[发明专利]基于闪存的储存器及其控制器

说明书

本申请公开了基于闪存的储存器及其控制器。提供了一种基于闪存的存储设备，其包括闪存介质和该闪存介质的包括多个处理器核心的控制器。控制器的闪存固件被分解成多个功能，该多个功能由多个处理器核心上的多个线程实现，多个功能中的不同功能由多个线程中的不同线程实现，并且多个线程中的至少一个线程被映射在多个处理器核心之一上。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月15日提交的韩国专利申请号为10-2017-0152433和2018年6月14日提交的申请号为10-2018-0068359的优先权和权益，这些申请的全部内容通过引用并入本文。

背景

(a)领域

所描述的技术大体上涉及基于闪存的存储设备及其控制器。

(b)相关技术的描述

闪速存储器被用作半导体存储器中的非易失性存储器。闪速存储器提供了某些优势，诸如快速读取速度、低功耗和非常密集的数据存储容量。因此，基于闪速存储器的存储设备被广泛用于替换硬盘。最近，基于闪存的存储设备(如固态硬盘(SSD))被用于不同计算域中的时间关键型应用，诸如高速缓存、数据库和引导驱动器。

此外，诸如非易失性存储器标准(NVMe)的存储器接口被设计成使得基于闪存的存储设备能够充分利用并行性。尽管新的存储器接口带来了诸多好处，但对于单个存储设备来说单独并行管理大量的I/O请求是有意义的。具体地，高性能的基于闪存的存储设备可以并行处理每秒一百万个I/O请求(MIOPS)。

概述

本发明的实施例提供了一种基于闪存的存储设备及其控制器，用于能够在短时间内处理许多I/O请求。

根据本发明的实施例，提供了一种基于闪存的存储设备，其包括闪存介质和该闪存介质的包括多个(a plurality of)处理器核心的控制器。控制器的闪存固件被分解成多个功能，该多个功能由多个处理器核心上的多个线程实现，多个功能中的不同功能由多个线程中的不同线程实现，并且多个线程中的至少一个线程被映射在多个处理器核心之一上。

基于闪存的存储设备还可以包括内部存储器。多个功能可以包括解析来自主机的队列的输入/输出(I/O)请求的第一功能、将I/O请求的逻辑地址转换成对于闪存介质的物理地址的第二功能、以及基于I/O请求的物理地址构成对于闪存介质的闪存事务的第三功能。多个线程可以包括用于实现第一功能的至少一个第一线程、用于实现第二功能的至少一个第二线程、以及用于实现第三功能的至少一个第三线程。可以由多个线程在第一线程和第三线程之间形成用于处理多个I/O请求的多个路径。

至少一个第一线程可以包括多个第一线程。队列可以包括提交队列，并且控制器可以将其中存储有多个I/O请求的提交队列的条目复制到在内部存储器中创建的提交队列缓冲器。每个第一线程可以解析来自提交队列缓冲器的多个I/O请求中的相应一个。

多个第一线程可以并行解析多个I/O请求。

每个第一线程可以用相应的I/O请求的结果更新在内部存储器中创建的完成队列缓冲器。控制器可以将完成队列缓冲器的条目复制到主机的完成队列。

多个第一线程可以按照无序方式用多个I/O请求的结果更新完成队列缓冲器。

至少一个第二线程可以包括多个第二线程。在第一线程中使用的逻辑地址空间可以被划分成分别对应于多个第二线程的N个地址块，其中N是第二线程的数目。I/O请求的逻辑地址可以由多个第二线程中的第二线程转换成物理地址，该第二线程具有对应于在N个地址块中该逻辑地址所属的地址块的索引。

至少一个第二线程可以包括多个第二线程。I/O请求的逻辑地址可以由多个第二线程中的第二线程转换成物理地址，该第二线程具有对应于通过加扰逻辑地址获得的结果的索引。