵ３２は、受信したリージョンデータの内、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリに、Ｓ２４で書き込んだユーザデータの物理的な記憶位置を指す物理アドレスを設定する（Ｓ４２）。ＣＰＵ３２は、物理アドレスが設定されたリージョンデータをＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０へ送信する（Ｓ４４）。

【0039】

リージョンデータを受信すると、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、受信したリージョンデータを符号化し、ＥＣＣフレームを構成する（Ｓ４６）。ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、ＥＣＣフレームをＣＰＵ３２へ送信する（Ｓ４７）。

【0040】

ＣＰＵ３２は、受信したＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶させる（Ｓ４８）。Ｓ４８の後、処理は終了する（エンド）。これにより、Ｓ２４で書き込まれたユーザデータの物理アドレスと論理アドレスとの対応関係が複製ＬＵＴとしてＬＵＴキャッシュ２６ｃに書き込まれる。なお、詳細は後述するが、ＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶されている複製ＬＵＴは、適宜なタイミングで不揮発性メモリ２４に転送され、不揮発化される。

【0041】

Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリがＬＵＴキャッシュ２６ｃ内に無い場合（Ｓ２６ ＮＯ）、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリが不揮発性メモリ２４内にあるか否かを判定する（Ｓ２８）。

【0042】

Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリが不揮発性メモリ２４内にある場合（Ｓ２８ ＹＥＳ）、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリを含むリージョンデータを特定する（Ｓ５２）。リージョンデータを特定した後、ＣＰＵ３２は、特定したリージョンデータを含むＥＣＣフレームを不揮発性メモリ２４から読み出す（Ｓ５４）。ＥＣＣフレームを読み出した後、ＣＰＵ３２は、読み出したＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶させる（Ｓ５６）。これにより、Ｓ２４で書き込まれたユーザデータの物理アドレスが記憶されているエントリを含むリージョンデータがＬＵＴキャッシュ２６ｃに書き込まれる。ＣＰＵ３２は、Ｓ５６の前に、属性情報に基づいて、最後に参照された時刻が最も古いリージョンをＬＵＴキャッシュ２６ｃから削除してもよい。削除として実際に無効データを上書きする場合は、対象となるＥＣＣフレームに含まれる別のリージョンデータを破壊しないようにする必要がある。属性情報とは、リージョンが最後に参照された時刻を示すデータである。属性情報は、リージョンに付加されている場合がある。

【0043】

Ｓ５６の後、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリを含むリージョンデータを特定する（Ｓ３２）。この後、Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３８、Ｓ４０、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４６、Ｓ４７、Ｓ４８の処理を実行する。

【0044】

Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリが不揮発性メモリ２４内に無い場合（Ｓ２８ ＮＯ）、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリを含む複数の空白エントリからなるリージョンデータを一時領域２６ｄに作成する（Ｓ６２）。空白エントリとは、論理アドレスに対応しているが、物理アドレスは無効であるエントリである。リージョンデータを作成した後、ＣＰＵ３２は、作成したリージョンデータを一時領域２６ｄから読み出す（Ｓ６４）。リージョンデータを読み出した後、ＣＰＵ３２は、読み出したリージョンデータをＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０へ送信する（Ｓ６６）。

【0045】

リージョンデータを受信すると、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、受信したリージョンデータを符号化し、ＥＣＣフレームを構成する（Ｓ６８）。ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、ＥＣＣフレームをＣＰＵ３２へ送信する（Ｓ６９）。

【0046】

ＣＰＵ３２は、受信したＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶させる（Ｓ７０）。ＣＰＵ３２は、Ｓ７０の前に、属性情報に基づいて、最後に参照された時刻が最も古いリージョンをＬＵＴキャッシュ２６ｃから削除してもよい。

【0047】

Ｓ７０の後、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリを含むリージョンデータを特定する（Ｓ３２）。この後、Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３８、Ｓ４０、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４６、Ｓ４７、Ｓ４８の処理を実行する。

【0048】

図５（ａ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１状態のデータ配置の一例を示す。図５（ｂ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴキャッシュ２６ｃの第２状態のデータ配置の一例を示す。図５（ｃ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴキャッシュ２６ｃの第３状態のデータ配置の一例を示す。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれは、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのアドレス空間におけるデータの配置を示す。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの一番下の端はベースアドレスを示す。

