特許 7443195 メモリシステムおよび制御方法

(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】2024-02-26

(45)【発行日】2024-03-05

(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 20060101AFI20240227BHJP

【ＦＩ】

G06F12/00 597U

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020140065

(22)【出願日】2020-08-21

(65)【公開番号】P2022035610

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-03-09

(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】菅野 伸一

【審査官】松平 英

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－７３０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－５３７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４０３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０６２２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０６－３／０８

１２／００－１２／１２８

１３／１６－１３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに電気的に接続され、累積重みに基づいて、前記不揮発性メモリに送出すべきリードコマンドそれぞれを受け付けるための第１の入力と、前記不揮発性メモリに送出すべき消去コマンドそれぞれと前記不揮発性メモリに送出すべきプログラムコマンドそれぞれとを受け付けるための第２の入力のうちから、コマンドが実行されるべき高優先度の入力を選択し、前記選択した高優先度の入力に対応する一つのコマンドの実行を開始し、前記一つのコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新するように構成されたコントローラと、を具備し、
前記第１の入力および前記第２の入力のうちの一方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記一方の入力の前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みから減算することによって得られる値に更新され、前記第１の入力および前記第２の入力のうちの他方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記他方の入力の前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みに加算することによって得られる値に更新され、前記累積重みの値が第１の値よりも大きいという第１条件を満たしている間は、前記一方の入力が前記高優先度の入力として選択され、前記累積重みの値が前記第１の値よりも小さいという第２条件を満たしている間は、前記他方の入力が前記高優先度の入力として選択され、
前記コントローラは、
前記不揮発性メモリにおいて実行されているコマンドが一つの消去／プログラムコマンドであり、且つ前記累積重みの値が、前記第１条件および前記第２条件のうち、前記第１の入力が前記高優先度の入力として選択される一方の条件を満たしている場合、前記不揮発性メモリにサスペンドコマンドを送信することによって前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断し、
前記第１の入力の一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、前記一つリードコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新する動作とを、前記第１の入力からリードコマンドがなくなるか、または前記累積重みが前記一方の条件を満たさなくなるまで繰り返し実行してから、中断されている前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を再開するように構成されている、メモリシステム。

【請求項2】

前記不揮発性メモリにおいて、一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断の回数または前記一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断時間の合計についての上限値が規定されている場合、
前記コントローラは、実行中の一つの消去／プログラムコマンドに対する中断の回数または中断時間の合計が前記上限値に達した後は、前記累積重みの値にかかわらず、前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断せずに前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を継続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3】

前記不揮発性メモリにおいて、前記一つの消去／プログラムコマンドの実行の再開から次回の中断までの間に確保すべきインターバル時間がさらに規定されている場合、
前記コントローラは、前記一つの消去／プログラムコマンドの実行の再開からの経過時間が前記インターバル時間に満たない間は、前記累積重みの値にかかわらず、前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断せずに前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を継続するように構成されている請求項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、前記不揮発性メモリに送出すべき一つ以上のリードコマンドを格納可能なコマンドキューを含み、
前記累積重みの値が、前記第１の入力が前記高優先度の入力として選択される前記一方の条件を満たしている場合、前記コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限を、前記累積重みの値に比例する数に設定し、
前記累積重みの値が前記一方の条件を満たさない場合、前記コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限を１に設定するように構成されている、請求項１または２に記載のメモリシステム。

【請求項5】

前記コマンドキューに複数のリードコマンドが格納されている場合、前記コントローラは、前記コマンドキューに格納されている前記複数のリードコマンドを、前記複数のリードコマンドが前記コマンドキューに格納された順に、または前記複数のリードコマンドにそれぞれ関連付けられた重みが小さい順に、前記不揮発性メモリに送出するように構成されている、請求項４に記載のメモリシステム。

【請求項6】

前記不揮発性メモリは、リードコマンド、消去コマンド、およびプログラムコマンドを実行するように構成され、前記リードコマンドの実行に要する時間は、消去／プログラムコマンドの実行に要する時間よりも短い、請求項１記載のメモリシステム。

【請求項7】

リードコマンド、消去コマンド、およびプログラムコマンドを実行するように構成され、且つ消去／プログラムコマンドの実行を中断し且つ前記消去／プログラムコマンドの実行の中断中に一つ以上のリードコマンドを実行する機能を有する不揮発性メモリであって、前記リードコマンドの実行に要する時間は、前記消去／プログラムコマンドの実行に要する時間よりも短い、不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに電気的に接続され、累積重みに基づいて、前記不揮発性メモリに送出すべきリードコマンドそれぞれを含む第１コマンドグループと、前記不揮発性メモリに送出すべき消去コマンドそれぞれと前記不揮発性メモリに送出すべきプログラムコマンドそれぞれとを含む第２コマンドグループのうちから、実行されるべき高優先度のコマンドグループを選択し、前記選択した高優先度のコマンドグループに対応する一つのコマンドの実行を開始し、前記一つのコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新するように構成されたコントローラと、を具備し、
前記第１コマンドグループおよび前記第２コマンドグループのうちの一方のコマンドグループ内の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記一方のコマンドグループの前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みから減算することによって得られる値に更新され、前記第１コマンドグループおよび前記第２コマンドグループのうちの他方のコマンドグループ内の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記他方のコマンドグループの前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みに加算することによって得られる値に更新され、前記累積重みの値が第１の値よりも大きいという第１条件を満たしている間は、前記一方のコマンドグループが前記高優先度のコマンドグループとして選択され、前記累積重みの値が前記第１の値よりも小さいという第２条件を満たしている間は、前記他方のコマンドグループが前記高優先度の入力として選択され、
前記コントローラは、
前記不揮発性メモリにおいて実行されているコマンドが前記第２コマンドグループ内の一つの消去／プログラムコマンドであり、且つ前記累積重みの値が、前記第１条件および前記第２条件のうち、前記第１コマンドグループが前記高優先度のコマンドグループとして選択される一方の条件を満たしている場合、前記不揮発性メモリにサスペンドコマンドを送信することによって前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断し、
前記第１コマンドグループ内の一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、前記一つリードコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新する動作とを、前記第１コマンドグループからリードコマンドがなくなるか、または前記累積重みが前記一方の条件を満たさなくなるまで繰り返し実行してから、中断されている前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を再開するように構成されている、メモリシステム。

【請求項8】

不揮発性メモリを制御するように構成されたコントローラによって実行される制御方法であって、
累積重みに基づいて、前記不揮発性メモリに送出すべきリードコマンドそれぞれを受け付けるための第１の入力と、前記不揮発性メモリに送出すべき消去コマンドそれぞれと前記不揮発性メモリに送出すべきプログラムコマンドそれぞれとを受け付けるための第２の入力のうちから、コマンドが実行されるべき高優先度の入力を選択することと、
前記選択した高優先度の入力に対応する一つのコマンドの実行を開始することと、
前記一つのコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新することと、前記第１の入力および前記第２の入力のうちの一方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記一方の入力の前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みから減算することによって得られる値に更新され、前記第１の入力および前記第２の入力のうちの他方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記他方の入力の前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みに加算することによって得られる値に更新され、前記累積重みの値が第１の値よりも大きいという第１条件を満たしている間は、前記一方の入力が前記高優先度の入力として選択され、前記累積重みの値が前記第１の値よりも小さいという第２条件を満たしている間は、前記他方の入力が前記高優先度の入力として選択され、
前記不揮発性メモリにおいて実行されているコマンドが一つの消去／プログラムコマンドであり、且つ前記累積重みの値が、前記第１条件および前記第２条件のうち、前記第１の入力が前記高優先度の入力として選択される一方の条件を満たしている場合、前記不揮発性メモリにサスペンドコマンドを送信することによって前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断することと、
前記第１の入力の一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、前記一つリードコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新する動作とを、前記第１の入力からリードコマンドがなくなるか、または前記累積重みが前記一方の条件を満たさなくなるまで繰り返し実行してから、中断されている前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を再開することと、を具備する制御方法。

【請求項9】

前記不揮発性メモリにおいて、一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断の回数または前記一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断時間の合計についての上限値が規定されている場合、
実行中の一つの消去／プログラムコマンドに対する中断の回数または中断時間の合計が前記上限値に達した後は、前記累積重みの値にかかわらず、前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断せずに前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を継続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10】

前記不揮発性メモリにおいて、前記一つの消去／プログラムコマンドの実行の再開から次回の中断までの間に確保すべきインターバル時間がさらに規定されている場合、
前記一つの消去／プログラムコマンドの実行の再開からの経過時間が前記インターバル時間に満たない間は、前記累積重みの値にかかわらず、前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断せずに前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を継続するこ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】

前記コントローラは、前記不揮発性メモリに送出すべき一つ以上のリードコマンドを格納可能なコマンドキューを含み、
前記累積重みの値が、前記第１の入力が前記高優先度の入力として選択される前記一方の条件を満たしている場合、前記コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限を、前記累積重みの値に比例する数に設定することと、
前記累積重みの値が前記一方の条件を満たさない場合、前記コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限を１に設定することと、をさらに具備する請求項８または９に記載の制御方法。

【請求項12】

前記コマンドキューに複数のリードコマンドが格納されている場合、前記コマンドキューに格納されている前記複数のリードコマンドを、前記複数のリードコマンドが前記コマンドキューに格納された順に、または前記複数のリードコマンドにそれぞれ関連付けられた重みが小さい順に、前記不揮発性メモリに送出することをさらに具備する請求項１１に記載の制御方法。

【請求項13】

前記不揮発性メモリは、リードコマンド、消去コマンド、およびプログラムコマンドを実行するように構成され、前記リードコマンドの実行に要する時間は、消去／プログラムコマンドの実行に要する時間よりも短い、請求項８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一つとして、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は、データセンターのサーバのような様々なホスト計算機システムのストレージデバイスとして使用されている。

【0004】

ＳＳＤのようなストレージデバイスにおいては、不揮発性メモリに対するアクセスを柔軟に制御可能にするための新たな技術の実現が必要とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】米国特許第１０，５９２，１２６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、不揮発性メモリに対するアクセスを柔軟に制御可能な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】

【0007】

実施形態によれば、メモリシステムは、不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに電気的に接続されたコントローラとを具備する。前記コントローラは、累積重みに基づいて、前記不揮発性メモリに送出すべきリードコマンドそれぞれを受け付けるための第１の入力と、前記不揮発性メモリに送出すべき消去コマンドそれぞれと前記不揮発性メモリに送出すべきプログラムコマンドそれぞれとを受け付けるための第２の入力のうちから、コマンドが実行されるべき高優先度の入力を選択し、前記選択した高優先度の入力に対応する一つのコマンドの実行を開始し、前記一つのコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新する。前記第１の入力および前記第２の入力のうちの一方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記一方の入力の前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みから減算することによって得られる値に更新され、前記第１の入力および前記第２の入力のうちの他方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合、前記累積重みは、前記他方の入力の前記一つのコマンドに関連付けられた重みを前記累積重みに加算することによって得られる値に更新される。前記累積重みの値が第１の値よりも大きいという第１条件を満たしている間は、前記一方の入力が前記高優先度の入力として選択され、前記累積重みの値が前記第１の値よりも小さいという第２条件を満たしている間は、前記他方の入力が前記高優先度の入力として選択される。前記コントローラは、前記不揮発性メモリにおいて実行されているコマンドが一つの消去／プログラムコマンドであり、且つ前記累積重みの値が、前記第１条件および前記第２条件のうち、前記第１の入力が前記高優先度の入力として選択される一方の条件を満たしている場合、前記不揮発性メモリにサスペンドコマンドを送信することによって前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断する。前記コントローラは、前記第１の入力の一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、前記一つリードコマンドに関連付けられた重みを使用して前記累積重みを更新する動作とを、前記第１の入力からリードコマンドがなくなるか、または前記累積重みが前記一方の条件を満たさなくなるまで繰り返し実行してから、中断されている前記一つの消去／プログラムコマンドの実行を再開する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るメモリシステムとホストとの関係を示すブロック図。

【図2】実施形態のメモリシステムとホストとの間の役割分担を説明するための図。

【図3】実施形態のメモリシステムの構成例を示すブロック図。

【図4】実施形態に係るメモリシステムにおいて使用される、複数のチャンネルと複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイとの関係を示すブロック図。

【図5】実施形態のメモリシステム内のスケジューラによって実行されるスケジューリング動作を示す図。

【図6】スケジューラの第１の入力（ｉｎｐｕｔ＃０）のリードコマンドの実行が開始された場合に実行されるバーチャルタイム（ＶＴ）更新動作と、スケジューラの第２の入力（ｉｎｐｕｔ＃１）の消去／プログラムコマンドの実行が開始された場合に実行されるＶＴ更新動作とを示す図。

