[发明专利]键值存储设备和操作方法

权利要求书

1.一种存储设备，包括:

划分成块的非易失性存储器NVM；以及

控制器，被配置为：

接收命令和键值对，所述键值对包括键和分别与所述键对应的值，

将键与值分离，

通过组合值的集合来生成值流，

通过组合键的集合并合并分别与所述键的集合中的键对应的值的索引来生成键流，以及

更新指示键流的索引当中的索引是否与NVM的块中的每一个相关的键矩阵。

2.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述索引包括NVM中存储所述值的物理地址。

3.根据权利要求2所述的存储设备，其中，所述控制器被配置为基于所述键流中的索引，识别存储所述值的至少一个块，并改变与键矩阵中的所述键流和所识别的至少一个块对应的标记值。

4.根据权利要求3所述的存储设备，其中，所述控制器被配置为：通过将预先存储的第二键流与所述键流合并来生成第三键流，删除与键矩阵中的所述键流和所述预先存储的第二键流对应的信息，并基于第三键流中包含的至少一个索引更新键矩阵。

5.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述控制器被配置为：

基于键矩阵识别包括与NVM的每个块相关的索引的键流的数量，

选择所述块当中的具有最少数量的所识别的键流的目标块，以及

对目标块执行垃圾收集操作。

6.一种存储设备，包括:

非易失性存储器NVM，被划分成块，并且被配置为存储包括键的键流以及存储包括分别与所述键对应的值的值流；

数据缓冲器，被配置为存储键矩阵，所述键矩阵为所述键流当中的每个键流指示与所述键流中的键对应的值是否被存储在块中的每一个中；以及

控制器，被配置为基于键矩阵从所述块中选择目标块，并对目标块执行垃圾收集。

7.根据权利要求6所述的存储设备，其中，所述控制器还被配置为使用键矩阵来识别包括与块中的每一个中存储的值对应的键的键流的数量，并且使用包括具有块中的每一个中存储的值的键的键流的数量来选择目标块。

8.根据权利要求7所述的存储设备，其中，所述控制器还被配置为选择所述目标块作为具有使用所述键矩阵识别的最少数量的键流的块。

9.根据权利要求6所述的存储设备，其中，所述控制器还被配置为基于块中的每一个的有效数据信息从所述块中选择候选块，并且使用键矩阵选择候选块当中的目标块。

10.根据权利要求9所述的存储设备，其中，所述控制器还被配置为选择所述块当中的、具有等于或小于参考比率的有效数据信息的比率的块作为候选块。

11.根据权利要求6所述的存储设备，其中，所述控制器被配置为使用键矩阵来识别包括与目标块中存储的值对应的键的至少一个键流，并且从NVM读取所述至少一个键流。

12.根据权利要求11所述的存储设备，其中，所述键流包括与所述键对应的值的地址，并且

控制器还被配置为从至少一个键流识别与目标块相关的地址，并使用所述地址从目标块读取与所述地址对应的值。

13.根据权利要求12所述的存储设备，其中，所述控制器将读取的值存储在非易失性存储器中的与先前存储器读取的值的区域不同的区域中。

14.根据权利要求13所述的存储设备，其中，所述控制器被配置为在包括与读取的值对应的键的键流中将读取的值的地址改变为读取的值的新地址。