【0049】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１状態においては、複数のリージョンデータがそれらの間に空き領域が生じないように詰めて記憶される。第１状態はPacked状態とも称される。図５（ａ）の例では、５個のリージョンデータＲ０～Ｒ４が９個のＥＣＣフレームＥＣＣ０～ＥＣＣ８に詰めて記憶されている。図５では、説明の便宜上、一つのリージョンデータのサイズは一つのＥＣＣフレームより大きいが、二つのＥＣＣフレームより小さい例を示す。しかし、一つのリージョンデータのサイズはｉ（ｉは３以上の正整数）個のＥＣＣフレームより大きいが、（ｉ＋１）個のＥＣＣフレームより小さくてもよい。さらに、一つのリージョンデータのサイズは一つのＥＣＣフレームより小さくてもよい。

【0050】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃの第２状態においては、複数のリージョンデータがそれらの間に空き領域が生じるように記憶される。第２状態はAligned状態とも称される。図５（ｂ）の例では、各リージョンデータが二つのＥＣＣフレームにAligned状態で記憶されている。すなわち、５個のリージョンデータＲ０～Ｒ４が１０個のＥＣＣフレームＥＣＣ０～ＥＣＣ９に空き領域を残して記憶されている（図５（ｂ）、斜線領域）。空き領域に他のリージョンデータは記憶されていない。

【0051】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃの第３状態においては、一部のリージョンデータはPacked状態で、他のリージョンデータはAligned状態で記憶される。図５（ｃ）の例では、４個のリージョンデータＲ０～Ｒ３が８個のＥＣＣフレームＥＣＣ０～ＥＣＣ７にPacked状態で記憶される。なお、リージョンデータＲ３の一部が記憶されるＥＣＣフレームＥＣＣ７は、空き領域を含む。一つのリージョンデータＲ４が二つのＥＣＣフレームＥＣＣ８、ＥＣＣ９に空き領域とともにAligned状態で記憶されている。ＬＵＴキャッシュ２６ｃのアドレス空間内で、リージョンデータがAligned状態で記憶される領域（ＥＣＣフレーム）はAligned領域とも称される。ＬＵＴキャッシュ２６ｃのアドレス空間内で、リージョンデータがPacked状態で記憶される領域（ＥＣＣフレーム）はPacked領域とも称される。

【0052】

リージョンデータが第１状態（Packed状態）でＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶されると、リージョンデータ間に空き領域が生じない。このため、第１状態のＬＵＴキャッシュ２６ｃ（揮発性メモリ２６）の記憶容量の利用効率は高い。第１状態では、リージョンデータの先頭アドレスとＥＣＣフレームの先頭アドレスが必ずしも一致しない。そのため、第１状態では、リージョンデータを読み出す際に、アドレスオフセット等の処理が必要となることがある。つまり、第１状態は、リージョンデータの読出しに時間がかかるデータ配置である。

【0053】

リージョンデータが第２状態（Aligned状態）でＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶されると、リージョンデータ間に空き領域が生じる。このため、第２状態のＬＵＴキャッシュ２６ｃ（揮発性メモリ２６）の記憶容量の利用効率は低い。第２状態では、リージョンデータの先頭アドレスとＥＣＣフレームの先頭アドレスが一致している。このため、第２状態では、リージョンデータにアクセスする際に、アドレスオフセット等の処理が不要である。つまり、第２状態は、リージョンデータの読出しに時間がかからないデータ配置である。

【0054】

リージョンデータが第３状態（Packed状態とAligned状態が混合している状態）でＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶されると、第１状態と第２状態それぞれの長所を部分的に受けることができる。なお、ＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶させる際、Packed状態の複数のＥＣＣフレームを作成し、Packed領域に記憶させてもよいし、Aligned状態の複数のＥＣＣフレームを作成し、一旦Aligned領域に記憶させ、Aligned状態の複数のＥＣＣフレームをPacked状態の複数のＥＣＣフレームに変更した後、Packed領域に記憶させてもよい。

