TWI891111B - 儲存裝置管理方法與儲存裝置 - Google Patents

Abstract

一種儲存裝置管理方法與儲存裝置。所述方法包括：建立主機系統與儲存裝置之間的連線；在建立所述連線後，偵測儲存裝置的異常斷電事件；響應於所述異常斷電事件，根據目標訊號判斷所述異常斷電事件是否是由主機系統本身的異常斷電所引起；以及響應於所述異常斷電是由主機系統本身的異常斷電所引起，在儲存裝置中更新主機斷電資訊。

Description

儲存裝置管理方法與儲存裝置

本發明是有關於一種儲存裝置管理方法與儲存裝置。

一般來說，大部分的儲存裝置都可記錄本身的異常斷電資訊及/或儲存裝置與主機系統之間的連線的異常中斷資訊。但是，目前實務上，儲存裝置難以判斷發生在儲存裝置的異常斷電是由主機系統本身的異常斷電(例如主機系統當機後自動重開機)引起或者是其他非主機系統本身的異常斷電的因素(例如使用者按壓主機系統的電源按鈕)引起的。因此，儲存裝置也難以針對設備狀況較差(例如較容易當機)的主機系統，主動執行相關的管理策略。

本發明提供一種儲存裝置管理方法與儲存裝置，可提高對儲存裝置的管理與維護效率。

本發明的實施例提供一種儲存裝置管理方法，其包括：建立主機系統與儲存裝置之間的連線；在建立所述連線後，偵測所述儲存裝置的異常斷電事件；響應於所述異常斷電事件，根據目標訊號判斷所述異常斷電事件是否是由所述主機系統本身的異常斷電所引起；以及響應於所述異常斷電是由所述主機系統本身的所述異常斷電所引起，在所述儲存裝置中更新主機斷電資訊。

本發明的實施例另提供一種儲存裝置，其包括連接介面與記憶體模組。所述連接介面用以耦接至主機系統。所述記憶體控制器耦接至所述連接介面與所述記憶體模組。所述記憶體控制器用以：建立所述主機系統與所述儲存裝置之間的連線；在建立所述連線後，偵測所述儲存裝置的異常斷電事件；響應於所述異常斷電事件，根據目標訊號判斷所述異常斷電事件是否是由所述主機系統本身的異常斷電所引起；以及響應於所述異常斷電是由所述主機系統本身的所述異常斷電所引起，在所述儲存裝置中更新主機斷電資訊。

基於上述，在建立主機系統與儲存裝置之間的連線後，可根據目標訊號來判斷儲存裝置的異常斷電事件是否是由所述主機系統本身的異常斷電所引起。若是，則主機斷電資訊可在儲存裝置中被更新，並可用於後續對儲存裝置進行管理與維護。藉此，可有效提高對儲存裝置的管理與維護效率。

圖1是根據本發明的實施例所繪示的資料儲存系統的示意圖。請參照圖1，資料儲存系統10包括主機系統11與儲存裝置12。主機系統11可將資料儲存至儲存裝置12中，或從儲存裝置12中讀取資料。例如，主機系統11為可實質地與儲存裝置12配合以儲存資料的任意系統，例如，智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦、工業電腦、伺服器、智慧電視或車載電腦等各式系統，而儲存裝置12則可為隨身碟、記憶卡、固態硬碟(Solid State Drive, SSD)、安全數位(Secure Digital, SD)卡、小型快閃(Compact Flash, CF)卡或嵌入式儲存裝置等各式非揮發性儲存裝置。

主機系統11可包括處理器111、連接介面112及電源按鈕113。處理器111可用以控制主機系統11的整體或部分運作。例如，處理器111可包括中央處理單元(Central Processing Unit, CPU)、圖形處理單元(Graphics Processing Unit, GPU)或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor, DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits, ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device, PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。

連接介面112耦接至處理器111並用以將主機系統11耦接至儲存裝置12。例如，連接介面112可用以將訊號(包含資料與指令)傳輸至儲存裝置12或從儲存裝置12接收訊號。在一實施例中，連接介面112符合NVM Express (NVMe)界面規範。在一實施例中，連接介面112亦可以符合序列先進附件(Serial Advanced Technology Attachment, SATA)、並列先進附件(Parallel Advanced Technology Attachment, PATA)、高速周邊零件連接介面(Peripheral Component Interconnect Express, PCI Express)或通用序列匯流排(Universal Serial Bus, USB)等各式連接介面標準。

