[发明专利]键值存储设备和操作方法

说明书

一种键值存储设备包括：被划分成块的非易失性存储器(NVM)；包括键缓冲器、值缓冲器和映射缓冲器的数据缓冲器；以及包括键值管理器的控制器。键值管理器接收命令以及包括键和分别与键对应的值的键值对，将键与值分离，将键存储在键缓冲器中并将值存储在值缓冲器中，通过组合存储在值缓冲器中的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，以及更新存储在映射缓冲器中的并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。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月13日向韩国知识产权局提交的第10-2019-0167144号韩国专利申请的权益，其主题通过引用结合于此。

技术领域

本发明构思涉及存储设备和用于存储设备的操作方法。更具体地，本发明构思涉及使用键值(key-value)关系来存储数据的键值存储设备和用于键值存储设备的操作方法。

背景技术

大多数现代电子设备包括能够存储和取回(retrieve)数据的存储器组件。这种电子设备需要用于存储和取回数据的操作方法。为此，电子设备可以包括能够在与外部主机通信的同时存储数据和取回数据的存储设备或存储系统。

许多现代存储设备和存储系统使用非易失性存储器，该非易失性存储器即使在没有施加电力的情况下也能够保持(preserve)数据连续性。存储设备可以被分类为块存储、文件存储、对象存储等。块存储基于物理位置管理数据，并且文件存储基于逻辑序列(logical sequence)管理数据。相比之下，对象存储可以基于唯一标识符管理数据。当要存储的普通数据(ordinary data)的量很大时，块存储和文件存储是有用的，而当要存储的不太普通(或非典型或异构的(disparate))数据的量很大时，对象存储是有效的替选方案。对象存储的一个示例是使用键值关系存储数据的键值存储。

发明内容

本发明构思的实施例提供了键值存储设备，其能够通过使用键流(key stream)来确定存储在非易失性存储器设备的每个块中的值的有效性，来减少与垃圾收集操作的运行相关联的计算开销并提高整体处理速度。本发明构思的实施例提供了操作键值存储设备的方法，其通过使用键流来确定存储在非易失性存储器设备的每个块中的值的有效性，来减少与垃圾收集操作的运行相关联的计算开销并提高整体处理速度。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种键值存储设备，该键值存储设备包括被划分成块的非易失性存储器(NVM)，包括键缓冲器、值缓冲器和映射缓冲器的数据缓冲器，以及包括键值管理器的控制器，其中，键值管理器被配置为：接收命令和键值对，所述键值对包括键和分别与键对应的值；将键与值分离；将键存储在键缓冲器中，并将值存储在值缓冲器中；通过组合存储在值缓冲器中的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；以及更新存储在映射缓冲器中的并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。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种键值存储设备，该键值存储设备包括: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，所述键矩阵为键流当中的每个键流指示与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块中选择目标块，并对目标块执行垃圾收集。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种用于键值存储设备的操作方法，该键值存储设备包括被划分成块的非易失性存储器(NVM)。该操作方法包括：生成并存储键流，该键流包括键和分别与键对应的值的地址；对于每个键流，更新指示是否包括与块中的每一个相关的地址的键矩阵；基于键矩阵，从块当中选择目标块；以及对目标块执行垃圾收集操作。

附图说明

从结合附图的以下详细描述中，将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中：