【0055】

図６（ａ）は、実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第４状態のデータ配置の一例を示す。図６（ｂ）は、実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第５状態のデータ配置の一例を示す。図６（ｃ）は、実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理における不揮発性メモリ２４内のＬＵＴエリアの第６状態のデータ配置の一例を示す。ＬＵＴエリアのサイズは、ＬＵＴの全リージョンの物理データを記憶するサイズである。図６（ａ）、（ｂ）それぞれは、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのアドレス空間におけるデータの配置を示す。図６（ｃ）は、不揮発性メモリ２４のアドレス空間におけるデータの配置を示す。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの一番下の端はベースアドレスを示す。図６（ａ）に示すＬＵＴキャッシュ２６ｃの第４状態は、リージョンデータ（Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）がPacked領域に記憶され、Aligned領域にはリージョンデータが記憶されていない状態である。図６（ｂ）に示すＬＵＴキャッシュ２６ｃの第５状態は、リージョンデータ（Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）がPacked領域に記憶され、Packed領域に記憶されている１つのリージョンデータ（Ｒ０）のコピーがAligned領域に記憶されている状態である。図６（ｃ）に示す不揮発性メモリ２４の第６状態は、Aligned状態のリージョンデータ（Ｒ０）が記憶されている状態である。

【0056】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶されている複製ＬＵＴは適宜なタイミングに不揮発性メモリ２４へ送信され、不揮発性メモリ２４に記憶される。これを複製ＬＵＴの不揮発化と呼ぶ。適宜なタイミングは、例えば記憶装置２０の電源がオフされる直前でもよいし、一定期間毎でもよいし、ＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶される複製ＬＵＴのサイズが一定サイズを超えるタイミングでもよい。

【0057】

複製ＬＵＴの不揮発化の際、ＬＵＴキャッシュ２６ｃにPacked状態で記憶されているリージョンデータは、不揮発性メモリ２４へ送信される前に、Aligned状態のリージョンデータに変換される。リージョンデータが不揮発性メモリ２４に記憶される際は、Aligned状態で記憶される。

【0058】

複製ＬＵＴの不揮発化の一例を説明する。図７は、本発明の実施形態に係るアドレス変換テーブルの不揮発化処理の一例を示すフローチャートである。

【0059】

不揮発化処理の実行タイミングになると（スタート）、ＣＰＵ３２は、不揮発化する１つのリージョンデータを、複製ＬＵＴから指定する（Ｓ１０２）。不揮発化処理の実行タイミングとは、例えば記憶装置２０の電源がオフされる直前、ＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶される複製ＬＵＴのサイズが一定サイズを超えるタイミング、又は前回の不揮発化処理の実行タイミングから一定期間が経過するタイミング、である。

【0060】

不揮発化する１つのリージョンデータを指定した後、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴ制御部３２ｃを使って、指定したリージョンデータを含むPacked領域のＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃから読み出す（Ｓ１０４）。Ｓ１０４において、指定されたリージョンデータを含むPacked領域のＥＣＣフレームは複数である場合もある。ＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃから読み出した後、ＣＰＵ３２は、読み出したＥＣＣフレームをＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０へ送信する（Ｓ１０６）。

【0061】

ＣＰＵ３２が送信したＥＣＣフレームを受信すると、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、受信したＥＣＣフレームを復号し、リージョンデータを取り出す（Ｓ１０８）。

【0062】

リージョンデータを取り出した後、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、取り出したリージョンデータを符号化し、ＥＣＣフレームを構成する（Ｓ１１０）。ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、構成したＥＣＣフレームをＣＰＵ３２へ送信する（Ｓ１１１）。

【0063】

ＣＰＵ３２は、受信したＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域に記憶させる（Ｓ１１２）。ＣＰＵ３２は、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域に記憶されているＥＣＣフレームを不揮発性メモリ２４に記憶させる（Ｓ１１３）。これにより、一つのリージョンデータが不揮発化される。不揮発性メモリ２４は、ＬＵＴの全リージョンデータを記憶するサイズのＬＵＴエリアを備えており、送信されてきたAligned状態のＥＣＣフレームをＬＵＴエリア内の空いているブロックにAligned状態のまま記憶する。

【0064】

ＥＣＣフレームを不揮発性メモリ２４に記憶させた後、ＣＰＵ３２は、不揮発化されたリージョンデータのトータルサイズに基づいて、複製ＬＵＴの全てのリージョンデータの不揮発化が完了したか否かを判定する（Ｓ１１４）。

【0065】

複製ＬＵＴの全てのリージョンデータの不揮発化が完了していない場合（Ｓ１１４ ＮＯ）、ＣＰＵ３２は、不揮発化する他のリージョンデータを、複製ＬＵＴから指定し（Ｓ１１６）、Ｓ１０４以降の処理を繰り返す。