電源按鈕113可用以控制主機系統11的電源。例如，電源按鈕113可為實體按鈕。例如，在觸發(例如按壓)電源按鈕113後，主機系統11的電源狀態可被切換，例如從開機狀態切換為關機狀態、從關機狀態切換為開機狀態、從上電狀態切換為斷電狀態或從斷電狀態切換為上電狀態。

在一實施例中，主機系統11還可包含任何實務上所需的硬體裝置，例如電池單元、網路介面卡、鍵盤(或觸控板)、螢幕及/或揚聲器等等，本發明不加以限制。

儲存裝置12可包括連接介面121、記憶體控制器122及記憶體模組123。連接介面121用以連接主機系統11。例如，連接介面121可用以將訊號(包含資料)傳輸至主機系統11或從主機系統11接收訊號。在一實施例中，連接介面121符合NVMe界面規範。在一實施例中，連接介面121亦可以符合SATA、PATA、PCI Express或USB等各式連接介面標準。

記憶體控制器122耦接至連接介面121與記憶體模組123。記憶體控制器122用以執行以硬體型式或韌體型式實作的多個邏輯閘或控制指令並且根據來自主機系統11的指令在記憶體模組123中進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。在一實施例中，記憶體控制器122也可控制儲存裝置12的整體或部分運作。在一實施例中，記憶體控制器122可包括快閃記憶體控制器。

記憶體模組123用以儲存主機系統11所寫入的資料。例如，記憶體模組123可包括多個記憶胞。例如，此些記憶胞是以臨界電壓的改變來儲存資料。例如，記憶體模組123可包括單階胞(single level cell, SLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞可儲存1個位元的快閃記憶體模組)、多階胞(multi level cell, MLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞可儲存2個位元的快閃記憶體模組)、三階胞(triple level cell, TLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞可儲存3個位元的快閃記憶體模組)、四階胞(quad level cell, QLC)NAND型快閃記憶體模組(即，一個記憶胞可儲存4個位元的快閃記憶體模組)或其他類型的記憶體模組。

在一實施例中，記憶體控制器122可用以建立主機系統11與儲存裝置12之間的連線。例如，記憶體控制器122可透過連接介面121與主機系統11(例如連接介面112)執行交握操作。此交握操作用以建立主機系統11與儲存裝置12之間的連線。例如，在此交握操作中，記憶體控制器122(或儲存裝置12)可與主機系統11交換建立連線所需的資料(或訊號)並根據此資料(或訊號)建立主機系統11與儲存裝置12之間的連線。

在一實施例中，在建立主機系統11與儲存裝置12之間的連線後，在主機系統11與儲存裝置12皆正常運作的期間，記憶體控制器122可偵測儲存裝置12的異常斷電事件。例如，此異常斷電事件可反映出儲存裝置12發生即時的異常斷電。例如，此異常斷電包括對儲存裝置12供電的電源(例如電壓或電流)非預期的大幅度下降，甚至降低至對儲存裝置12的供電完全中斷。

在一實施例中，響應於此異常斷電事件，記憶體控制器122可根據特定訊號(亦稱為目標訊號)判斷此異常斷電事件是否是由主機系統11本身的異常斷電所引起。在一實施例中，目標訊號是透過主機系統11與儲存裝置12之間的所述連線來傳輸。

在一實施例中，若主機系統11的斷電是由電源按鈕113所控制(例如因觸發電源按鈕113而導致主機系統11斷電)，則記憶體控制器122可判定此斷電不屬於主機系統11本身的異常斷電(亦即此斷電是由主機系統11的使用者所控制的)。然而，在一實施例中，若主機系統11的斷電不是由電源按鈕113所控制(例如因主機系統11意外當機或非預期的重開機而導致主機系統11斷電)，則記憶體控制器122可判定此斷電屬於主機系統11本身的異常斷電(亦即此斷電不是由主機系統11的使用者所控制的)。需注意的是，無論主機系統11的斷電是否屬於主機系統11本身的異常斷電，主機系統11的突然斷電皆可能同步引起儲存裝置12的異常斷電事件。

圖2是根據本發明的實施例所繪示的觸發電源按鈕以改變目標訊號的訊號狀態的示意圖。請同時參照圖1與圖2，在一實施例中，儲存裝置12還包括訊號偵測器124。訊號偵測器124耦接至連接介面121與記憶體控制器122。訊號偵測器124可用以分析訊號TS(即目標訊號)的訊號狀態(例如訊號TS的波形)。