【図7】ＶＴの値に基づいて、ｉｎｐｕｔ＃０とｉｎｐｕｔ＃１から、コマンドが実行されるべき高優先度の入力を選択する動作を示す図。

【図8】ｉｎｐｕｔ＃０のリードコマンドの実行後にｉｎｐｕｔ＃１のプログラムコマンドを実行する動作を示す図。

【図9】ｉｎｐｕｔ＃１のプログラムコマンドの実行を中断し、プログラムコマンドの実行が中断されている間にｉｎｐｕｔ＃０のリードコマンドを実行する動作を示す図。

【図10】ｉｎｐｕｔ＃１のプログラムコマンドの実行を中断し、プログラムコマンドの実行が中断されている間にｉｎｐｕｔ＃０の複数のリードコマンドを実行する動作を示す図。

【図11】ｉｎｐｕｔ＃１のプログラムコマンドの実行を複数回中断する動作を示す図。

【図12】実施形態に係るメモリシステムにおいて実行されるスケジューリング動作の基本的な手順を示すフローチャート。

【図13】図１２のスケジューリング動作においてＶＴに応じて実行される入力選択動作の手順を示すフローチャート。

【図14】図１２のスケジューリング動作において実行されるサスペンド動作の手順を示すフローチャート。

【図15】サスペンド動作と再開動作とを含むスケジューリング動作の手順の一部分を示すフローチャート。

【図16】サスペンド動作と再開動作とを含むスケジューリング動作の手順の残り部分を示すフローチャート。

【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。
まず、図１を参照して、本実施形態に係るメモリシステムとホストとの関係を説明する。

【0010】

このメモリシステムは、不揮発性メモリにデータを書き込み、不揮発性メモリからデータを読み出すように構成された半導体ストレージデバイスである。このメモリシステムは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを含むフラッシュストレージデバイス３として実現されている。

【0011】

ホスト（ホストデバイス）２は、複数のフラッシュストレージデバイス３を制御するように構成されている。ホスト２は、複数のフラッシュストレージデバイス３を含むフラッシュアレイをストレージとして使用するように構成された情報処理装置によって実現されている。この情報処理装置はパーソナルコンピュータであってもよいし、サーバコンピュータであってもよい。

【0012】

なお、フラッシュストレージデバイス３は、ストレージアレイ内に設けられた複数のストレージデバイスの一つとして利用されてもよい。ストレージアレイは、サーバコンピュータのような情報処理装置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。ストレージアレイは、このストレージアレイ内の複数のストレージデバイスを制御するコントローラを含む。フラッシュストレージデバイス３がストレージアレイ内の一つのストレージデバイスとして適用された場合には、このストレージアレイのコントローラが、フラッシュストレージデバイス３のホストとして機能してもよい。

【0013】

以下では、サーバコンピュータのような情報処理装置がホスト２として機能する場合を例示して説明する。

【0014】

ホスト（サーバ）２と複数のフラッシュストレージデバイス３は、インタフェース５０を介して相互接続される（内部相互接続）。この相互接続のためのインタフェース５０としては、これに限定されないが、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）（登録商標）、ＮＶＭ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＮＶＭｅ）（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＮＶＭｅ ｏｖｅｒ Ｆａｂｒｉｃｓ（ＮＶＭｅＯＦ）等を使用し得る。

【0015】

ホスト２として機能するサーバコンピュータの典型例としては、データセンター内のサーバコンピュータ（以下、サーバと称する）が挙げられる。

【0016】

ホスト２がデータセンター内のサーバによって実現されるケースにおいては、このホスト（サーバ）２は、ネットワーク６０を介して複数のエンドユーザ端末（クライアント）６１に接続されてもよい。ホスト２は、これらエンドユーザ端末６１に対して様々なサービスを提供することができる。

【0017】

ホスト（サーバ）２によって提供可能なサービスの例には、（１）システム稼働プラットフォームを各クライアント（各エンドユーザ端末６１）に提供するプラットホーム・アズ・ア・サービス（ＰａａＳ）、（２）仮想サーバのようなインフラストラクチャを各クライアント（各エンドユーザ端末６１）に提供するインフラストラクチャ・アズ・ア・サービス（ＩａａＳ）、等がある。

【0018】

複数の仮想マシンが、このホスト（サーバ）２として機能する物理サーバ上で実行されてもよい。ホスト（サーバ）２上で走るこれら仮想マシンの各々は、この仮想マシンに対応するクライアント（エンドユーザ端末６１）に各種サービスを提供するように構成された仮想サーバとして機能することができる。各仮想マシンにおいては、この仮想マシンに対応するエンドユーザ端末６１によって使用される、オペレーティングシステムおよびユーザアプリケーションが実行される。

【0019】

ホスト（サーバ）２においては、フラッシュトランスレーションレイヤ（ホストＦＴＬ）も実行される。このホストＦＴＬは、アクセス対象のデータを識別するためのデータ識別子（タグ）それぞれとフラッシュストレージデバイス３内の不揮発性メモリの物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理するアドレス変換テーブルであるルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含む。ホストＦＴＬは、このＬＵＴを使用することによって、フラッシュストレージデバイス３内の不揮発性メモリ上のデータ配置を知ることができる。

【0020】

フラッシュストレージデバイス３は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのような不揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、各々が複数のページを含む複数のブロックを含む。これらブロックの各々は、データを消去するデータ消去動作の単位である。データ消去動作は「消去動作」または「ブロック消去」としても参照される。各ブロックに含まれる複数のページの各々は、不揮発性メモリにデータを書き込むデータ書き込み動作、および不揮発性メモリからデータを読み出すデータ読み出し動作の単位である。

【0021】

フラッシュストレージデバイス３は、ローレベルアブストラクションを実行することができる。ローレベルアブストラクションは不揮発性メモリのアブストラクションのための機能である。ローレベルアブストラクションは、データ配置を補助する機能等を含む。データ配置を補助する機能の例は、ホスト２からのユーザデータが書き込まれるべき書き込み先ブロックを割り当てる機能、ユーザデータの書き込み先位置（書き込み先ブロック、この書き込み先ブロック内の位置）を決定する機能、ユーザデータが書き込まれたこの書き込み先位置を示す物理アドレス（ブロックアドレス、ブロック内オフセット）を上位階層（ホスト２）に通知する機能、等を含む。

【0022】

ブロックアドレスは、不揮発性メモリ内に含まれる複数のブロックのうちの特定の一つのブロックを識別するためのブロック識別子である。不揮発性メモリが複数の不揮発性メモリダイを含む場合には、ブロックアドレスは、ダイ識別子とブロックアドレスとの組み合わせによって表される。あるいは、各不揮発性メモリダイが複数のブレーンを含む場合には、ブロックアドレスは、ダイ識別子と、ブレーン識別子と、ブロックアドレスとの組み合わせによって表される。

【0023】

また、データ配置を補助する機能の例は、不揮発性メモリに既に書き込まれているユーザデータがコピーされるべきコピー先ブロックを割り当てる機能、ユーザデータのコピー先位置（コピー先ブロック、このコピー先ブロック内の位置）を決定する機能、ユーザデータがコピーされたこのコピー先位置を示す物理アドレス（ブロックアドレス、ブロック内オフセット）を上位階層（ホスト２）に通知する機能、等を含んでいてもよい。

【0024】

フラッシュストレージデバイス３は、ホスト２からの様々なコマンドを実行する。これらコマンドには、フラッシュストレージデバイス３内の不揮発性メモリにデータを書き込むためのライトコマンド、不揮発性メモリからデータを読み出すためのリードコマンド、不揮発性メモリに既に書き込まれているデータを不揮発性メモリ内の別の記憶位置にコピーするコピーコマンド、等が含まれる。

【0025】

図２はフラッシュストレージデバイス３とホスト２との間の役割分担を示す。

【0026】

ホスト（サーバ）２においては、複数のエンドユーザにそれぞれ対応する複数の仮想マシン４０１が実行される。各仮想マシン４０１においては、対応するエンドユーザによって使用される、オペレーティングシステムおよびユーザアプリケーション４０２が実行される。

【0027】

また、ホスト（サーバ）２においては、複数のユーザアプリケーション４０２にそれぞれ対応する複数のＩ／Ｏサービス４０３が実行される。これらＩ／Ｏサービス４０３には、論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）ベースのブロックＩ／Ｏサービス、キー・バリュー・ストアサービスなどが含まれてもよい。各Ｉ／Ｏサービス４０３は、タグそれぞれとフラッシュストレージデバイス３の物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含む。

【0028】

ここで、タグとは、アクセス対象のデータを識別するためのデータ識別子を意味する。例えば、ＬＢＡのような論理アドレスがタグとして使用される。あるいは、ユーザアドレス（例えば、キー・バリュー・ストアのキー、またはこのキーのハッシュ値、等）がタグとして利用されてもよい。

【0029】

フラッシュストレージデバイス３の物理アドレスは、フラッシュストレージデバイス３に含まれる不揮発性メモリ内の物理記憶位置を特定するためのアドレスである。

【0030】

ＬＢＡベースのブロックＩ／Ｏサービスにおいては、論理アドレス（ＬＢＡ）それぞれとフラッシュストレージデバイス３の物理アドレスそれぞれとの間のマッピングを管理するＬＵＴが使用されてもよい。

【0031】

一方、キー・バリュー・ストアサービスにおいては、キー（またはキーのハッシュ値）それぞれとこれらキーに対応するデータが格納されているフラッシュストレージデバイス３の物理アドレスそれぞれとこれらキーに対応するデータそれぞれのデータ長との間のマッピングを管理するＬＵＴが使用されてもよい。

【0032】

各エンドユーザは、使用すべきアドレッシング方法（ＬＢＡ、キー・バリュー・ストアのキー、このキーのハッシュ値、等）を選択することができる。

【0033】

ホスト（サーバ）２においては、複数の仮想マシン４０１にそれぞれ対応する複数のライトバッファ（ＷＢ）４０４が管理されている。あるユーザアプリケーション４０２からのライトデータは、このユーザアプリケーション４０２に対応する仮想マシン４０１用のライトバッファ（ＷＢ）４０４に一時的に格納される。

【0034】

ホスト（サーバ）２からフラッシュストレージデバイス３へのコマンドの送信およびフラッシュストレージデバイス３からホスト（サーバ）２へのコマンド完了のレスポンス等の返送は、ホスト（サーバ）２およびフラッシュストレージデバイス３の各々に存在するＩ／Ｏキュー５００を介して実行される。

【0035】

フラッシュストレージデバイス３は、フラッシュストレージデバイス３内の不揮発性メモリを論理的に分割することによって得られる複数の領域それぞれをＱｏＳドメイン６０１として管理する。これらＱｏＳドメイン６０１の各々は、不揮発性メモリに含まれる複数のブロックの部分集合である。不揮発性メモリに含まれる複数のブロックの各々は一つのＱｏＳドメイン６０１のみに属し、同じブロックが異なるＱｏＳドメイン６０１に同時に属することはない。

【0036】

これらＱｏＳドメイン６０１は、ＱｏＳドメインＩＤと称される識別子によってそれぞれ識別される。これらＱｏＳドメインＩＤは、これら複数の領域（複数のＱｏＳドメイン）をそれぞれアクセスするための複数の識別子として使用される。

【0037】

本実施形態においては、ホスト２から発行される各ライトコマンド（ライト要求）は、例えば、ＱｏＳドメインＩＤと、ライトデータのタグ（例えば、ライトデータのＬＢＡ）と、ライトデータの長さと、ライトデータが格納されているホスト２のメモリ内の位置を示すバッファアドレスとを指定する。ホスト２のメモリは、以下では、単にホストメモリとしても参照される。

【0038】

ホスト２からライトコマンドを受信した場合、フラッシュストレージデバイス３は、ライトコマンドによって指定されたＱｏＳドメインＩＤに対応するＱｏＳドメインに含まれるフリープロック群のうちの一つのフリーブロックを選択し、この選択したフリーブロックに対する消去動作（データ消去動作）を実行し、そして消去動作が実行されたフリーブロックを、このＱｏＳドメイン用の新たな書き込み先ブロックとして割り当てる。

【0039】

ここで、書き込み先ブロックとは、データが書き込まれるべきブロックを意味する。このＱｏＳドメイン用の書き込み先ブロックが既に割り当てられている場合には、このＱｏＳドメイン用の新たな書き込み先ブロックを割り当てる処理の実行は不要である。

【0040】

フラッシュストレージデバイス３は、ホスト２から受信した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メモリから取得し、取得したライトデータをこのＱｏＳドメイン用に新たに割り当てられた書き込み先ブロック（またはこのＱｏＳドメイン用に既に割り当てられている書き込み先ブロック）に書き込む。

【0041】

この場合、フラッシュストレージデバイス３は、ホスト２から受信したライトデータを、このライトデータのタグ（例えば、ライトデータのＬＢＡ）と一緒に書き込み先ブロックに書き込む。

【0042】

受信したライトコマンドに関連付けられたライトデータが書き込み先ブロックに書き込まれると、フラッシュストレージデバイス３は、このデータのタグと、このデータの長さと、このデータが書き込まれた物理記憶位置を示す物理アドレス（ブロックアドレス、ブロック内オフセット）とをホスト２にアドレス記録要求として送信する。アドレス記録要求は、データが書き込まれた物理記憶位置を示す物理アドレスをホスト２に通知するための物理アドレス通知メッセージとして使用される。