【0066】

複製ＬＵＴの全てのリージョンデータの不揮発化が完了した場合（Ｓ１１４ ＹＥＳ）、ＣＰＵ３２は、処理を終了する（エンド）。

【0067】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃにPacked領域を設けることで、ＬＵＴキャッシュ２６ｃが全てAligned領域である場合に比べて、ＬＵＴキャッシュ２６ｃが記憶できるリージョンデータの量を増やすことができる。また、ＬＵＴキャッシュ２６ｃにAligned領域も設けることで、Aligned領域に記憶されているＥＣＣフレーム全体を、ＥＣＣデータが付いたまま複製ＬＵＴの不揮発化の対象とすることができる。

【0068】

次に、不揮発性メモリ２４に記憶されているＬＵＴの一部分を複製ＬＵＴとしてＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶させる展開処理（ＬＵＴの揮発化処理とも称される）の一例を説明する。展開処理は、不揮発化処理と同様に、適宜なタイミング、例えば一定期間毎に行ってもよいし、ホスト１０からリードコマンドやライトコマンドを受信した場合に行ってもよい。

【0069】

図８（ａ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴの展開処理における不揮発性メモリ２４内のＬＵＴエリアの第７状態のデータ配置の一例を示す。図８（ｂ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第８状態のデータ配置の一例を示す。図８（ｃ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第９状態のデータ配置の一例を示す。図８（ａ）は、不揮発性メモリ２４のアドレス空間におけるデータの配置を示す。図８（ｂ）、（ｃ）それぞれは、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのアドレス空間におけるデータの配置を示す。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの一番下の端はベースアドレスを示す。

【0070】

例えば、不揮発性メモリ２４のＬＵＴエリアは、図８（ａ）に示すように、複数、すなわち、１０個のＥＣＣフレームＥＣＣ０～ＥＣＣ９を有する。図８（ａ）において、リージョンデータは二つのＥＣＣフレームにAligned状態で記憶される。５個のリージョンデータＲ０～Ｒ４は１０個のＥＣＣフレームＥＣＣ０～ＥＣＣ９に空き領域を残して記憶されている。空き領域に他のリージョンデータは記憶されていない。

【0071】

図８（ｂ）に示すＬＵＴキャッシュ２６ｃの第８状態は、リージョンデータ（Ｒ０、Ｒ１）がPacked領域に記憶されている状態である（ＥＣＣ０ｂ～ＥＣＣ３ｂ）。また、図８（ｂ）に示すＬＵＴキャッシュ２６ｃの第８状態は、一つのリージョンデータ（Ｒ２）がAligned領域に記憶されている状態である（ＥＣＣ４、ＥＣＣ５）。

【0072】

図８（ｃ）に示すＬＵＴキャッシュ２６ｃの第９状態は、複数のリージョンデータ（Ｒ０～Ｒ２）がPacked領域に記憶されている状態である（ＥＣＣ０ｂ、ＥＣＣ１ｂ、ＥＣＣ２ｂ、ＥＣＣ３ｂ´、ＥＣＣ４ｂ、ＥＣＣ５ｂ）。また、図８（ｃ）に示すＬＵＴキャッシュ２６ｃの第９状態は、リージョンデータＲ２がAligned領域に記憶されている状態である（ＥＣＣ４、ＥＣＣ５）。なお、Aligned領域のリージョンデータは、Packed領域に記憶された後、削除されてもよい。

【0073】

リージョンデータがＬＵＴキャッシュ２６ｃのPacked領域に記憶される時、Packed領域のいずれかのＥＣＣフレーム（ここでは、ＥＣＣ３ｂ）が空き領域を有している場合（図８（ｂ））と、全てのＥＣＣフレームが空き領域を有していない場合があり得る。

【0074】

リージョンデータがＬＵＴキャッシュ２６ｃのPacked領域に記憶される結果、Packed領域の全てのＥＣＣフレームが空き領域を有していない場合の展開処理の一例を図９を参照して説明する。

【0075】

図９（ａ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１０状態のデータ配置の一例を示す。図９（ａ）に示すＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１０状態は、リージョンデータＲ１を含む複数のＥＣＣフレームＥＣＣ２ｂ～ＥＣＣ３ｂがPacked領域に記憶されており、全てのＥＣＣフレームが空き領域を有していない状態である。

【0076】

図９（ｂ）は、本願の実施形態に係るＬＵＴの展開処理におけるＬＵＴキャッシュ２６ｃの第１１状態のデータ配置の一例を示す。

【0077】

アドレス変換テーブルの展開処理の一例を説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施形態に係るアドレス変換テーブルの展開処理の一例として、リードコマンドを受信した場合の展開処理の一例を示す。