在一實施例中，訊號TS(即目標訊號)的訊號狀態可反映電源按鈕113是否被觸發。例如，在一實施例中，響應於電源按鈕113未被觸發(例如未被使用者觸碰或按壓)，訊號TS可處於預設的訊號狀態(亦稱為目標訊號狀態)。然而，在一實施例中，若電源按鈕113被觸發(例如被使用者觸碰或按壓)，則訊號TS的訊號狀態可被改變且不處於目標訊號狀態。訊號TS可經由透過主機系統11與儲存裝置12之間的連線傳送至儲存裝置12。

圖3是根據本發明的實施例所繪示的目標訊號不處於目標訊號狀態的示意圖。請參照圖3，在一實施例中，假設儲存裝置12的異常斷電事件反映儲存裝置12在時間點T(0)與T(1)之間發生異常斷電。在一實施例中，響應於在時間點T(0)與T(1)之間，訊號TS處於邏輯高(如圖3所示)，則記憶體控制器122可判定訊號TS不處於目標訊號狀態(例如邏輯低)。

圖4是根據本發明的實施例所繪示的目標訊號處於目標訊號狀態的示意圖。請參照圖4，在一實施例中，假設儲存裝置12的異常斷電事件反映儲存裝置12在時間點T(0)與T(1)之間發生異常斷電。在一實施例中，響應於在時間點T(0)與T(1)之間，訊號TS處於邏輯低(如圖4所示)，則記憶體控制器122可判定訊號TS處於目標訊號狀態(例如邏輯低)。須注意的是，圖3與圖4僅為目標訊號的訊號狀態在不同情況下發生變化的範例，非用以限制本發明。

請回到圖2，在一實施例中，當偵測到儲存裝置12的異常斷電事件時，響應於所述異常斷電事件，記憶體控制器122可透過訊號偵測器124判斷在儲存裝置12發生異常斷電的期間，訊號TS是否處於目標訊號狀態。若判斷結果為是(即在儲存裝置12發生異常斷電的期間，訊號TS處於目標訊號狀態)，表示此異常斷電事件不是因主機系統11的電源按鈕113被觸發所引起的。因此，響應於在儲存裝置12發生異常斷電的期間，訊號TS處於目標訊號狀態，記憶體控制器122可判定所述異常斷電事件是由主機系統11本身的異常斷電所引起。

另一方面，若判斷結果為否(即在儲存裝置12發生異常斷電的期間，訊號TS不處於目標訊號狀態)，表示此異常斷電事件應是因使用者觸發主機系統11的電源按鈕113所引起的。因此，響應於在儲存裝置12發生異常斷電的期間，訊號TS不處於目標訊號狀態，則記憶體控制器122可判定所述異常斷電事件不是由主機系統11本身的異常斷電所引起。

在一實施例中，響應於所述異常斷電事件是由主機系統11本身的異常斷電所引起，記憶體控制器122可在儲存裝置12中更新特定資訊(亦稱為主機斷電資訊)。例如，響應於所述異常斷電事件是由主機系統11本身的異常斷電所引起，記憶體控制器122可在儲存裝置12中將主機斷電資訊中的一個參數(亦稱為目標參數)的參數值從第一參數值更新為第二參數值。第一參數值不同於第二參數值。然而，若此異常斷電事件不是由主機系統11本身的異常斷電所引起，則記憶體控制器122可不更新此目標參數(即主機斷電資訊)。例如，若所述異常斷電事件不是由主機系統11本身的異常斷電所引起，記憶體控制器122可將目標參數的參數值維持於第一參數值。

在一實施例中，在儲存裝置12發生異常斷電並重新上電後，記憶體控制器122可根據此主機斷電資訊判定先前發生在儲存裝置12的異常斷電是否是由主機系統11本身的異常斷電所引起的。例如，在一實施例中，在儲存裝置12發生異常斷電並重新上電後，響應於主機斷電資訊中的所述目標參數的參數值為第一參數值，記憶體控制器122可判定先前發生在儲存裝置12的異常斷電不是由主機系統11本身的異常斷電所引起。或者，在一實施例中，在儲存裝置12發生異常斷電並重新上電後，響應於所述目標參數的參數值為第二參數值，記憶體控制器122可判定先前發生在儲存裝置12的異常斷電是由主機系統11本身的異常斷電所引起。

