存储设备及其恢复元数据的方法与流程

本发明构思的实施例总体上涉及存储设备。更具体地，本发明构思的实施例涉及生成与存储设备的日志重放(journal replay)操作相关联的日志数据的方法和通过使用日志数据来恢复元数据的方法。

背景技术：

1、半导体存储器器件可以根据其操作性质被分为易失性或非易失性。易失性半导体存储器器件的特征一般在于快速的数据访问(例如，读取和写入)速度，但是在没有施加电力的情况下会丢失存储的数据。相反，在非易失性半导体存储器器件中，即使没有施加电力，存储的数据也被妥当地保留。因此，非易失性半导体存储器器件用于存储不管所施加的电力的状态如何都应该(或必须)被保留的信息。

2、因此，包括非易失性存储器器件的存储设备可以持久或半持久地保留数据，而不管电力状态如何。然而，一些存储设备包括非易失性半导体存储器器件和易失性半导体存储器器件两者。在这方面，易失性存储器容量可以小于非易失性存储器容量，其中易失性半导体存储器器件相对于非易失性半导体存储器器件提供相对快的输入/输出速度。也就是说，某些存储设备可以使用一个或多个易失性半导体存储器器件作为一个或多个非易失性半导体存储器器件的高速缓冲(cache)存储器。

3、然而，如上所述，由于(例如)突然断电(sudden power off，spo)事件或常规系统崩溃，存储在存储设备的易失性半导体存储器器件中的数据可以在没有施加电力的情况下丢失。因此，为了防止这种数据丢失，一些存储设备可以在检测到电力中断时将易失性半导体存储器器件中存在的数据存储到非易失性半导体存储器器件中。参见例如于2017年9月3日提交的公开的美国专利申请no.2017/0068623，其主题通过引用并入本文。

技术实现思路

1、本发明构思的实施例提供了能够响应于(或基于)元数据的局部性(locality)信息来生成日志数据并且在恢复元数据时基于包括高速缓冲分配信息的日志数据将元数据存储在元高速缓冲或元缓存器(buffer)中的存储设备。

2、根据本发明构思的一些实施例，存储设备可以包括：被配置为存储用户数据的非易失性存储器器件；被配置为存储与用户数据相对应的元数据的元缓存器；具有比元缓存器更快的操作速度的元高速缓冲，其中，元数据的一部分被分配给元高速缓冲；以及被配置为生成元数据以及响应于元数据的局部性信息来确定元数据是存储在元缓存器中还是存储在元高速缓冲中的存储控制器，其中，当元数据被更新时，存储控制器响应于元数据的局部性信息来生成包括高速缓冲分配标志的日志数据，并且高速缓冲分配标志包括指示元数据是否被分配给元高速缓冲的高速缓冲分配信息。

3、根据本发明构思的一些实施例，存储设备的操作方法包括：在更新元数据时，识别与元数据相关的局部性信息；响应于局部性信息来确定元数据是否被分配给元高速缓冲；生成与元数据相关的包括高速缓冲分配标志的日志数据；将日志数据存储到日志缓存器；以及响应于指定条件将日志数据从日志缓存器移动到非易失性存储器器件。

4、根据本发明构思的一些实施例，存储设备的操作方法包括：从非易失性存储器器件加载日志数据；识别日志数据中包括的高速缓冲分配标志；以及响应于高速缓冲分配标志将与日志数据相对应的元数据恢复到存储控制器，其中，当元数据被分配给存储控制器的元高速缓冲时，高速缓冲分配标志是第一标志，当元数据被存储到存储控制器的元缓存器时，高速缓冲分配标志是第二标志。

技术特征：

1.一种存储设备，包括：

2.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述存储控制器还被配置为向元高速缓冲发送与元数据相关的元更新请求，以及响应于与所述元更新请求相对应的元响应来确定元数据是否被分配给元高速缓冲。

3.根据权利要求2所述的存储设备，其中，在确定元数据被分配给元高速缓冲时，存储控制器还被配置为生成包括第一标志的日志数据，否则

4.根据权利要求3所述的存储设备，其中，当在电力事件之后启动存储设备时，存储控制器还被配置为执行日志重放操作，并且

5.根据权利要求1所述的存储设备，其中，存储控制器还被配置为向元高速缓冲发送与元数据相关联的元更新请求，并且响应于与所述元更新请求相对应的响应时间来确定元数据是否被分配给元高速缓冲。

6.根据权利要求5所述的存储设备，其中，如果响应时间小于或等于参考时间，则存储控制器确定元数据被分配给元高速缓冲，否则

7.根据权利要求1所述的存储设备，其中，存储控制器还被配置为接收元管理信息，根据所述元管理信息来识别局部性信息，以及响应于所述局部性信息来确定元数据是否被分配给元高速缓冲。

8.根据权利要求1所述的存储设备，其中，存储控制器包括被配置为临时存储日志数据的日志缓存器，并且

9.根据权利要求8所述的存储设备，其中，所述指定条件是确定日志缓存器已满。

10.根据权利要求8所述的存储设备，其中，所述指定条件是存储设备的操作状态的突然改变。

11.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述日志数据包括：

12.一种存储设备的操作方法，所述方法包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其中，识别局部性信息包括从元管理器向元高速缓冲发送与元数据相关的元更新请求，以及从元高速缓冲向元管理器发送与所述元更新请求相对应的元响应，

14.根据权利要求13所述的方法，其中，生成日志数据包括：

15.根据权利要求12所述的方法，其中，识别局部性信息包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中，响应于所述局部性信息，确定元数据是否被分配给元高速缓冲包括：

17.根据权利要求12所述的方法，其中，识别局部性信息包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中，确定元数据被分配给元高速缓冲包括确定元数据的局部性大于或等于参考阈值，并且

19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述指定条件是确定日志缓存器已满和检测到存储设备的操作状态的突然改变之一。

20.一种存储设备的操作方法，所述方法包括：

技术总结
一种存储设备的操作方法，该方法包括：从非易失性存储器器件加载日志数据，识别日志数据中包括的高速缓冲分配标志，以及响应于该高速缓冲分配标志将与日志数据相对应的元数据恢复到存储控制器。这里，当元数据被分配给存储控制器的元高速缓冲时，该高速缓冲分配标志是第一标志，并且当元数据被存储到存储控制器的元缓存器时，该高速缓冲分配标志是第二标志。

技术研发人员：金泰焕
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12