【0078】

リードコマンドを受信すると（スタート）、ＣＰＵ３２は、リードコマンドから論理アドレスを取り出す（Ｓ２０１）。論理アドレスを取り出した後、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴ制御部３２ｃを使って、Ｓ２０１で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリがＬＵＴキャッシュ２６ｃ内にあるか否かを判定する（Ｓ２０２）。

【0079】

Ｓ２０１で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリがＬＵＴキャッシュ２６ｃ内にある場合（Ｓ２０２ ＹＥＳ）、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴ制御部３２ｃを使って、Ｓ２０１で取り出した論理アドレスに関して複製ＬＵＴを用いてアドレス変換を実行し、物理アドレスを得る（Ｓ２０４）。物理アドレスを得た後、ＣＰＵ３２は、リード制御部３２ａを使って、物理アドレスが指す、不揮発性メモリ２４における物理的なデータの記憶位置からデータを読み出す（Ｓ２０５）。この後、処理は終了する（エンド）。

【0080】

Ｓ２０１で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリがＬＵＴキャッシュ２６ｃ内にない場合（Ｓ２０２ ＮＯ）、ＣＰＵ３２は、不揮発性メモリ２４内のＬＵＴの内、Ｓ２０１で取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスに対応するエントリを含むリージョンデータを特定する（Ｓ２０６）。リージョンデータを特定した後、ＣＰＵ３２は、リード制御部３２ａを使って、特定したリージョンデータを含むＥＣＣフレームを不揮発性メモリ２４から読み出す（Ｓ２０７）。ＥＣＣフレームを不揮発性メモリ２４から読み出した後、ＣＰＵ３２は、読み出したＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域へ記憶させる（Ｓ２０８）。

【0081】

読み出したＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域へ記憶させた後、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴキャッシュ２６ｃ上の移動先ＥＣＣフレームに、他のリージョンデータが含まれているフレームがあるか否かを判定する（Ｓ２１２）。

【0082】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃ上の移動先ＥＣＣフレームに、他のリージョンデータが含まれているフレームがある場合（Ｓ２１２ ＹＥＳ）、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴ制御部３２ｃを使って、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域に記憶されているＥＣＣフレームを読み出す（Ｓ２１４）。加えて、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴ制御部３２ｃを使って、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのPacked領域にある移動先ＥＣＣフレームのうち、他のリージョンデータが含まれているＥＣＣフレームを読み出す（Ｓ２１５）。

【0083】

なお、ＬＵＴキャッシュ２６ｃ上の移動先ＥＣＣフレームに、他のリージョンデータが含まれているフレームが無い場合（Ｓ２１２ ＮＯ）、ＬＵＴキャッシュ２６ｃから読み出されるＥＣＣフレームはＳ２１４で読み出されるＥＣＣフレームのみとなる。

【0084】

ＣＰＵ３２は、読み出したＥＣＣフレームをＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０へ送信する（Ｓ２１６）。

【0085】

ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、ＣＰＵ３２が送信したＥＣＣフレームを受信すると、受信したＥＣＣフレームを復号して、リージョンデータを取り出す（Ｓ２１８）。

【0086】

ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、Ｓ２１５で読み出したＥＣＣフレームがある場合、フレーム内の更新対象領域のリージョンデータのみを書き換える（Ｓ２１９）。

【0087】

リージョンデータを書き換えた後、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、リージョンデータを符号化し、Packed状態のＥＣＣフレームを構成する（Ｓ２２０）。ＥＣＣエンコーダ／デコーダ４０は、構成したＥＣＣフレームをＣＰＵ３２へ送信する（Ｓ２２１）。

【0088】

ＣＰＵ３２は、受信したＥＣＣフレームをＬＵＴキャッシュ２６ｃのPacked領域に記憶させる（Ｓ２２２）。これにより、リードコマンドから取り出した論理アドレスと一致する論理アドレスを含むエントリを含む複製ＬＵＴがＬＵＴキャッシュ２６ｃに展開される。Ｓ２２２でＥＣＣフレームがＬＵＴキャッシュ２６ｃのPacked領域に記憶された後、ＣＰＵ３２は、Ｓ２０１で取り出した論理アドレスに関して複製ＬＵＴを用いてアドレス変換を実行し、物理アドレスを得る（Ｓ２０４）。物理アドレスを得た後、ＣＰＵ３２は、リード制御部３２ａを使って、物理アドレスが指す、不揮発性メモリ２４における物理的なデータの記憶位置からデータを読み出す（Ｓ２０５）。この後、処理は終了する（エンド）。