【0043】

フラッシュストレージデバイス３からのアドレス記録要求の受信に応じて、ホスト２は、このデータのＬＢＡのようなタグにこの物理アドレスが関連付けられるようにホスト２のＬＵＴ（論理物理アドレス変換テーブル）を更新する。

【0044】

ホスト２は、フラッシュストレージデバイス３の不揮発性メモリの物理記憶位置それぞれに格納されているデータが有効データまたは無効データのいずれであるかを、ＬＵＴを使用して管理することができる。ここで、有効データとは、ＬＢＡのようなタグに関連付けられている最新のデータを意味する。つまり、ホスト２のＬＵＴ（論理物理アドレス変換テーブル）から最新のデータとしてリンクされているデータは有効データである。また、無効データとは、ＬＢＡのようなタグに関連付けられていないデータを意味する。ホスト２のＬＵＴからリンクされていないデータは無効データである。例えば、あるＬＢＡに対応する更新データがフラッシュストレージデバイス３に書き込まれた場合には、このＬＢＡに対応する以前のデータは無効データとなる。

【0045】

ホスト２から発行される各リードコマンド（リード要求）は、例えば、読み出し対象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（ブロックアドレス、ブロック内オフセット）と、読み出し対象データの長さと、読み出し対象データが転送されるべきホストメモリ内の位置を示すバッファアドレスと、を指定する。

【0046】

ホスト２からリードコマンドを受信した場合、フラッシュストレージデバイス３は、受信したリードコマンドによって指定される物理アドレスによって示される不揮発性メモリ内の物理記憶位置から読み出し対象データを読み出し、読み出した読み出し対象データを、受信したリードコマンドによって指定されるバッファアドレスによって示されるホストメモリ内の位置に転送する。

【0047】

ホスト２から発行される各コピーコマンド（コピー要求）は、例えば、コピー元ブロックを示す物理アドレス（つまりコピー元ブロックのブロックアドレス）、コピー先ブロックを示す物理アドレス（つまりコピー先ブロックのブロックアドレス）、コピー元ブロックに対応するバリッドビットマップを示す。

【0048】

バリッドビットマップは、コピー元ブロック内の複数の物理記憶位置にそれぞれ対応する複数のビットを含む。これら複数のビットの各々は、このビットに対応する物理記憶位置に有効データが存在するか否かを示す。換言すれば、バリッドビットマップは、コピー元ブロックに格納されているデータそれぞれが有効データまたは無効データのいずれであるかを示す。

【0049】

ホスト２からコピーコマンドを受信したことに応じて、フラッシュストレージデバイス３は、バリッドビットマップに基づいて、コピー元ブロックに格納されている各有効データを特定し、コピー元ブロックに格納されている各有効データをコピー先ブロックにコピーする。この場合、フラッシュストレージデバイス３は、コピー元ブロックに格納されている各有効データを、各有効データに対応するタグ（例えば、有効データのＬＢＡ）と一緒に、コピー先ブロックにコピーする。

【0050】

そして、フラッシュストレージデバイス３は、例えば、コピーされた各有効データのタグ（例えばＬＢＡ）と、各有効データの長さと、各有効データのコピー元物理アドレスと、各有効データのコピー先物理アドレスとを指定するアドレス変更要求を、ホスト２に送信する。

【0051】

図３は、フラッシュストレージデバイス３の構成例を示す。

【0052】

フラッシュストレージデバイス３は、コントローラ４および不揮発性メモリ（例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５）を備える。フラッシュストレージデバイス３は、ランダムアクセスメモリ、例えば、ＤＲＡＭ６も備えていてもよい。

【0053】

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５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。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。

【0054】

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５のメモリセルアレイは、複数のブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｍ－１を含む。ブロックＢＬＫ０～ＢＬＫｍ－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ＢＬＫ０～ＢＬＫｍ－１の各々は、データ消去動作の単位として機能する。ブロックは、「消去ブロック」、「物理ブロック」、または「物理消去ブロック」と称されることもある。ページＰ０～Ｐｎ－１の各々は、データ書き込み動作およびデータ読み込み動作の各々の単位である。

【0055】

コントローラ４は、ＴｏｇｇｌｅＮＡＮＤフラッシュインタフェース、オープンＮＡＮＤフラッシュインタフェース（ＯＮＦＩ）のような、ＮＡＮＤインタフェース１３を介して、不揮発性メモリである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、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５を制御するように構成されたメモリコントローラとして動作する。このコントローラ４は、Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）のような回路によって実現されてもよい。

【0056】

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５は、図４に示すように、複数のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ（ＮＡＮＤ型フラッシュメモリチップ）を含んでいてもよい。個々のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイは独立して動作可能である。このため、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイは、並列動作可能な単位として動作する。図４においては、ＮＡＮＤインタフェース１３に１６個のチャンネルＣｈ．０～Ｃｈ．１５が接続されており、１６個のチャンネルＣｈ．０～Ｃｈ．１５の各々に２つのＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイが接続されている場合が例示されている。

【0057】

この場合、チャンネルＣｈ．０～Ｃｈ．１５に接続された１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃０～＃１５がバンク＃０として編成されてもよく、またチャンネルＣｈ．０～Ｃｈ．１５に接続された残りの１６個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１６～＃３１がバンク＃１として編成されてもよい。

【0058】

バンクは、複数のメモリダイをバンクインタリーブによって並列動作させるための単位として機能する。図４の構成例においては、１６個のチャンネルと、２つのバンクを使用したバンクインタリーブとによって、最大３２個のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイを並列動作させることができる。

【0059】

データ消去動作およびブロック割り当て動作は、一つのブロックの単位で実行される。この場合、一つのブロックは一つの物理ブロックであってもよいし、並列動作可能な複数の物理ブロックの集合を含む一つのブロックグループであってもよい。ブロックグループはスーパーブロックとしても参照される。

【0060】

一つのブロックグループ、つまり複数の物理ブロックの集合を含む一つのスーパーブロックは、これに限定されないが、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃０～＃３１から一つずつ選択される計３２個の物理ブロックを含んでいてもよい。なお、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃０～＃３１の各々はマルチプレーン構成を有していてもよい。例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃０～＃３１の各々が、２つのプレーン（プレーン＃０、プレーン＃１）を含むマルチプレーン構成を有する場合には、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に含まれるプレーンの総数は６４個である。一つのスーパーブロックはＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に含まれるこれら６４個のプレーンから一つずつ選択される計６４個の物理ブロックを含んでいてもよい。

【0061】

一つのスーパーブロックにデータを書き込む動作においては、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃０～＃３１それぞれに対するデータ書き込み動作が並列に実行される。これにより、例えば、３２ページ分のライトデータ（プレーン＃０、プレーン＃１を含むマルチプレーン構成を有する場合には、６４ページ分のライトデータ）をＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５内のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ＃１～＃３２に書き込む動作を並列に実行することができる。

【0062】

次に、図３のコントローラ４の構成について説明する。
コントローラ４は、ホストインタフェース１１、ＣＰＵ１２、ＮＡＮＤインタフェース１３、ＤＲＡＭインタフェース１４、ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡＣ）１５、ＥＣＣエンコード／デコード部１６、等を含む。これらホストインタフェース１１、ＣＰＵ１２、ＮＡＮＤインタフェース１３、ＤＲＡＭインタフェース１４、ＤＭＡＣ１５、ＥＣＣエンコード／デコード部１６は、バス１０を介して相互接続される。

【0063】

ホストインタフェース１１は、ホスト２との通信を実行するように構成されたホストインタフェース回路である。このホストインタフェース１１は、例えば、ＰＣＩｅコントローラ（ＮＶＭｅコントローラ）であってもよい。あるいは、フラッシュストレージデバイス３がＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を介してホスト２に接続される構成においては、ホストインタフェース１１は、ＮＶＭｅ ｏｖｅｒ Ｆａｂｒｉｃｓ（ＮＶＭｅＯＦ）コントローラであってもよい。

【0064】

ホストインタフェース１１は、ホスト２から様々なコマンドを受信する。これらコマンドには、上述したライトコマンド、リードコマンド、コピーコマンド、等が含まれる。

【0065】

ＣＰＵ１２は、ホストインタフェース１１、ＮＡＮＤインタフェース１３、ＤＲＡＭインタフェース１４、ＤＭＡＣ１５、ＥＣＣエンコード／デコード部１６を制御するように構成されたプロセッサである。ＣＰＵ１２は、フラッシュストレージデバイス３の電源オンに応答してＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５または図示しないＲＯＭから制御プログラム（ファームウェア）をＤＲＡＭ６にロードし、そして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。

【0066】

ＣＰＵ１２は、ホスト２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。コマンド処理においては、ＣＰＵ１２は、ホスト２から受信した各ライトコマンドおよび各リードコマンドに基づいて、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にデータを書き込むライト制御動作、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からデータを読み出すリード制御動作を制御する。

【0067】

さらに、上述のコピーコマンドを実行するために、ＣＰＵ１２は、一つ以上コピー元ブロックから有効データをコピー対象データとして読み出すためのリード制御動作と、コピー対象データをコピー先ブロックに書き込むためのライト制御動作とを実行する。

【0068】

また、ＣＰＵ１２は、必要に応じて、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５内の各ブロックに対するデータ消去動作の実行も制御する。

【0069】

ＣＰＵ１２の動作は、上述のファームウェアによって制御される。なお、コマンド処理の一部または全部は、コントローラ４内の専用ハードウェアによって実行してもよい。

【0070】

さらに、ＣＰＵ１２は、スケジューラ２１およびサスペンドマネージャ２２として機能することができる。なお、スケジューラ２１およびサスペンドマネージャ２２の各々の一部または全部も、コントローラ４内の専用ハードウェアによって実現されてもよい。

【0071】

スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５へアクセスするための複数のコマンドを受け付け、これらコマンドのうちから、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきコマンドを決定するスケジューリング動作を行う。

【0072】

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５へのアクセスには、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にデータを書き込むライト動作（プログラム動作）、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からデータを読み出す読み出し動作、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に既に書き込まれているデータをブロック単位で消去するデータ消去動作が含まれる。

【0073】

したがって、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５へアクセスするためにＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出されるべきコマンドは、消去コマンド、プログラムコマンド、リードコマンドに大別される。

【0074】

コントローラ４において、ホスト２から受信した各ライトコマンドは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきプログラムコマンドとしてスケジューラ２１に送られる。ホスト２から受信した各リードコマンドは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきリードコマンドとしてスケジューラ２１に送られる。

【0075】

また、コントローラ４においては、ホスト２から受信した各コピーコマンドに対応するデータ読み出し動作およびデータ書き込み動作を実行するためのリードコマンドおよびプログラムコマンドが生成される。コントローラ４によって生成されるリードコマンドおよびプログラムコマンドも、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきリードコマンドおよびプログラムコマンドとしてスケジューラ２１に送られる。

【0076】

また、書き込み先ブロックを割り当てる動作において、コントローラ４は、フリーブロックに対する消去動作を実行するための消去コマンドを生成する。コントローラ４によって生成される消去コマンドは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべき消去コマンドとしてスケジューラ２１に送られる。

【0077】

この消去コマンドはデータをブロック単位で消去する消去動作を実行するために使用される。プログラムコマンドはホスト２から受信したライトデータまたはホスト２からのコピーコマンドによって指定されたコピー対象データをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込むために使用される。リードコマンドはホスト２から要求されたリード対象データまたはホスト２からのコピーコマンドによって指定されたコピー対象データをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５から読み出すために使用される。

【0078】

このように、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５は、リードコマンド、消去コマンド、およびプログラムコマンドを実行するように構成されている。

【0079】

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５においては、リードコマンド（読み出し動作）の実行に要する時間は、消去コマンド（消去動作）またはプログラムコマンド（プログラム動作）の実行に要する時間よりも短い。

【0080】

リードコマンド（読み出し動作）の実行に要する時間は、例えば、数十μｓ～１００μｓである。消去コマンド（消去動作）またはプログラムコマンド（プログラム動作）の実行に要する時間は、例えば、１ｍｓ～数ｍｓである。

【0081】

このように、一つの消去／プログラムコマンド（一つの消去コマンドまたは一つのプログラムコマンド）の実行に要する時間は、一つのリードコマンドの実行に要する時間の１０倍から数十倍である。

【0082】

また、ホスト２は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の総アクセス時間を読み出し動作とプログラム動作とに所定の比率で配分すべきことをフラッシュストレージデバイス３に要求する場合がある。