在一實施例中，在儲存裝置12發生異常斷電並重新上電後，記憶體控制器122可根據更新後的主機斷電資訊更新計數資訊。此計數資訊可反映由主機系統11本身的異常斷電所引起的所述異常斷電事件的發生次數。例如，在儲存裝置12發生異常斷電並重新上電後，記憶體控制器122可根據主機斷電資訊中的所述目標參數的參數值(即第二參數值)來更新計數資訊中的一個計數值，例如將此計數值加“1”。藉此，更新後的計數資訊(即此計數值)可反映由主機系統11本身的異常斷電所引起的所述異常斷電事件的發生次數。

在一實施例中，在更新此計數資訊後，記憶體控制器122可重置主機斷電資訊。例如，在更新此計數資訊後，記憶體控制器122可將主機斷電資訊中的所述目標參數的參數值從第二參數值回復為第一參數值，以重置此主機斷電資訊。

在一實施例中，在儲存裝置12發生異常斷電並重新上電後，記憶體控制器122可判斷所述計數資訊(例如更新後的計數資訊)是否符合一個預設的數值條件。響應於此計數資訊符合所述數值條件，記憶體控制器122可對儲存裝置12(例如記憶體模組123)所儲存的至少部分資料執行資料維護操作。例如，此資料維護操作包括資料刷新(data refresh)操作、資料搬移操作(例如對長時間未存取的資料執行垃圾回收)、或損耗平衡(wear leveling)操作等。相關技術領域的技術人員應可知曉上述這些資料維護操作的操作細節，在此不多作贅述。藉此，在主機系統11的操作穩定度較低(例如發生多次當機或自動重開機)的情況下，透過主動觸發所述資料維護操作，可有效提高儲存裝置12(例如記憶體模組123)所儲存的至少部分資料的正確性或可靠度。此外，所述資料維護操作還可包括其他類型的資料維護行為，只要可提高儲存裝置12(例如記憶體模組123)所儲存的至少部分資料的正確性或可靠度即可，本發明不加以限制。然而，若此計數資訊不符合所述數值條件，記憶體控制器122可不執行此資料維護操作，以減少對儲存裝置12(例如記憶體模組123)造成額外的操作損耗或資源浪費。

在一實施例中，在儲存裝置12發生異常斷電並重新上電後，記憶體控制器122可將所述計數資訊(例如更新後的計數資訊)中的計數值與一個臨界值進行比較。響應於此計數值大於此臨界值，記憶體控制器122可判定此計數資訊符合所述數值條件。然而，若此計數值不大於此臨界值，記憶體控制器122可判定此計數資訊不符合所述數值條件。例如，此臨界值可為任意正整數，本發明不加以限制。

圖5是根據本發明的實施例所繪示的儲存裝置管理方法的流程圖。請參照圖5，在步驟S501中，建立主機系統與儲存裝置之間的連線。在建立所述連線後，在步驟S502中，偵測儲存裝置的異常斷電事件。響應於此異常斷電事件，在步驟S503中，根據目標訊號判斷此異常斷電事件是否是由主機系統本身的異常斷電所引起。若是(即此異常斷電是由主機系統本身的異常斷電所引起的)，在步驟S504中，在儲存裝置中更新主機斷電資訊。接著，在步驟S505中，等待儲存裝置重新上電(例如重開機)。然而，若否(即此異常斷電不是由主機系統本身的異常斷電所引起的)，則在步驟S503之後可進入步驟S505(即步驟S504可被略過)。

圖6是根據本發明的實施例所繪示的儲存裝置管理方法的流程圖。請參照圖6，在步驟S601中，建立主機系統與儲存裝置之間的連線。在建立所述連線後，在步驟S602中，判斷主機斷電資訊是否顯示為異常(例如判斷主機斷電資訊中的目標參數的參數值是否為第二參數值)。若主機斷電資訊顯示為異常(例如所述目標參數的參數值為第二參數值)，在步驟S603中，更新計數資訊(例如將計數資訊中的計數值加“1”)。接著，在步驟S604中，重置主機斷電資訊(例如將所述目標參數的參數值回復為第一參數值)，並進入步驟S605。另一方面，若主機斷電資訊非顯示為異常(即所述目標參數的參數值為第一參數值)，則可直接進入步驟S605。

在步驟S605中，在主機系統與儲存裝置正常運作的期間，判斷是否發生儲存裝置的異常斷電。例如，當有偵測到儲存裝置的異常斷電事件時，表示有發生儲存裝置的異常斷電。反之，若沒有偵測到儲存裝置的異常斷電事件，表示沒有發生儲存裝置的異常斷電。

