盘阵列设备、盘控制设备、固态驱动器、盘控制方法和记录介质的制作方法
【专利说明】盘阵列设备、盘控制设备、固态驱动器、盘控制方法和记录介质
[0001]本发明基于并且要求2014年11月5日提交的日本专利申请N0.2014-225394的优先权的利益，其公开内容在此援引整体加入进来。
技术领域
[0002]本发明涉及盘控制技术，更具体涉及扩展固态驱动器的寿命跨度的技术。
【背景技术】
[0003]盘阵列设备已知包括多个存储设备，诸如构成阵列的硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)。称为精简配置的技术涉及这样的盘阵列设备。通过精简配置，盘阵列设备将阵列的物理区域分割成被称为块区(extent)(物理区块)的特定大小的扇区以便管理，并且当对逻辑卷进行写入访问时虚拟地分配物理块区。通过这样的精简配置的过程，盘的物理容量可以被减小。
[0004]通过精简配置，通过由主机装置执行的数据写入而触发物理块区的分配。图1是示出物理块区分配的图像的图示。此外，不再必需的物理块区被来自主机装置的释放命令(例如，小型计算机系统接口(SCSI)命令的UNMAP命令)所释放。
[0005]当指定匹配一个物理块区的范围的UNMAP (未映射)命令被发布时，盘阵列设备释放对应的物理块区。当主机装置新写入数据时，释放的物理块区随后被分配作为用于数据写入的区域。当释放物理块区时，盘阵列设备保持物理块区中的数据不变。然后，当物理块区被新分配作为用于数据写入的区域时，盘阵列更新物理块区中的数据。
[0006]与之对照，当指定小于对应于一个物理块区的范围的范围的UNMAP命令被发布时，物理块区中但在UNMAP命令所指定的范围之外的数据必须被保持。因此，盘阵列设备不能释放整个物理块区。在此情况下，此外，当读取针对其发布了 UNMAP命令的范围时，主机装置期望返回“O”的数据。
[0007]PTL I公开了一种用于掌控区域释放命令(UNMAP命令)的技术，指定了小于对应于一个物理块区的范围的范围的该命令被发布。当指定范围小于对应于一个物理块区的范围时，根据PTL I的存储设备在UNMAP命令指定的范围中写入“O”。下文中，写入“O”的动作将被称为“零数据写入”。然后，存储设备周期性检查是否物理块区中的所有数据通过例如UNMAP命令的发布而被覆写为“0”，由此释放物理块区。图2是示出由存储设备执行UNMAP命令的图像的图示。
[0008]PTL 2公开了一种类似于PTL I的技术。根据PTL 2的存储器系统从主机接收删除通知(UNMAP命令)，关于小于用于管理单元(例如物理块区)的量的数据，指定逻辑地址的消灭区域。在此情况下，存储器系统在(逻辑-物理转换表上对应于包括在消灭区域中且小于用于管理单元的区域的)非易失性存储器上的物理地址的区域中，写入预定数据模式。存储器系统进一步在逻辑-物理转换表上对应于由预定数据模式所完全覆盖的管理单元的可释放区域的物理地址中，写入无效值。存储器系统由此释放对应于管理单元的可释放区域的逻辑地址的区域。
[0009]但是，当盘阵列设备由SSD构成时，根据PTL I和PTL 2的技术具有下面的缺点。
[0010]在SSD中，与非(NAND)块(block)中的数据写入次数有限。这里，NAND块指的是构成要在更新数据时被删除的单元的块。因此，SSD中数据写入次数的增加导致SSD缩短寿命跨度。当指定小于对应于一个物理块区的范围的范围的UNMAP命令被发布时，将预定数据(例如“O”)写入到由UNMAP命令所指定的范围中的SSD中。当例如通过UNMAP命令的后续发布，物理块区中的所有数据都已经被覆写为预定数据时，释放物理块区。因此，当指定小于对应于一个物理块区的范围的范围的UNMAP被发布时，每次写入预定数据时，数据写入次数增加。
[0011]PTL 3公开了一种对上述缺点的解决方案。PTL 3提议当指定范围小于对应于一个物理块区的范围时存储对其已经发布UNMAP命令的范围的列表，由此减少零数据写入。
[0012]但是，根据PTL 3的技术具有下面的缺点。首先，列表是有限的，对于已经从列表溢出的UNMAP命令执行零数据写入。在这样的情况下，数据写入次数增加。其次，列表包括管理信息，且因此管理信息需要用于每个逻辑驱动器(LD)和SSD，这导致盘阵列设备的存储器的使用的增加。因此，盘阵列设备可用的高速缓存存储器容量被减小，或者安装更大存储器导致成本增加。
[0013]PTL 4公开了一种对源自PTL 3的技术的前述缺点的解决方案。根据PTL 4的存储系统包括构成不昂贵盘的冗余阵列(RAID)的一个或多个组的多个闪存封装，以及连接到多个闪存封装的控制器。每个闪存封装包括多个闪存芯片，闪存芯片包括多个物理块。控制器识别关于不必要区域的目标区域，并且将指定分配给包括在目标区域中的逻辑块的地址范围的释放命令，发射到管理该地址范围的驱动器。该驱动器随后释放对应的扇区，且由驱动器管理的逻辑扇区被管理作为要被释放的对象。然后，当逻辑块中的所有逻辑扇区转为要被释放的对象时，物理块被从逻辑块中释放。