【0083】

例えば、ホスト２が、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の総アクセス時間の５０パーセントの時間を読み出し動作のために割り当て、残りの時間をプログラム動作に割り当てることを要求する場合、つまり読み出し動作とプログラム動作との間の時間配分を１：１にすることを要求する場合を想定する。一つのリードコマンドの実行に要する時間が１００μｓであり、一つのプログラムコマンドの実行に要する時間が３ｍｓであるケースにおいては、一つのプログラムコマンドの実行に要する時間は一つのリードコマンドの実行に要する時間の３０倍である。したがって、この場合には、スケジューラ２１は、リードコマンドがプログラムコマンドの３０倍の頻度で実行されるようにスケジューリング動作を行う。これにより、読み出し動作とプログラム動作との間の時間配分を１：１にすることができる。

【0084】

また、ホスト２は、読み出し動作と消去動作とプログラム動作との間の時間配分を１：１：１にすることを要求する場合もあり得る。一つのリードコマンドの実行に要する時間が１００μｓであり、一つの消去コマンドの実行に要する時間が１ｍｓであり、一つのプログラムコマンドの実行に要する時間が３ｍｓであるケースにおいては、一つの消去コマンドの実行に要する時間は一つのリードコマンドの実行に要する時間の１０倍であり、一つのプログラムコマンドの実行に要する時間は一つのリードコマンドの実行に要する時間の３０倍である。したがって、スケジューラ２１は、リードコマンドが消去コマンドの１０倍の頻度で実行され、且つリードコマンドがプログラムコマンドの３０倍の頻度で実行されようにスケジューリング動作を行う。これにより、読み出し動作と消去動作とプログラム動作との間の時間配分を１：１：１にすることができる。

【0085】

さらに、ホスト２は、リードコマンドのレイテンシー（リードレイテンシー）の変動量をある値以下に抑えるべきことをフラッシュストレージデバイス３に要求する場合がある。

【0086】

したがって、本実施形態では、一つの消去／プログラムコマンド（つまり、一つの消去コマンドまたは一つのプログラムコマンド）の実行に要する時間が一つのリードコマンドの実行に要する時間の１０倍から数十倍であることを考慮し、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきリードコマンドそれぞれを受け付けるための第１の入力と、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべき消去コマンドそれぞれとＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきプログラムコマンドそれぞれとを受け付けるための第２の入力のうちから、コマンドが実行されるべき高優先度の入力を選択する、というスケジューリング動作を行う。

【0087】

ここで、コマンドの実行とは、このコマンドに対応する動作を実行するためのコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信することによってこのコマンドに対応する動作をＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に実行させることを意味する。

【0088】

スケジューラ２１は、このスケジューリング動作を制御するために、累積重みを管理する。累積重みは、第１の入力（第１コマンドグループ）と第２の入力（第２コマンドグループ）との間の優先順位を定めるために使用されるバラメータである。累積重みは、実行が開始された各コマンドに関連付けられた重みを使用して更新される。

【0089】

例えば、まず、累積重みが第１の値（例えば、初期値）よりも大きい場合に第１の入力（第１コマンドグループ）を高優先度の入力（コマンドグループ）として選択し、累積重みが初期値よりも小さい場合に第２の入力（第２コマンドグループ）を高優先度の入力（コマンドグループ）として選択するというポリシー（ポリシー＃１）を利用するケースについて説明する。

【0090】

この場合、累積重みは、第１の入力の一つのリードコマンドの実行が開始された場合、一つのリードコマンドに関連付けられた重みをこの累積重みから減算することによって得られる値に更新される。

【0091】

また、第２の入力の一つの消去／プログラムコマンドの実行が開始された場合には、累積重みは、この一つの消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みをこの累積重みに加算することによって得られる値に更新される。

【0092】

累積重みの値が第１の値よりも大きいという第１条件を満たしている間は、第１の入力が高優先度の入力として選択される。つまり、累積重みの値が第１の値よりも大きい間は、第１の入力に入力される各リードコマンドが第２の入力に入力される各消去コマンドおよび各プログラムコマンドよりも優先して実行される。一方、累積重みの値が第１の値よりも小さいという第２条件を満たしている間は、第２の入力が高優先度の入力として選択される。つまり、累積重みの値が第１の値よりも小さい間は、第２の入力に入力される各消去コマンドおよび各プログラムコマンドが第１の入力に入力される各リードコマンドよりも優先して実行される。

【0093】

したがって、例えば、各リードコマンドに関連付けられた重みを小さな値に設定した場合には、たとえ第１の入力が高優先度の入力として一旦選択されても、累積重みは僅かしか減少されない。第１の入力の一つのリードコマンドの実行が開始されても、累積重みは僅かに減少するだけであるので、累積重みは第１の値よりも大きい値に維持されやすくなり、この結果、第１の入力が高優先度の入力として再び選択されやすくなる。

【0094】

また、各消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みを大きな値に設定した場合には、第２の入力が高優先度の入力として一旦選択されると、累積重みは大きく増加される。したがって、各消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みを大きな値に設定した場合には、第２の入力が高優先度の入力として一旦選択されると、累積重みが大きく増加され、これによってしばらくの間は、第２の入力は高優先度の入力として選択され難くなる。

【0095】

よって、例えば、各リードコマンドに関連付けられた重みを１に設定し、且つ各消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みを３０に設定した場合には、第１の入力に入力されるリードコマンドを、第２の入力に入力される消去／プログラムコマンドの３０倍の頻度で実行することが可能となる。

【0096】

なお、累積重みが第１の値に等しい場合には、第１の入力のリードコマンドと第２の入力の消去／プログラムコマンドのどちらが実行されてもよい。また、たとえ累積重みが第１の値よりも小さい場合であっても、第２の入力に消去／プログラムコマンドが入力されていない場合には、第１の入力のリードコマンドが実行される。同様に、たとえ累積重みが第１の値よりも大きい場合であっても、第１の入力にリードコマンドが入力されていない場合には、第２の入力の消去／プログラムコマンドが実行される。

【0097】

また、累積重みの値がある上限値に達した後は、たとえ新規の消去／プログラムコマンドの実行が開始されても、累積重みの値は増加されず、累積重みの値は上限値に維持される。同様に、累積重みの値がある下限値に達した後は、たとえ新規のリードコマンドの実行が開始されても、累積重みの値は減少されず、累積重みの値は下限値に維持される。

【0098】

これまでの説明ではポリシー＃１を利用する場合を説明したが、ポリシー＃１を利用する代わりに、ポリシー＃２が利用されてもよい。

【0099】

ポリシー＃２では、累積重みが初期値（例えば、０）よりも小さい場合に第１の入力（第１のコマンドグループ）が高優先度の入力（高優先度のコマンドグループ）として選択され、累積重みが初期値よりも大きい場合に第２の入力（第２のコマンドグループ）が高優先度の入力（高優先度のコマンドグループ）として選択される。

【0100】

ポリシー＃２が利用されるケースにおいては、累積重みは、第１の入力の一つのリードコマンドの実行が開始された場合、一つのリードコマンドに関連付けられた重みをこの累積重みに加算することによって得られる値に更新される。また、第２の入力の一つの消去／プログラムコマンドの実行が開始された場合には、累積重みは、この一つの消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みをこの累積重みから減算することによって得られる値に更新される。

【0101】

また、ポリシー＃２が利用されるケースにおいては、累積重みの値が第１の値よりも小さいという第２条件を満たしている間は、第１の入力が高優先度の入力として選択される。つまり、累積重みの値が第１の値よりも小さい間は、第１の入力に入力される各リードコマンドが第２の入力に入力される各消去コマンドおよび各プログラムコマンドよりも優先して実行される。

【0102】

一方、累積重みの値が第１の値よりも大きいという第１条件を満たしている間は、第２の入力が高優先度の入力として選択される。つまり、累積重みの値が第１の値よりも大きい間は、第２の入力に入力される各消去／プログラムコマンドが第１の入力に入力される各リードコマンドよりも優先して実行される。

【0103】

このように、第１の入力および第２の入力のうちの一方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合には、累積重みは、一方の入力の一つのコマンドに関連付けられた重みを累積重みから減算することによって得られる値に更新される。また、第１の入力および第２の入力のうちの他方の入力の一つのコマンドの実行が開始された場合には、累積重みは、他方の入力の一つのコマンドに関連付けられた重みを累積重みに加算することによって得られる値に更新される。

【0104】

そして、累積重みの値が第１の値よりも大きいという第１条件を満たしている間は、一方の入力が高優先度の入力として選択され、累積重みの値が第１の値よりも小さいという第２条件を満たしている間は、他方の入力が高優先度の入力として選択される。

【0105】

第１の入力を高優先度の入力として選択する条件は、第１条件および第２条件のうちのどちらであってもよい。ここで、第１条件および第２条件のうちの一方の条件は第１の入力を高優先度の入力として選択する条件として使用され、他方の条件は第２の入力を高優先度の入力として選択する条件として使用される。

【0106】

この場合、累積重みの値が第１条件および第２条件のうちの一方の条件を満たしている間は、スケジューラ２１は、第１の入力を高優先度の入力として選択する。そして、スケジューラ２１は、第１の入力に入力されたリードコマンドの実行を開始し、これによってＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からのデータの読み出しを実行する。さらに、スケジューラ２１は、加算または減算の一方の演算によって、このリードコマンドに関連付けられた重みを累積重みに加算または累積重みから減算し、これによって累積重みを更新する。

【0107】

累積重みの更新は、選択した入力に存在しているコマンドの実行を開始する時、例えば、コマンドが実行されるべき高優先度の入力が決定された時に実行される。

【0108】

累積重みの値が第１条件および第２条件のうちの他方の条件を満たしている間は、スケジューラ２１は、第２の入力を高優先度の入力として選択する。そして、スケジューラ２１は、第２の入力に入力された消去／プログラムコマンドの実行を開始し、これによってＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に格納されているデータの消去（ブロック消去）、またはＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５へのデータの書き込みを実行する。さらに、スケジューラ２１は、加算または減算の他方の演算によって、この消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みを累積重みから減算または累積重みに加算し、これによって累積重みを更新する。

【0109】

例えば、第２の入力が高優先度の入力として選択された場合を想定する。第２の入力に到着したコマンドがプログラムコマンドである場合、スケジューラ２１は、このプログラムコマンドに対応するプログラム動作を実行するためのコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信し、これによってＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にプログラム動作を開始させる。このコマンドシーケンスは、例えば、第１プログラムコマンド、アドレス、ライトデータ、第２プログラムコマンドを含む。第２の入力に到着したコマンドが消去コマンドである場合、スケジューラ２１は、この消去コマンドに対応する消去動作を実行するためのコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信し、これによってこのコマンドシーケンスで指定されたブロックに対する消去動作をＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に開始させる。このコマンドシーケンスは、例えば、第１イレーズコマンド、アドレス、第２イレーズコマンドを含む。

【0110】

次に、第１の入力が高優先度の入力として選択された場合を想定する。スケジューラ２１は、第１の入力に到着したリードコマンドに対応するリード動作を実行するためのコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信し、これによってＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にリード動作を開始させる。このコマンドシーケンスは、例えば、第１のリードコマンド、アドレス、第２のリードコマンドを含む。

【0111】

以下では、ポリシー＃１が利用されるケースを例示して、スケジューリング動作を説明する。

【0112】

スケジューリング動作においては、スケジューラ２１は、リードレイテンシーの変動量をある値以下に抑えるために、以下のサスペンド動作を実行する。

【0113】

サスペンド動作は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において実行中の消去／プログラムコマンドの実行を中断（サスペンド）し、代わりに第１の入力に入力されているリードコマンドの実行を開始する動作である。

【0114】

すなわち、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において実行されているコマンドが第２の入力の消去／プログラムコマンド（消去コマンドまたはプログラムコマンド）であり、且つ現在の累積重みの値が第１の値よりも大きい、という条件（サスペンド条件としても参照される）を満たす場合（ポリシー＃２が利用されるケースでは、現在の累積重みの値が第１の値よりも小さいという条件を満たす場合）、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にサスペンドコマンドを送信することによって消去コマンドまたはプログラムコマンドの実行を中断する。

【0115】

サスペンドコマンドは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに、実行中の動作（ここでは、消去動作、プログラム動作）を一時的に中断させて、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイを他のコマンドを受付および実行可能な状態にするためのコマンドである。

【0116】

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５、つまりＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に含まれる各ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイは、消去／プログラムコマンドの実行を中断し且つこの消去／プログラムコマンドの実行の中断中に一つ以上のリードコマンドを実行する機能を有している。

【0117】

消去／プログラムコマンドの実行を中断した後、スケジューラ２１は、第１の入力の一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、この一つのリードコマンドに関連付けられた重みを使用して累積重みを更新する動作とを、第１の入力からリードコマンドがなくなるか、または累積重みが第１の値よりも大きいという条件を満たさなくなるまで（ポリシー＃２が利用されるケースでは、現在の累積重みの値が第１の値よりも小さいという条件を満たさなくなるまで）、繰り返し実行してから、中断中の消去／プログラムコマンドの実行を再開する。

【0118】

これにより、たとえ消去／プログラムコマンドが実行されている間にホスト２からのリードコマンドがスケジューラ２１に到着した場合であっても、このリードコマンドを、消去／プログラムコマンドの実行が完了するまで、例えば、３ｍｓ経過するまで待たせることなく、このリードコマンドの実行を即座に開始することが可能となる。

