[发明专利]用于非易失性存储器存储系统的双范围目录

说明书

技术领域

本发明涉及非易失性存储器存储系统。更具体地说，本发明涉及针对非易失性存储器存储系统的使用而维护的目录结构。

背景技术

非易失性存储器(NVM)存储设备在计算机工业和电子工业中非常普及。计算机具有长期使用的NVM存储设备，以用于基本输入/输出系统(BIOS)代码存储设备和其它重要的引导例程。但是，近来，NVM存储设备的使用模型已经从数码相机图像存储设备极大地扩展到了歌曲的数字音乐播放器存储设备。NVM设备已经在大小上显著地减小并且在存储容量上显著地增加。现在，计算机工业正开始使用NVM设备为大容量存储设备建立固态驱动器(SSD)。未来，SSD能够部分地由于优秀的性能、更小的外形和更低的电能需求而显著地取代传统的硬盘驱动器。

附图说明

通过示例的方式来说明本发明，并且本发明不受附图的限制，其中，相似的标记指示相似的元件，并且其中：

图1说明了包括非易失性存储器存储系统的计算机系统的实施例。

图2说明了NVM子系统的实施例的详细视图。

图3说明了通过写入来添加新的存储元素的单范围目录结构的实施例。

图4-8说明了通过写入来添加新的存储元素的双范围目录结构的若干实施例。

图9是使用双范围目录结构将数据写入NVM存储阵列中的过程的实施例的流程图。

图10是使用双范围目录结构从NVM存储阵列中读取数据的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

描述了用于维护针对非易失性存储器的双范围目录结构的设备、系统和方法的实施例。

计算机系统可以包括非易失性存储器(NVM)存储子系统。在许多实施例中，NVM存储子系统可以是固态驱动器(SSD)。在其它实施例中，NVM存储子系统可以用于不同用途的(而不是通用的)存储驱动器。NVM存储子系统包括一个或多个NVM设备。例如，可以存在数个NAND闪速存储器设备，其在NVM存储子系统内创建存储阵列。NVM存储子系统(例如，SSD)存储了大量的可以是各种大小的存储元素。当写请求到达NVM子系统时，要被写入到NVM设备的数据随后被写入到在子系统内的NVM存储阵列的块中。

为了维护针对这些块所处位置的简单的访问结构，通常在非易失性存储器(例如系统存储器)中维护目录结构。目录结构包括与在NVM存储阵列中存储的每一个元素相对应的条目。

在许多实施例中，当写请求到达时，与NVM子系统相关联的逻辑至少分析逻辑块地址(LBA)开始地址和操作范围。在存储元素已经被存储在新写入的位置的许多情况下，较旧的元素被部分重写。在一些情况下，新元素有效地将旧元素分成两部分(即，在新元素的开始之前的前面部分，以及在新元素的结束之后的后面部分)。使用当前的目录结构，这使得维护目录的逻辑除了为新元素添加的条目之外还添加了额外的条目，因为较旧的元素现在是两个元素。这是必须的，因为当前的目录结构针对所有条目维护单个线性范围。

在许多实施例中，提出了双范围目录结构，其允许将对应于新元素的条目写入到目录结构中的前台空间，同时较旧的较大元素能够在目录结构中的后台空间中维护单个条目。这实质上允许当新的存储元素被不断地引入时，在目录结构中创建较少的总的条目。

在以下说明和权利要求中提及的、所公开的技术中的“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例而描述的特定特征、结构或特性被包括在所公开的技术的至少一个实施例中。因此，整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”的出现并非必然都是指同一实施例。

在以下说明和权利要求中，可以使用术语“包括”和“包含”以及它们的派生词，并且旨在被视为彼此的同义词。此外，在以下说明和权利要求中，可以使用术语“耦合”和“连接”以及它们的派生词。应当理解，这些术语不意在作为彼此的同义词。而是，在特定的实施例中，“连接”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接物理或电接触。“耦合”可以意味着两个或更多个元件直接物理或电接触。但是，“耦合”还可以意味着两个或更多个元件彼此没有直接接触，但仍然彼此合作、交互或通信。