【0089】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃ上の移動先ＥＣＣフレームに、他のリージョンデータが含まれているフレームが無い場合（Ｓ２１２ ＮＯ）、ＣＰＵ３２は、ＬＵＴ制御部３２ｃを使って、属性情報に基づいて、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域に記憶されている、最後に参照された時刻が最も古いリージョンデータを含むＥＣＣフレームを削除する（Ｓ２２３）。ＥＣＣフレームを削除した後は、Ｓ２１４の処理に進む。ＬＵＴ制御部３２ｃは、ＬＵＴの属性情報として、各リージョンが参照された時刻を管理している。

【0090】

上記はリードコマンドの受信時に展開処理を行う例を示したが、一定期間毎に展開処理を行う場合は、ＣＰＵ３２は、展開するリージョンデータを指定し、指定したリージョンデータを含む複数のＥＣＣフレームを不揮発性メモリ２４から読み出し、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域へ記憶させる。その後、図１０ＢのＳ２１２以降の処理を実行する。

【0091】

ＬＵＴキャッシュ２６ｃにAligned領域を設けているので、Aligned状態で不揮発性メモリ２４に記憶されているＥＣＣフレームを揮発性メモリ２６にそのまま送信できる。

【0092】

図１１は、Aligned状態とPacked状態でＬＵＴキャッシュ２６ｃに記憶される複製ＬＵＴのデータサイズの例をドライブ容量毎に比較して示す。なお、比較のために、Unpacking状態で記憶される場合のデータサイズも記載する。上述の説明では、複数エントリが１リージョンとされ、ＬＵＴデータはリージョン単位で管理されるが、Unpacking状態では、リージョンの概念が無く、ＬＵＴデータはエントリ単位で管理される。１エントリは４ＫＢとする。いずれのケースでも、ＬＵＴサイズはＥＣＣデータも含む。

【0093】

Unpacking状態では、ドライブ容量が１６ＴＢ、６４ＴＢの場合、ＬＵＴサイズはドライブ容量の１／１０００を超えており、Aligned状態とPacked状態では、ドライブ容量が６４ＴＢの場合、ＬＵＴサイズはドライブ容量の１／１０００を超えているが、ドライブ容量が１６ＴＢの場合、ＬＵＴ容量はドライブ容量の１／１０００を超えていない。しかし、Unpacking状態に比べてAligned状態ではＬＵＴサイズが削減され、Aligned状態に比べてPacked状態ではＬＵＴサイズがさらに削減されている。

【0094】

一方、揮発性メモリ２６にはドライブ容量に因らない複製ＬＵＴ以外のユーザデータも保持される。従って、小容量ドライブでは搭載ＤＲＡＭ容量に対するユーザデータの比率が増してしまうため、ＬＵＴデータに利用できるＤＲＡＭの割合が減少してしまう。そのため、フットプリント削減効果は小容量ドライブにおいて効果が大きい。

【0095】

Packed状態は一番効率の良い記憶方法ではあるものの、Aligned状態でもフットプリントを大きく削減することが可能である。しかし、データの扱いコストはAligned状態の方が安いので、ＬＵＴキャッシュ２６ｃのAligned領域のサイズは、フットプリントとデータの扱いコストを考慮して決定してもよい。

【0096】

本実施形態の処理はコンピュータプログラムによって実現することができるので、このコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を通じてこのコンピュータプログラムをコンピュータにインストールして実行するだけで、本実施形態と同様の効果を容易に実現することができる。

【0097】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

【符号の説明】

【0098】

１０…ホスト
２０…記憶装置
２２…コントローラ
２４…不揮発性メモリ
２６…揮発性メモリ
２６ａ…ライトバッファ
２６ｂ…リードバッファ
２６ｃ…ＬＵＴキャッシュ
２６ｄ…一時領域
３２…ＣＰＵ
３２ａ…リード制御部
３２ｂ…ライト制御部
３２ｃ…ＬＵＴ制御部
３４…ホスト Ｉ／Ｆ
３６…ＮＡＮＤ Ｉ／Ｆ
３８…ＤＲＡＭ Ｉ／Ｆ
４０…ＥＣＣエンコーダ／デコーダ
ＥＣＣ０～ＥＣＣ７…ＥＣＣフレーム領域
Ｒ０～Ｒ７…リージョンデータ領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】