【0119】

例えば、消去／プログラムコマンドの実行の開始後にホスト２から複数のリードコマンド、例えば３つのリードコマンド、がスケジューラ２１に入力された場合を想定する。消去／プログラムコマンドの実行が開始された時点で、累積重みの値は、消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みだけ既に増加されている。

【0120】

例えば、増加後の累積重みが３である場合には、この累積重みの値は第１の値（例えば０）よりも大きいので、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にサスペンドコマンドを送信することによって消去コマンドまたはプログラムコマンドの実行を中断する。

【0121】

スケジューラ２１は、３つのリードコマンドのうちの最初のリードコマンドに対応するコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信することによって最初のリードコマンドの実行を開始する動作と、最初のリードコマンドに関連付けられた重みを累積重みから減算することによって累積重みを更新する動作とを実行する。累積重みは３から２に減少されるが、累積重みは第１の値（例えば０）よりもまだ大きい。

【0122】

したがって、最初のリードコマンドの実行が完了すると、スケジューラ２１は、３つのリードコマンドのうちの２番目のリードコマンドに対応するコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信することによって２番目のリードコマンドの実行を開始する動作と、２番目のリードコマンドに関連付けられた重みを累積重みから減算することによって累積重みを更新する動作とを実行する。累積重みは２から１に減少されるが、累積重みは第１の値（例えば０）よりもまだ大きい。

【0123】

したがって、２番目のリードコマンドの実行が完了すると、スケジューラ２１は、３つのリードコマンドのうちの３番目のリードコマンドに対応するコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信することによって３番目のリードコマンドの実行を開始する動作と、３番目のリードコマンドに関連付けられた重みを累積重みから減算することによって累積重みを更新する動作とを実行する。累積重みは１から０に減少される。

【0124】

したがって、３番目のリードコマンドの実行が完了すると、スケジューラ２１は、中断していたコマンドの実行の再開を指示するコマンド（レジュームコマンドとしても参照される）をＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送信することによって、中断されている消去／プログラムコマンドの実行を再開する。

【0125】

このように、スケジューラ２１は、第１の入力の一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、この一つのリードコマンドに関連付けられた重みを使用して累積重みを更新する動作とを、第１の入力からリードコマンドがなくなるか、または累積重みが第１の値よりも大きいという条件を満たさなくなるまで繰り返し実行してから、中断中の消去／プログラムコマンドの実行を再開する。

【0126】

したがって、実行されるリードコマンドの数と実行される消去／プログラムコマンドの数との間の比率がホスト２の求める時間配分に対応する比率に近づくように制御しつつ、リードレイテンシーの変動量を低減ことが可能となる。

【0127】

換言すれば、本実施形態では、スケジューラ２１は、累積重みに基づいて、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきリードコマンドそれぞれを含む第１コマンドグループ（第１の入力に入力されるコマンドの集合）と、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべき消去コマンドそれぞれとＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきプログラムコマンドそれぞれとを含む第２コマンドグループ（第２の入力に入力されるコマンドの集合）のうちから、実行されるべき高優先度のコマンドグループを選択する。スケジューラ２１は、選択した高優先度のコマンドグループに対応する一つのコマンドの実行を開始し、この一つのコマンドに関連付けられた重みを使用して累積重みを更新する。

【0128】

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において実行されているコマンドが第２コマンドグループ内の一つの消去／プログラムコマンドであり、且つ累積重みの値が第１コマンドグループを高優先度のコマンドグループとして選択するための条件を満たしている場合、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にサスペンドコマンドを送信することによって一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断する。そして、スケジューラ２１は、第１コマンドグループ内の一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、一つリードコマンドに関連付けられた重みを使用して累積重みを更新する動作とを、第１コマンドグループからリードコマンドがなくなるか、または累積重みが第１コマンドグループを高優先度のコマンドグループとして選択するための条件を満たさなくなるまで繰り返し実行してから、中断されている一つの消去／プログラムコマンドの実行を再開する。

【0129】

なお、一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断の回数または一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断時間の合計は必ずしも無制限ではない。一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断の回数または一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断時間の合計は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の仕様で定められている。

【0130】

例えば、同一の消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断の回数が、５回までに制限されている場合を想定する。ある消去／プログラムコマンドに対する１回の中断中に複数のリードコマンドが連続して実行された場合であっても、この消去／プログラムコマンドの中断の回数は１回である。この消去／プログラムコマンドの実行が再開された後に、この消去／プログラムコマンドの実行が再び中断されると、この消去／プログラムコマンドの中断の回数は２回になる。

【0131】

したがって、同一の消去／プログラムコマンドに対する中断の回数が上限回数（ここでは５回）に達した後は、スケジューラ２１は、累積重みの値にかかわらず、この消去／プログラムコマンドの実行を中断せずにこの消去／プログラムコマンドの実行を継続する。これにより、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において許容される中断回数に関する制約の範囲内で、ある消去／プログラムコマンドの実行中に、この消去／プログラムコマンドよりも優先して幾つかのリードコマンドを実行することができる。

【0132】

なお、本実施形態では、スケジューラ２１は、複数のリードコマンドが到着しており、且つ累積重みがこれらリードコマンドそれぞれの重みの総和以上である場合には、１回の中断中にこれら複数のリードコマンドを実行することができる。このため、限られた中断回数の下でも、リードレイテンシーの変動を効率よく低減することが可能となる。

【0133】

次に、同一の消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断時間の合計が、１ｍｓに制限されている場合を想定する。この場合、同一の消去／プログラムコマンドに対する中断時間の合計が１ｍｓに達した後は、スケジューラ２１は、累積重みの値にかかわらず、この消去／プログラムコマンドの実行を中断せずにこの消去／プログラムコマンドの実行を継続する。

【0134】

例えば、一つのリードコマンドの実行に要する時間が１００μｓであり、ある消去／プログラムコマンドに対する１回目の中断中に１０個のリードコマンドを実行した場合には、１回目の中断時間の合計は１ｍｓ（＝１００μｓ×１０）になる。このため、この消去／プログラムコマンドの実行を再開した後は、スケジューラ２１は、累積重みの値にかかわらず、この消去／プログラムコマンドの実行を中断せずにこの消去／プログラムコマンドの実行を継続する。

【0135】

また、例えば、一つのリードコマンドの実行に要する時間が１００μｓであり、ある消去／プログラムコマンドの実行を１０回中断し、各中断時間に１個のリードコマンドを実行した場合にも、この消去／プログラムコマンドの中断時間の合計は１ｍｓ（＝１００μｓ×１０）になる。このため、この消去／プログラムコマンドの１０回目の中断の後にこの消去／プログラムコマンドの実行を再開した後は、スケジューラ２１は、累積重みの値にかかわらず、この消去／プログラムコマンドの実行を中断せずにこの消去／プログラムコマンドの実行を継続する。

【0136】

このように、本実施形態では、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において、一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断の回数または一つの消去／プログラムコマンドの実行中に許容される中断時間の合計についての上限値が規定されている場合、スケジューラ２１は、実行中の一つの消去／プログラムコマンドに対する中断の回数または中断時間の合計が上限値に達した後は、たとえ現在の累積重みが第１の値よりも大きい場合であっても、この一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断せずにこの一つの消去／プログラムコマンドの実行を継続する。これにより、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において許容される中断回数に関する制約または中断時間の合計に関する制約の範囲内で、ある消去／プログラムコマンドの実行中に、この消去／プログラムコマンドよりも優先して幾つかのリードコマンドを実行することができる。

【0137】

また、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５においては、消去コマンドについてのみ、許容される中断の回数の上限値が定められ、さらに、プログラムコマンドについてのみ、許容される中断時間の合計の上限値が定められているケースもある。この場合、実行中のコマンドが消去コマンドである場合には、スケジューラ２１は、この消去コマンドに対する中断の回数が上限値に達した後は、現在の累積重みに無関係に、この消去コマンドの実行を中断せずにこの消去コマンドの実行を継続する。実行中のコマンドがプログラムコマンドである場合には、スケジューラ２１は、このプログラムコマンドに対する中断時間の合計が上限値に達した後は、現在の累積重みに無関係に、このプログラムコマンドの実行を中断せずにこのプログラムコマンドの実行を継続する。

【0138】

さらに、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５においては、一つの消去／プログラムコマンドの実行の再開から次回の中断までの間に確保すべきインターバル時間がさらに規定されている場合がある。したがって、この場合には、スケジューラ２１は、一つの消去／プログラムコマンドの実行の再開からの経過時間がインターバル時間に満たない間は、累積重みの値にかかわらず、この一つの消去／プログラムコマンドの実行を中断せずにこの一つの消去／プログラムコマンドの実行を継続する。

【0139】

このように、スケジューラ２１は、各消去／プログラムコマンドの中断回数に関する制約、中断時間の合計に関する制約、実行の再開から次回の中断までのインターバル時間に関する制約の下でサスペンド動作を実行することにより、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５の動作の信頼性を保証することができる。

【0140】

また、スケジューラ２１は、現在の累積重みに基づいて、一つ以上のリードコマンドを格納するためにコントローラ４内に設けられたコマンドキューに格納可能なリードコマンドの数を最適化する機能を有している。

【0141】

より詳しくは、累積重みが、第１の入力が高優先度の入力として選択される条件を満たしている場合、つまり累積重みが第１の値（例えば０）よりも大きい場合、スケジューラ２１は、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限を、累積重みの値に比例する数に設定する。

【0142】

例えば、消去／プログラムコマンドの実行が開始され、これによって累積重みの値が０から３０に更新された場合を想定する。この場合、各リードコマンドに関連付けられている重みが１である場合には、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限（最大数）は３０に設定される。これにより、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限を、実行されるリードコマンドの数と実行される消去／プログラムコマンドの数との間の比率をホスト２の求める時間配分に対応する比率３０：１に回復するために必要な数に設定することができる。この結果、コマンドキューのサイズを必要以上に大きくすることなく、実行されるリードコマンドの数と実行される消去／プログラムコマンドの数との間の比率をホスト２の求める時間配分に対応する比率に近づけるための制御を効率よく実行することができる。

【0143】

コマンドキューに格納されているリードコマンドのうちの一つのリードコマンドの実行が開始されると、累積重みは３０から２９に更新される。コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限も３０から２９に更新される。このように、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限は、累積重みの変化に応じて変化される。

【0144】

なお、ここでは、累積重みの値が３０であり、且つ各リードコマンドに関連付けられている重みが１である場合を例示したが、累積重みの値が３０であり、且つ各リードコマンドに関連付けられている重みが２である場合には、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限（最大数）は１５に設定される。

【0145】

これにより、消去／プログラムコマンドの実行中に、現在の累積重みの値に対応する数のリードコマンドがスケジューラ２１に到着した場合には、これらリードコマンドを全てコマンドキューに蓄えることができる。

【0146】

あるいは、コマンドキューに格納されている複数のリードコマンドの各々に関連付けられている重みがそれぞれ異なる値である場合には、この複数のリードコマンドの重みの総和がＶＴの値以下になるようにコマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限が設定されてもよい。

【0147】

消去／プログラムコマンドの実行が完了すると、スケジューラ２１は、コマンドキューに既に格納されているこれら複数のリードコマンドを連続して実行することができる。よって、実行されるリードコマンドの数と実行される消去／プログラムコマンドの数との間の比率をホスト２の求める時間配分に対応する比率に即座に回復することが可能となる。

【0148】

例えば、中断回数の上限が５である場合において、ある消去／プログラムコマンドの実行を５回中断することによって５個のリードコマンドが実行された場合を想定する。この場合、累積重みの値は３０から２５に更新される。累積重みの値は０よりも大きいため、サスペンド条件は満たされている。しかし、中断回数は上限に達しているので、もはやこの消去／プログラムコマンドの実行を中断することはできない。

【0149】

しかしながら、本実施形態では、累積重みの値＝２５に対応する数のリードコマンドをコマンドキューに蓄えておくことができるので、この消去／プログラムコマンドの実行が完了した直後に、最大で２５個のリードコマンドを連続して実行することが可能となる。

【0150】

一方、累積重みが、第１の入力が高優先度の入力として選択される条件を満たしていない場合、つまり累積重みが第１の値（例えば０）に等しいか、または０よりも小さい場合、スケジューラ２１は、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの数の上限を１に設定する。これにより、累積重みが、第１の入力が高優先度の入力として選択される条件を満たしていない間は、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの最大数を１に維持することができる。よって、例えば、第２の入力から消去／プログラムコマンドが無くなった時に、コマンドキュー内のリードコマンドを即座に実行することができる。

【0151】

コマンドキューに格納可能なリードコマンドの最大数を制限するための方法としては、可変長のコマンドキューを用意し、このコマンドキューの長さ（深さ）を現在の累積重みの値に基づいて変更する方法を使用することができる。