[0014]PTL 5公开了一种用于在高速存储介质(例如SSD)中增加空闲空间的技术。在根据PTL 5的信息存储设备中，当信息删除控制单元检测到来自主机的删除请求时，信息复制单元将高速信息存储介质中的对应信息复制到低速信息存储介质(例如HDD)。信息复制单元还在接收到来自主机的恢复请求后，将来自低速信息存储介质的信息复制到高速信息存储介质。
[0015][引用列表]
[0016][专利文献]
[0017][PTL I]未审日本专利申请公开N0.2008-217689
[0018][PTL 2]未审日本专利申请公开N0.2012-203864
[0019][PTL 3]未审日本专利申请公开N0.2013-073409
[0020][PTL 4]国家专利公布 N0.2012-523594
[0021][PTL 5]未审日本专利申请公开N0.2011-090531
【发明内容】
[0022]因此，本发明提供一种盘阵列设备、盘控制设备、固态驱动器、盘控制方法和用于其的程序，由此，使得能够区分SSD中的逻辑块寻址(LBA)的UNMAPPED状态和数据异常。
[0023]根据本发明的一个方面的一种盘阵列设备包括:
[0024]固态驱动器电路，其提供状态信息，该状态信息指示构成要被删除的单元的物理区域是否分配给逻辑块寻址；以及
[0025]控制电路，在从所述固态驱动器接收到数据和尾部的值全为零的零数据之后，根据所提供的状态信息发射数据到主机装置。
[0026]根据本发明的一个方面的一种固态驱动器包括提供电路，其响应于从控制电路接收到的命令，提供状态信息，该状态信息指示构成要被删除的单元的物理区域是否映射在逻辑块寻址中，
[0027]其中，在从所述固态驱动器接收到数据和尾部的值全为零的零数据之后，所述控制电路根据所述状态信息发射数据到主机装置。
[0028]根据本发明的一个方面的一种固态驱动器包括提供电路，其响应于从控制电路接收到的命令，提供状态信息，该状态信息指示构成要被删除的单元的物理区域是否映射在逻辑块地址中，
[0029]其中，在从所述固态驱动器接收到数据和尾部的值全为零的零数据之后，所述控制电路根据所述状态信息发射数据到主机装置，
[0030]所述固态驱动器被配置为，当发射数据到所述控制电路时，添加对应于所述数据的状态信息，由此提供所述状态信息到所述控制电路。
[0031]根据本发明的一个方面的一种控制设备包括电路，在从固态驱动器接收到数据和尾部的值全为零的零数据之后，该电路根据状态信息发射数据到主机装置，所述状态信息从固态驱动器提供且指示构成要被删除的单元的物理区域是否映射在逻辑块地址中。
[0032]根据本发明的一个方面的一种盘控制方法，包括:使得计算机在从固态驱动器接收数据和尾部的值全为零的零数据之后，根据从所述固态驱动器提供的、指示构成要被删除的单元的物理区域是否映射在逻辑块地址中的状态信息，发射数据到主机装置。
[0033]根据本发明的一个方面的计算机可读非瞬时记录介质，记录程序，所述程序被配置为使得计算机在从固态驱动器接收数据和尾部的值全为零的零数据之后，根据从所述固态驱动器提供的、指示构成要被删除的单元的物理区域是否映射在逻辑块地址中的状态信息，发射数据到主机装置。
【附图说明】
[0034]根据下面的详细描述，同时结合附图，本发明的示例特征和优点将变得显然，在附图中:
[0035]图1是示出根据相关技术的物理块区分配的图像的图；
[0036]图2是示出根据相关技术的由存储设备执行UNMAP命令的图像的图；
[0037]图3是示出根据相关技术的SSD中的MAP状态管理表的更新的图像的图；
[0038]图4是示出根据相关技术的SSD中的MAP状态管理表的更新的另一图像的图；
[0039]图5是示出根据相关技术的在盘阵列设备中添加尾部的图像的图；
[0040]图6是示出根据相关技术的从SSD返回零数据和零尾部的图像的图；
[0041]图7是示出根据本发明的第一示例实施例的盘阵列设备的配置的框图；
[0042]图8是示出根据第一示例实施例的SSD的配置的框图；
[0043]图9是示出根据第一示例实施例的MAP状态管理表的结构的示例的图；
[0044]图10是示出根据第一示例实施例的分配管理表的结构的示例的图；
[0045]图11是示出根据第一示例实施例的实现盘阵列设备的计算机的硬件配置的框图；
[0046]图12是不出根据第一不例实施例的分配管理表的具体不例的图；
[0047]图13是示出根据第一示例实施例的MAP状态管理表的具体示例的图；
[0048]图14是示出根据第一示例实施例的盘阵列设备的操作的流程图；
[0049]图15是示出根据第一示例实施例的分配管理表的另一具体示例的图；
[0050]图16是示出根据第一示例实施例的MAP状态管理表的另一具体示例的图；
[0051]图17是示出根据第一示例实施例的盘阵列设备的另一操作的流程图；
[0052]图18是示出根据第一示例实施例的盘阵列设备的又一操作的流程图；
[0053]图19是示出根据第一