【0152】

あるいは、固定長のコマンドキューを用意し、このコマンドキューに格納されたコマンドの数が、現在の累積重みの値に基づいて決定される最大数に達した後は、後続のリードコマンドがコマンドキューに格納されることを禁止するという方法を使用してもよい。

【0153】

また、コントローラ４は、コマンドキューに格納されている複数のリードコマンドをこれらリードコマンドがコマンドキューに格納された順にスケジューラ２１に送出してもよいし、あるいは、各々に関連付けられた重みの小さい順にスケジューラ２１に送出してもよい。

【0154】

実行中の消去／プログラムコマンドに対する中断の回数または中断時間の合計は、サスペンドマネージャ２２によって管理される。

【0155】

ＮＡＮＤインタフェース１３は、ＣＰＵ１２の制御の下、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５を制御するように構成されたメモリ制御回路である。

【0156】

ＤＲＡＭインタフェース１４は、ＣＰＵ１２の制御の下、ＤＲＡＭ６を制御するように構成されたＤＲＡＭ制御回路である。ＤＲＡＭ６の記憶領域は、ブロック管理テーブル３２を格納するために使用される。ブロック管理テーブル３２は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５内の複数のブロックそれぞれに対応する複数の管理テーブルを含む。各管理テーブルは、この管理テーブルに対応するブロックを管理するための管理情報（メタデータ）を格納するために使用される。メタデータは、これに限定されないが、対応するブロックの書き換え回数（プログラム／イレーズサイクルの数）、オープン／クローズ状態、等を含んでいてもよい。オープン／クローズ状態は、このブロックがオープン状態またはクローズ状態のいずれであるかを示す。オープン状態は、このブロックが書き込み先ブロックとして使用中の状態を示す。クローズ状態は、このブロックがデータで満たされているアクティブブロックとして管理されている状態を示す。

【0157】

ＤＭＡＣ１５は、ＣＰＵ１２の制御の下、ホスト２のライトバッファとＤＲＡＭ６（内部バッファ）との間のデータ転送を実行する。ホスト２のライトバッファから内部バッファにライトデータを転送すべき場合には、ＣＰＵ１２は、ライトバッファ上の位置を示す転送元アドレス、データサイズ、内部バッファ上の位置を示す転送先アドレスをＤＭＡＣ１５に対して指定する。

【0158】

ＥＣＣエンコード／デコード部１６は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５にデータをライトすべき時、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に書き込むべきライトデータをエンコード（ＥＣＣエンコード）することによってこのライトデータにエラー訂正コード（ＥＣＣ）を付加する。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５からデータがリードされた時、ＥＣＣエンコード／デコード部１６は、リードされたデータに付加されているＥＣＣを使用して、このデータのエラー訂正を行う（ＥＣＣデコード）。

【0159】

図５は、スケジューラ２１によって実行されるスケジューリング動作を示す図である。以下では、上述のポリシー＃１を使用する場合のスケジューリング動作を主として説明するが、上述のポリシー＃２を使用する場合のスケジューリング動作も、以下に説明するポリシー＃１を使用する場合のスケジューリング動作と同様にして実行することができる。

【0160】

スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に含まれるＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイ毎に、スケジューリング動作を行う。以下では、あるＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに対するスケジューリング動作を例示するが、他のＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに対するスケジューリング動作も同様の手順で実行される。

【0161】

このＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイへアクセスするための各コマンド（リードコマンド、消去コマンド、プログラムコマンド）は、スケジューラ２１に入力される。

【0162】

スケジューラ２１は、このＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにおいて実行されるべき第１コマンドグループ（リードコマンドの集合）と第２コマンドグループ（消去コマンドの集合とプログラムコマンドの集合）との間の比率を任意の比率に制御するためのスケジューリング動作を行う。このスケジューリング動作は、重み付け公平キューイング（ＷＦＱ）に、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにおいて実行中の消去／プログラムコマンドを中断する制御を追加することによって実現される。

【0163】

スケジューラ２１は、このＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送出すべき第１コマンドグループを受け付けるための第１の入力（ｉｎｐｕｔ＃１）と、対応するＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送出すべき第２コマンドグループを受け付けるための第２の入力（ｉｎｐｕｔ＃２）とを有する。

【0164】

スケジューリング動作は、このＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに対応する累積重みと、このＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに対する各コマンドに関連付けられた重みとを用いて実行される。図５では、バーチャルタイム（ＶＴ）として参照されるパラメータが上述の累積重みとして使用される。

【0165】

スケジューラ２１は、ＶＴを累積重み管理テーブルＴ＃０を用いて管理する。各リードコマンドは、そのリードコマンドに関連付けられた重みＷｒを示すパラメータを含む。同様に、各消去コマンドはその消去コマンドに関連付けられた重みＷｅを示すパラメータを含み、各プログラムコマンドはそのプログラムコマンドに関連付けられた重みＷｐを示すパラメータを含む。

【0166】

例えば、ホスト２が、読み出し動作と消去動作とプログラム動作との間の時間配分を１：１：１にすべきことをフラッシュストレージデバイス３に要求した場合を想定する。一つのリードコマンドの実行に要する時間が例えば１００μｓ、一つの消去コマンドの実行に要する時間が例えば１ｍｓ、一つのプログラムコマンドの実行に要する時間が例えば３ｍｓである場合、コントローラ４は、例えば、リードコマンドに関連付けられた重みＷｒを１に設定し、消去コマンドに関連付けられた重みＷｅを１０に設定し、ライトコマンドに関連付けられた重みＷｐを３０に設定する。

【0167】

また、ホスト２は、例えば、エンドユーザＡからのリードコマンドをエンドユーザＢからのリードコマンドの２倍の頻度で実行し、且つエンドユーザＡからのリードコマンドをエンドユーザＣからのリードコマンドの３倍の頻度で実行すべきことをフラッシュストレージデバイス３に要求する場合もある。

【0168】

この場合には、コントローラ４は、エンドユーザＡからの各リードコマンドに関連付けられた重みＷｒを１に設定し、エンドユーザＢからの各リードコマンドに関連付けられた重みＷｒを２に設定し、エンドユーザＣからの各リードコマンドに関連付けられた重みＷｒを３に設定してもよい。

【0169】

なお、全てのリードコマンドが同じ重みＷｒを有し、全てのプログラムコマンドが同じ重みＷｐを有し、全ての消去コマンドが同じ重みＷｅを有していてもよい。この場合には、スケジューラ２１は、各リードコマンドに関連付けられた重みＷｒ（例えば１）と、各プログラムコマンドに関連付けられた重みＷｐ（例えば３０）と、各消去コマンドに関連付けられた重みＷｅ（例えば１０）とを重み管理テーブルＴ＃１を用いて管理する。

【0170】

スケジューラ２１のｉｎｐｕｔ＃１の前段には、一つ以上のリードコマンドを格納するためのコマンドキュー３０が配置される。コマンドキュー３０は、例えば、先入れ先出しバッファ（ＦＩＦＯバッファ）として実現される。コマンドキュー３０に格納可能なリードコマンドの数の上限は、現在のＶＴの値に比例した値に制限される。

【0171】

サスペンドマネージャ２２は、スケジューラ２１からＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに出力されるコマンドシーケンスに基づいて、実行中の消去／プログラムコマンドに対する中断の回数または中断時間の合計を監視する。ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにおいて実行されているコマンドが消去コマンドまたはプログラムコマンドであり、且つ実行中の消去コマンドまたはプログラムコマンドに対する中断の回数または中断時間の合計が上限値未満である場合、サスペンドマネージャ２２は、中断可能を示すフラグ（ｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇ）をオン状態に設定する。

【0172】

ＶＴが第１の値（例えば０）よりも大きく、且つｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇがオン状態である場合、スケジューラ２１は、消去／プログラムコマンドの実行を中断し、代わりに、ｉｎｐｕｔ＃１に存在するリードコマンドの実行を開始する。

【0173】

一方、ｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇがオフ状態である場合には、たとえＶＴが第１の値（例えば０）よりも大きい場合であっても、スケジューラ２１は、消去／プログラムコマンドの実行を中断せず、この消去／プログラムコマンドの実行を継続する。

【0174】

図６は、スケジューラのｉｎｐｕｔ＃０のリードコマンドの実行が開始された場合に実行されるＶＴ更新動作と、スケジューラのｉｎｐｕｔ＃１の消去またはプログラムコマンドの実行が開始された場合に実行されるＶＴ更新動作とを示す図である。

【0175】

最初に、図６の（Ａ）を参照して、ｉｎｐｕｔ＃０に３つのリードコマンドが連続して入力され、ｉｎｐｕｔ＃１に消去コマンドあるいはプログラムコマンドがまったく入力されない場合について説明する。ｉｎｐｕｔ＃０に入力される各リードコマンドにおいては、重みＷｒ（＝１）が設定されている。フラッシュストレージデバイス３は、これらのリードコマンドを連続的に実行する。

【0176】

最初に、時刻ｔにおいて、ＶＴの値は初期値（例えば０）に設定される。この初期値は第１の値として使用される。ここでは、ｉｎｐｕｔ＃１に消去コマンドあるいはプログラムコマンドがまったく入力されない場合を想定しているため、次の実行対象のコマンドとしてｉｎｐｕｔ＃０の最初のリードコマンドが選択される。時刻ｔ＋１において、最初のリードコマンドの実行が開始されると、この最初のリードコマンドに対応する重みＷｒがＶＴから減算され、ＶＴ＝０－１＝－１になる。

【0177】

最初のリードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋２において、２番目のリードコマンドの実行が開始される。２番目のリードコマンドの実行が開始されると、この２番目のリードコマンドに対応する重みＷｒがＶＴから減算され、ＶＴ＝－１－１＝－２になる。

【0178】

２番目のリードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋３において、３番目のリードコマンドの実行が開始される。３番目のリードコマンドの実行が開始されると、この３番目のリードコマンドに対応する重みＷｒがＶＴから減算され、ＶＴ＝－２－１＝－３になる。

【0179】

このようにして、各リードコマンドの実行開始の度、各リードコマンドに対応する重みを使用してＶＴの値の更新が行われる。

【0180】

次に、図６の（Ｂ）を参照して、ｉｎｐｕｔ＃０にリードコマンドがまったく入力されず、ｉｎｐｕｔ＃１にプログラムコマンド、消去コマンド、プログラムコマンドがこの順で入力される場合について説明する。

【0181】

最初に、時刻ｔにおいて、ＶＴの値は初期値（例えば０）に設定される。ここでは、ｉｎｐｕｔ＃０にリードコマンドがまったく入力されない場合を想定しているため、次の実行対象のコマンドとしてｉｎｐｕｔ＃１の最初のコマンド（ここでは、プログラムコマンド）が選択される。時刻ｔ＋１において、プログラムコマンドの実行が開始されると、このプログラムコマンドに対応する重みＷｐ（＝３０）がＶＴに加算され、ＶＴ＝０＋３０＝＋３０になる。

【0182】

このプログラムコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋２において、次のコマンド（ここでは、消去コマンド）の実行が開始される。消去コマンドの実行が開始されると、この消去コマンドに対応する重みＷｅ（＝１０）がＶＴに加算され、ＶＴ＝３０＋１０＝＋４０になる。

【0183】

このプログラムコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋３において、さらに次のコマンド（ここでは、プログラムコマンド）の実行が開始される。ＶＴの上限値が＋４０に設定されている場合においては、このプログラムコマンドの実行が開始されても、ＶＴの値は上限値（＝＋４０）に維持される。

【0184】

このようにして、プログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行が開始される度に、プログラムコマンドあるいは消去コマンドに対応する重みを使用してＶＴの値の更新が行われる。

【0185】

図７は、ＶＴの値に基づいて、ｉｎｐｕｔ＃０とｉｎｐｕｔ＃１から、高優先度の入力を選択する動作を示す図である。図７の（Ａ）、（Ｂ）の各々においては、二つの入力ｉｎｐｕｔ＃０、ｉｎｐｕｔ＃１の各々にコマンドが入力されている場合が想定されている。

【0186】

図７の（Ａ）では、ＶＴの値が０より大きい場合が例示されている。ＶＴが０より大きい場合、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃０を高優先度の入力として選択し、ｉｎｐｕｔ＃０に入力されるコマンド（リードコマンド）の実行を開始する。

【0187】

図７の（Ｂ）では、ＶＴの値が０より小さい場合が例示されている。ＶＴが０より小さい場合、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃１を高優先度の入力として選択し、ｉｎｐｕｔ＃１に入力されるコマンド（ここではプログラムコマンド）の実行を開始する。

【0188】

図８は、ｉｎｐｕｔ＃０に入力される幾つかのリードコマンドの実行が完了した後に、ｉｎｐｕｔ＃１に入力されるプログラムコマンドの実行を開始する動作を示す図である。

【0189】

最初に、時刻ｔにおいて、ＶＴの値は初期値（例えば０）に設定される。ここで、ｉｎｐｕｔ＃０に２つのリードコマンドが連続して入力され、ｉｎｐｕｔ＃１に消去コマンドあるいはプログラムコマンドがまったく入力されない場合を想定する。

【0190】

時刻ｔ＋１において、ｉｎｐｕｔ＃０の最初のリードコマンドの実行が開始され、ＶＴからこの最初のリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝０－１＝－１となる。次に、時刻ｔ＋２において、２番目のリードコマンドの実行が開始され、ＶＴからこの２番目のリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝－１－１＝－２となる。ここで、ｉｎｐｕｔ＃１にプログラムコマンドが入力されると、スケジューラ２１は、ＶＴ＜０であるため、ｉｎｐｕｔ＃１を高優先度の入力として選択する。

【0191】

したがって、時刻ｔ＋３において、プログラムコマンドの実行が開始され、ＶＴにこのプログラムコマンドに対応するＷｐ（＝３０）が加算され、ＶＴ＝－２＋３０＝＋２８となる。ここで、ｉｎｐｕｔ＃０に後続のリードコマンドが入力された場合を想定する。この場合、このプログラムコマンドの実行が完了すると、スケジューラ２１は、ＶＴ＞０であるため、ｉｎｐｕｔ＃０を高優先度の入力として選択する。

【0192】

そして、時刻ｔ＋４において、この後続のリードコマンドの実行が開始され、ＶＴからこの後続のリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝＋２８－１＝＋２７となる。

【0193】

このように、各コマンドの重みに応じて累積重みＶＴの値の更新を行いながら、各コマンドが実行される。

【0194】

図９は、ｉｎｐｕｔ＃１のプログラムコマンドの実行を中断し、プログラムコマンドの実行が中断されている間にｉｎｐｕｔ＃０のリードコマンドを実行する動作を示す図である。

【0195】

ある時刻ｔにおいて、ＶＴ＝－５であったとき、ＶＴ＜０であるため、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃１を高優先度の入力として選択する。時刻ｔ＋１において、プログラムコマンドの実行が開始され、ＶＴにこのプログラムコマンドに対応するＷｐ（＝３０）が加算され、ＶＴ＝－５＋３０＝＋２５となる。

【0196】

プログラムコマンドが実行中であり、且つＶＴ＞０であるため、サスペンド条件が満たされる。この時、ｉｎｐｕｔ＃０に１つのリードコマンドが到着した場合を想定する。この場合、時刻ｔ＋２において、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにサスペンドコマンドを送信することによってプログラムコマンドの実行を中断（サスペンド）し、代わりにｉｎｐｕｔ＃０に入力されたリードコマンドの実行を開始する。リードコマンドの実行の開始に伴い、ＶＴからこのリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝＋２５－１＝＋２４となる。

【0197】

ここで、後続のリードコマンドがｉｎｐｕｔ＃０に入力されていない場合を想定する。ＶＴ＞０であるが、ｉｎｐｕｔ＃０には実行可能なリードコマンドが存在しない。このため、リードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋３において、スケジューラ２１は、中断していたプログラムコマンドの実行の再開を指示するコマンドをＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送信し、これによって中断していたプログラムコマンドの実行を再開する。このプログラムコマンドの重みは既にＶＴに加算済みであるため、時刻ｔ＋３においては、ＶＴの更新は行われない。

【0198】

一般に、プログラム動作および消去動作の各々の実行に要する時間は読み出し動作の実行に要する時間よりも長い。従って、サスペンド条件を満たす場合には、実行中のプログラムコマンドあるいは消去コマンドを中断してリードコマンドを優先的に実行することにより、先行するプログラムコマンドあるいは消去コマンドによってリードコマンドの実行開始が遅くなることを防止することが可能となる。

【0199】

図１０は、ｉｎｐｕｔ＃１のプログラムコマンドの実行を中断し、プログラムコマンドの実行が中断されている間にｉｎｐｕｔ＃０の複数のリードコマンドを実行する動作を示す図である。

【0200】

ある時刻ｔにおいて、ＶＴ＝－２７＜０であったとき、スケジューラ２１は、次に実行するコマンドとして、ｉｎｐｕｔ＃１に入力されているコマンド（プログラムコマンドまたは消去コマンド）を優先的に選択する。時刻ｔ＋１において、プログラムコマンドの実行が開始され、ＶＴにこのプログラムコマンドに対応するＷｐ（＝３０）が加算され、ＶＴ＝－２７＋３０＝＋３となる。

【0201】

プログラムコマンドが実行されている間に、ｉｎｐｕｔ＃０に例えば３つのリードコマンドが連続して入力される場合を想定する。この場合、プログラムコマンドが実行中であり、且つＶＴ＞０であるため、サスペンド条件が満たされる。したがって、時刻ｔ＋２において、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにサスペンドコマンドを送信することによってプログラムコマンドの実行を中断（サスペンド）し、代わりにｉｎｐｕｔ＃０に入力される最初のリードコマンドの実行を開始する。最初のリードコマンドの実行の開始に伴い、ＶＴからこのリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝＋３－１＝＋２となる。ＶＴ＞０であるため、まだサスペンド条件が満たされている。

【0202】

最初のリードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋３において、２番目のリードコマンドの実行が開始され、ＶＴから２番目のリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝＋２－１＝＋１となる。ＶＴ＞０であるため、まだサスペンド条件が満たされている。

【0203】

２番目のリードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋４において、３番目のリードコマンドの実行が開始され、ＶＴから３番目のリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝＋１－１＝０となる。ＶＴ＝０であるため、サスペンド条件が満たされなくなる。

【0204】

したがって、３番目のリードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋５において、スケジューラ２１は、中断していたプログラムコマンドの実行の再開を指示するコマンドをＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送信し、これによって中断していたプログラムコマンドの実行を再開する。このプログラムコマンドの重みは既にＶＴに加算済みであるため、時刻ｔ＋５においては、ＶＴの更新は行われない。

【0205】

ここでは、プログラムコマンドが中断されている間に３つのリードコマンドが実行される場合について説明したが、ここで実行されるリードコマンドの数は１つであってもよいし４つ以上であってもよい。

【0206】

図１１は、ｉｎｐｕｔ＃１のプログラムコマンドの実行を複数回中断する動作を示す図である。

【0207】

ある時刻ｔにおいて、ＶＴ＝－３であったとき、ＶＴ＜０であるため、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃１を高優先度の入力として選択する。時刻ｔ＋１において、プログラムコマンドの実行が開始され、ＶＴにこのプログラムコマンドに対応するＷｐ（＝３０）が加算され、ＶＴ＝－３＋３０＝＋２７となる。

【0208】

プログラムコマンドが実行中であり、且つＶＴ＞０であるため、サスペンド条件が満たされる。この時、ｉｎｐｕｔ＃０に１つのリードコマンドが入力された場合を想定する。この場合、時刻ｔ＋２において、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにサスペンドコマンドを送信することによってプログラムコマンドの実行を中断（サスペンド）し、代わりにｉｎｐｕｔ＃０に入力されたリードコマンドの実行を開始する。リードコマンドの実行の開始に伴い、ＶＴからこのリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝＋２７－１＝＋２６となる。

【0209】

ここで、後続のリードコマンドがｉｎｐｕｔ＃０に入力されない場合を想定する。ＶＴ＞０であるが、ｉｎｐｕｔ＃０には実行可能なリードコマンドが存在しない。このため、リードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋３において、スケジューラ２１は、中断していたプログラムコマンドの実行の再開を指示するコマンドをＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送信し、これによって中断していたプログラムコマンドの実行を再開する。このプログラムコマンドの重みは既にＶＴに加算済みであるため、時刻ｔ＋３においては、ＶＴの更新は行われない。

【0210】

プログラムコマンドが実行中であり、且つＶＴ＞０であるため、またサスペンド条件が満たされている。この時、ｉｎｐｕｔ＃０に１つの後続のリードコマンドが入力された場合を想定する。この場合、時刻ｔ＋４において、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにサスペンドコマンドを送信することによってプログラムコマンドの実行を再度中断（サスペンド）し、代わりにｉｎｐｕｔ＃０に入力された１つの後続のリードコマンドの実行を開始する。１つの後続のリードコマンドの実行の開始に伴い、ＶＴからこの１つの後続のリードコマンドに対応するＷｒ（＝１）が減算され、ＶＴ＝＋２６－１＝＋２５となる。

【0211】

ここで、別の後続のリードコマンドがｉｎｐｕｔ＃０に入力されない場合を想定する。ＶＴ＞０であるが、ｉｎｐｕｔ＃０には実行可能なリードコマンドが存在しない。このため、１つの後続のリードコマンドの実行が完了すると、時刻ｔ＋５において、スケジューラ２１は、中断していたプログラムコマンドの実行の再開を指示するコマンドをＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送信し、これによって中断していたプログラムコマンドの実行を再開する。このプログラムコマンドの重みは既にＶＴに加算済みであるため、時刻ｔ＋５においては、ＶＴの更新は行われない。

【0212】

ここでは、一つのプログラムコマンドの実行を２回中断する場合について説明したが、３回以上の中断が行われてもよい。しかし、中断回数の上限回数が規定されている場合には、一つのプログラムコマンドに対する中断回数が上限回数に達した後は、たとえサスペンド条件が満たされていても、スケジューラ２１は、この一つのプログラムコマンドの実行を中断せずに、この一つのプログラムコマンドの実行を継続する。

【0213】

図１２は、フラッシュストレージデバイス３において実行されるスケジューリング動作の基本的な手順を示すフローチャートである。以下では、ある特定の一つのＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送出すべきコマンドのうちから、ある特定の一つのＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに実行させるコマンドを決定するスケジューリング動作について説明するが、他の各ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイについても同様の手順でスケジューリング動作が実行される。

【0214】

スケジューラ２１は、ある特定の一つのＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに対応するＶＴの値によって決定される二つの入力（ｉｎｐｕｔ＃０、ｉｎｐｕｔ＃１）間の優先順位に基づき、これら二つの入力（ｉｎｐｕｔ＃０、ｉｎｐｕｔ＃１）のうちから、コマンドが実行されるべき高優先度の入力を選択する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに対応する累積重み管理テーブルＴ＃０からＶＴの値を取得し、ＶＴの値が第１の値（例えば０）よりも大きい場合は、ｉｎｐｕｔ＃０を高優先度の入力として選択し、ＶＴの値が第１の値（例えば０）よりも小さい場合は、ｉｎｐｕｔ＃１を高優先度の入力として選択する。

【0215】

スケジューラ２１は、選択した高優先度の入力に対応する一つのコマンドの実行を開始する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、スケジューラ２１は、選択した高優先度の入力に対応する一つのコマンドに対応する動作を指示するコマンドシーケンスをＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイに送信する。

【0216】

スケジューラ２１は、実行が開始された一つのコマンドに関連付けられた重みを取得する（ステップＳ１３）。この一つのコマンド自体に重みが含まれている場合には、スケジューラ２１は、この一つのコマンドからこのコマンドに関連付けられた重みを取得する。また、リードコマンドに関連付けられた重みＷｒと、プログラムコマンドに関連付けられた重みＷｐと、消去コマンドに関連付けられた重みＷｅとが管理テーブルＴ＃１によって管理されている場合には、スケジューラ２１は、実行が開始された一つのコマンドの種類に対応する重みを管理テーブルＴ＃１から取得する。

【0217】

スケジューラ２１は、ステップＳ１３で取得した重みを使用してＶＴの値を更新する（ステップＳ１４）。実行が開始された一つのコマンドがリードコマンドであった場合には、ＶＴは、ＶＴの値からこのリードコマンドに関連付けられた重みＷｒを減算することによって得られる値に更新される（ＶＴ＝ＶＴ－Ｗｒ）。実行が開始された一つのコマンドがプログラムコマンドあるいは消去コマンドであった場合には、ＶＴは、ＶＴの値にこのコマンドに関連付けられた重み（ＷｐあるいはＷｅ）を加算することによって得られる値に更新される（ＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｒ、あるいはＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｅ）。

【0218】

図１３は、図１２のスケジューリング動作においてＶＴに応じて実行される入力選択動作の手順を示すフローチャートである。

【0219】

スケジューラ２１は、ＶＴの値が閾値（例えば０）より大きいか、小さいかあるいは等しいかのいずれであるかを判定する（ステップＳ２１，２２）。

【0220】

ＶＴの値が０より大きい場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃０を高優先度の入力として選択し、この選択したｉｎｐｕｔ＃０に対応する一つのリードコマンドの実行を開始する（ステップＳ２３）。そして、スケジューラ２１は、ＶＴの値からこのリードコマンドに対応する重みＷｒを減算することによって、ＶＴの値を更新する（ＶＴ＝ＶＴ－Ｗｒ）（ステップＳ２４）。

【0221】

ＶＴの値が０より小さい場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃１を高優先度の入力として選択し、この選択したｉｎｐｕｔ＃１に対応する一つの消去／プログラムコマンドの実行を開始する（ステップＳ２５）。そして、スケジューラ２１は、ＶＴの値にこの消去／プログラムコマンドに対応する重み（ＷｐあるいはＷｅ）を加算することによって、ＶＴの値を更新する（ＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｐ、あるいはＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｅ）（ステップＳ２６）。

【0222】

ＶＴの値が０と等しい場合（ステップＳ２２のＮＯ）、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃０またはｉｎｐｕｔ＃１のいずれかを選択し、ｉｎｐｕｔ＃０に対応する一つのリードコマンド、または、ｉｎｐｕｔ＃１に対応する一つの消去／プログラムコマンドの実行を開始する（ステップＳ２７）。このとき、優先して選択されるべき入力は、あらかじめ決められていてもよい。

【0223】

そして、スケジューラ２１は、実行が開始されたコマンドに関連付けられた重みを使用してＶＴの値を更新する（ステップＳ２８）。ステップＳ２７において実行が開始されたコマンドがリードコマンドであった場合には、スケジューラ２１は、ＶＴの値から実行対象のリードコマンドに対応する重みＷｒを減算することによって、ＶＴの値を更新する（ＶＴ＝ＶＴ－Ｗｒ）。ステップＳ２７において実行が開始されたコマンドがプログラムコマンドまたは消去コマンドであった場合には、スケジューラ２１は、ＶＴの値にプログラムコマンドまたは消去コマンドに対応する重みＷｐまたはＷｅを加算することによって、ＶＴの値を更新する（ＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｐ、またはＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｅ）。

【0224】

図１４は、図１２のスケジューリング動作において実行されるサスペンド動作の手順を示すフローチャートである。

【0225】

スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにおいてプログラムコマンドあるいは消去コマンドが実行中であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。プログラムコマンドあるいは消去コマンドが実行中である場合（ステップＳ３１のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、ＶＴの値が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ３２）。つまり、スケジューラ２１は、サスペンド条件が満たされているか否かを判定する。

【0226】

ＶＴの値が０より大きい場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、実行中のプログラムコマンドあるいは消去コマンドに対する中断の回数（または中断時間の合計）が上限未満であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。

【0227】

実行中のプログラムコマンドあるいは消去コマンドに対する中断の回数（または中断時間の合計）が上限未満であるならば（ステップＳ３３のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにサスペンドコマンドを送信することによって、実行中のプログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行を中断させ、リードコマンドの実行を開始する（ステップＳ３４）。そして、スケジューラ２１は、ＶＴの値から実行対象のリードコマンドに対応する重みＷｒを減算することによって、ＶＴの値を更新する（ＶＴ＝ＶＴ－Ｗｒ）（ステップＳ３５）。

【0228】

ＶＴの値が０以下であった場合（ステップＳ３２のＮＯ）、あるいは、実行中のプログラムコマンドあるいは消去コマンドに対する中断の回数（または中断時間の合計）が上限に到達している場合（ステップＳ３３のＮＯ）、スケジューラ２１は、プログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行を中断せずに、プログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行を継続する（ステップＳ３６）。

【0229】

スケジューラ２１は、ＶＴの値に応じてコマンドキュー（ＦＩＦＯ）３０に格納可能なリードコマンドの数の上限を決定し、後続のリードコマンドをコマンドキュー（ＦＩＦＯ）３０にこの上限数まで格納する（ステップＳ３７）。例えば、ＶＴの値が０より大きく、且つリードコマンドに関連付けられた重みが１である場合には、コマンドキュー（ＦＩＦＯ）３０に格納可能なリードコマンドの上限数はＶＴの値と等しい値に設定され、ＶＴの値が０以下の場合には、コマンドキュー（ＦＩＦＯ）３０に格納可能なリードコマンドの上限数は１に設定される。

【0230】

スケジューラ２１は、プログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行が完了したか否かを判定する（ステップＳ３８）。

【0231】

プログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行が完了していない場合（ステップＳ３８のＮＯ）、プログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行が継続される（ステップＳ３６）。

【0232】

プログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行が完了した場合（ステップＳ３８のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、コマンドキュー（ＦＩＦＯ）３０に格納されている全てのリードコマンドを連続して実行する（ステップＳ３９）。

【0233】

図１５は、サスペンド動作と再開動作とを含むスケジューリング動作の手順の一部分を示すフローチャートである。

【0234】

スケジューラ２１は、ＶＴの値が０より小さいか、あるいは、ｉｎｐｕｔ＃０にリードコマンドが存在しない、という条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ４１）。

【0235】

ＶＴの値が０より小さい、あるいは、ｉｎｐｕｔ＃０にリードコマンドが存在しない場合（ステップＳ４１のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、中断されているプログラムコマンドあるいは消去コマンドが存在するか否かを判定する（ステップＳ４２）。

【0236】

中断されているプログラムコマンドあるいは消去コマンドがある場合（ステップＳ４２のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、中断されているプログラムコマンドあるいは消去コマンドの実行を再開する（ステップＳ４３）。このとき、中断されたコマンドの再開であるため、ＶＴの値の更新は行われない。

【0237】

その後、サスペンドマネージャ２２は、ｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇを制御する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４では、中断されたコマンドの再開からインターバル時間が経過するまでの間は、ｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇをオフ状態に維持される。この再開されたプログラムコマンドあるいは消去コマンドに対する中断の回数または中断時間の合計が上限値に達していない場合には、インターバル時間が経過した後にｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇはオン状態に変更される（ステップＳ４４）。

【0238】

中断されているプログラムコマンドあるいは消去コマンドが無い場合（ステップＳ４２のＮＯ）、スケジューラ２１は、ｉｎｐｕｔ＃１に入力される新規プログラムコマンドあるいは新規消去コマンドの実行を開始する（ステップＳ４５）。そして、スケジューラ２１は、ＶＴの値にこの新規プログラムコマンドあるいは新規消去コマンドに対応する重みＷｐまたはＷｅを加算することによって、ＶＴの値を更新する（ＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｐ、またはＶＴ＝ＶＴ＋Ｗｅ）（ステップＳ４６）。その後、サスペンドマネージャ２２は、ｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇを制御し、例えば、実行が開始されたプログラムコマンドあるいは消去コマンドに対する中断の回数または中断時間の合計が上限値に達している場合には、ｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇをオフ状態に設定し、上限値に達していない場合には、ｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇをオン状態に設定する（ステップＳ４４）。

【0239】

ＶＴの値が０より小さいか、あるいは、ｉｎｐｕｔ＃０にリードコマンドが存在しない、という条件が満たされていない場合（ステップＳ４１のＮＯ）、処理は、図１６のステップＳ５１に進む（ステップＳ４７）。

【0240】

図１６は、サスペンド動作と再開動作とを含むスケジューリング動作の手順の残り部分を示すフローチャートである。

【0241】

スケジューラ２１は、ＶＴの値が０より大きいか、あるいは、ｉｎｐｕｔ＃１にプログラムコマンドあるいは消去コマンドが存在しない、という条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ５１）。

【0242】

ＶＴの値が０より大きい、あるいは、ｉｎｐｕｔ＃１にプログラムコマンドあるいは消去コマンドが存在しない場合（ステップＳ５１のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、実行中のプログラムコマンドあるいは実行中の消去コマンドが存在するか否かを判定する（ステップＳ５２）。

【0243】

実行中のプログラムコマンドあるいは実行中の消去コマンドが存在する場合（ステップＳ５２のＹＥＳ）、スケジューラ２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリダイにサスペンドコマンドを送信することによって、リードコマンドを実行するために、実行中のプログラムコマンドあるいは実行中の消去コマンドを中断させる（ステップＳ５３）。

【0244】

ステップＳ５３の後、または、実行中のプログラムコマンドあるいは実行中の消去コマンドが存在しない場合（ステップＳ５２のＮＯ）、サスペンドマネージャ２２は、リードコマンドの実行に備えてｒｅａｄａｂｌｅ ｆｌａｇをオフ状態に切り替え、そしてスケジューラ２１はｉｎｐｕｔ＃０に対応する一つのリードコマンドの実行を開始する（ステップＳ５４、Ｓ５５）。そして、スケジューラ２１は、ＶＴの値からこのリードコマンドに対応する重みＷｒを減算することによって、ＶＴの値を更新する（ＶＴ＝ＶＴ－Ｗｒ）（ステップＳ５６）。

【0245】

ＶＴの値が０より大きいか、あるいは、ｉｎｐｕｔ＃１にプログラムコマンドあるいは消去コマンドが存在しない、という条件が満たされていない場合（ステップＳ５１のＮＯ）、処理は、先に説明した図１５におけるステップＳ４１に進む（ステップＳ５７）。

【0246】

以上説明したように、本実施形態によれば、累積重みに基づいて、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきリードコマンドそれぞれを受け付けるためのｉｎｐｕｔ＃０と、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべき消去コマンドそれぞれとＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に送出すべきプログラムコマンドそれぞれとを受け付けるためのｉｎｐｕｔ＃１のうちから、コマンドが実行されるべき高優先度の入力が選択される。そして、選択した高優先度の入力に対応する一つのコマンドの実行が開始され、この一つのコマンドに関連付けられた重みを使用して累積重み（ＶＴ）が更新される。

【0247】

例えば、ポリシー＃１が利用されるケースについては、累積重みは、ｉｎｐｕｔ＃０の一つのリードコマンドの実行が開始された場合、一つのリードコマンドに関連付けられた重みをこの累積重みから減算することによって得られる値に更新される。また、ｉｎｐｕｔ＃１の一つの消去／プログラムコマンドの実行が開始された場合には、累積重みは、この一つの消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みをこの累積重みに加算することによって得られる値に更新される。したがって、各リードコマンドに関連付けられた重みを例えば１に設定し、各消去／プログラムコマンドに関連付けられた重みを例えば３０に設定した場合には、リードコマンドの集合を消去／プログラムコマンドの集合の３０倍の頻度で実行することが可能となる。よって、実行されるリードコマンドの数と実行される消去／プログラムコマンドの数との間の比率がホスト２の求める時間配分に対応する比率になるようにスケジューリング動作を行うことができる。

【0248】

また、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において実行されているコマンドが消去／プログラムコマンドであり、且つ現在の累積重みの値が第１の値よりも大きいという条件（サスペンド条件）を満たす場合（ポリシー＃２が利用されるケースでは、現在の累積重みの値が第１の値よりも小さいという条件を満たす場合）、消去／プログラムコマンドの実行が中断される。消去／プログラムコマンドの実行を中断された後、一つのリードコマンドの実行を開始する動作と、この一つのリードコマンドに関連付けられた重みを使用して累積重みを更新する動作とが、ｉｎｐｕｔ＃０からリードコマンドがなくなるか、または累積重みが第１の値よりも大きいという条件を満たさなくなるまで（ポリシー＃２が利用されるケースでは、累積重みの値が第１の値よりも小さいという条件を満たさなくなるまで）、繰り返し実行されてから、中断中の消去／プログラムコマンドの実行が再開される。

【0249】

したがって、実行されるリードコマンドの数と実行される消去／プログラムコマンドの数との間の比率がホスト２の求める時間配分に対応する比率に近づくように制御しつつ、リードレイテンシーの変動量を低減ことが可能となる。

【0250】

なお、ｉｎｐｕｔ＃０に複数のリードコマンドが到着しており、且つ累積重みがこれらリードコマンドそれぞれの重みの総和以上である場合には、１回の中断中にこれら複数のリードコマンドを実行することができる。このため、限られた中断回数の下でも、リードレイテンシーの変動を効率よく低減することが可能となる。

【0251】

さらに、本実施形態では、累積重みの値が、ｉｎｐｕｔ＃０が高優先度の入力として選択される条件を満たしている場合、コマンドキュー３０に格納可能なリードコマンドの数の上限は、累積重みの値に比例する数に設定される。この結果、コマンドキュー３０のサイズを必要以上に大きくすることなく、実行されるリードコマンドの数と実行される消去／プログラムコマンドの数との間の比率をホスト２の求める時間配分に対応する比率に近づけるための制御を効率よく実行することができる。また、累積重みの値が、ｉｎｐｕｔ＃０が高優先度の入力として選択されるという条件を満たさない場合、コマンドキュー３０に格納可能なリードコマンドの数の上限は、１に設定される。これにより、累積重みが、第１の入力が高優先度の入力として選択される条件を満たしていない間は、コマンドキューに格納可能なリードコマンドの最大数を１に維持することができる。よって、例えば、ｉｎｐｕｔ＃１から消去／プログラムコマンドが無くなった直後に、コマンドキュー３０内のリードコマンドを即座に実行することができる。

【0252】

以上のように、本実施形態では、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５に対するアクセスを柔軟に制御可能となる。

【0253】

なお、本実施形態では、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において実行されているコマンドが消去／プログラムコマンドであり、且つ累積重みの値が第１の値よりも大きい場合に、消去／プログラムコマンドの実行を中断したが、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ５において実行されているコマンドが消去／プログラムコマンドであり、且つ累積重みの値が第１の値以上である場合に、消去／プログラムコマンドの実行を中断してもよい。

【0254】

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】

【0255】

２…ホスト、３…フラッシュストレージデバイス、４…コントローラ、５…ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、２１…スケジューラ、２２…サスペンドマネージャ。

【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】