在判定有發生儲存裝置的異常斷電後，在步驟S606中，判斷在儲存裝置發生異常斷電的期間，目標訊號是否處於目標訊號狀態。若是(即在儲存裝置發生異常斷電的期間，目標訊號處於目標訊號狀態)，在步驟S607中，在儲存裝置中更新主機斷電資訊(例如將所述目標參數的參數值更新為第二參數值)。

在更新主機斷電資訊後，在步驟S608中，判斷儲存裝置是否重新上電。若是(即儲存裝置重新上電)，在步驟S608後重複步驟S601。另一方面，若步驟S606的判斷結果為否(即在儲存裝置發生異常斷電的期間，目標訊號非處於目標訊號狀態)，則在步驟S606後可直接進入步驟S608(即步驟S607可被略過)。

圖7是根據本發明的實施例所繪示的儲存裝置管理方法的流程圖。請參照圖7，在步驟S701中，判斷計數資訊是否符合數值條件(例如計數資訊中的計數值是否大於一個臨界值)。若計數資訊符合此數值條件(例如所述計數值大於此臨界值)，在步驟S702中，對儲存裝置所儲存的至少部分資料執行資料維護操作。然而，若計數資訊不符合此數值條件(例如計數資訊中的計數值未大於此臨界值)，則步驟S702可不被執行。

然而，圖5至圖7中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖5至圖7中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明不加以限制。此外，圖5至圖7的方法可以搭配以上範例實施例使用，也可以單獨使用，本發明不加以限制。

綜上所述，本發明實施例提出的儲存裝置管理方法與儲存裝置，可在建立主機系統與儲存裝置之間的連線後，根據目標訊號來判斷儲存裝置的異常斷電事件是否是由主機系統本身的異常斷電所引起。若是，則主機斷電資訊可在儲存裝置中被更新，以反映儲存裝置先前的異常斷電是由主機系統本身的異常斷電所引起的。特別是，更新後的主機斷電資訊(或根據此主機斷電資訊更新的計數資訊)可用於後續對儲存裝置進行管理與維護。藉此，可有效提高對儲存裝置的管理與維護效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:資料儲存系統 11:主機系統 111:處理器 112:連接介面 113:電源按鈕 12:儲存裝置 121:連接介面 122:記憶體控制器 123:記憶體模組 124:訊號偵測器 TS:訊號(目標訊號) T(0),T(1):時間點 S501~S505,S601~S608,S701,S702:步驟

圖1是根據本發明的實施例所繪示的資料儲存系統的示意圖。 圖2是根據本發明的實施例所繪示的觸發電源按鈕以改變目標訊號的訊號狀態的示意圖。 圖3是根據本發明的實施例所繪示的目標訊號不處於目標訊號狀態的示意圖。 圖4是根據本發明的實施例所繪示的目標訊號處於目標訊號狀態的示意圖。 圖5是根據本發明的實施例所繪示的儲存裝置管理方法的流程圖。 圖6是根據本發明的實施例所繪示的儲存裝置管理方法的流程圖。 圖7是根據本發明的實施例所繪示的儲存裝置管理方法的流程圖。

S501~S505:步驟

Claims (12)

1. 一種儲存裝置管理方法，包括： 建立主機系統與儲存裝置之間的連線； 在建立該連線後，偵測該儲存裝置的異常斷電事件； 響應於該異常斷電事件，根據目標訊號判斷該異常斷電事件是否是由該主機系統本身的異常斷電所引起； 響應於該異常斷電事件是由該主機系統本身的該異常斷電所引起，在該儲存裝置中更新主機斷電資訊；以及 在該儲存裝置重新上電後，根據更新後的該主機斷電資訊更新計數資訊，其中該計數資訊反映由該主機系統本身的該異常斷電所引起的該異常斷電事件的發生次數。
2. 如請求項1所述的儲存裝置管理方法，其中該目標訊號是透過該主機系統與該儲存裝置之間的該連線傳輸。
3. 如請求項1所述的儲存裝置管理方法，其中該目標訊號的訊號狀態反映該主機系統的電源按鈕是否被觸發。
4. 如請求項1所述的儲存裝置管理方法，其中根據該目標訊號判斷該異常斷電事件是否是由該主機系統本身的該異常斷電所引起的步驟包括： 判斷在該儲存裝置發生異常斷電的期間，該目標訊號是否處於目標訊號狀態；以及 響應於在該儲存裝置發生該異常斷電的期間，該目標訊號處於該目標訊號狀態，判定該異常斷電事件是由該主機系統本身的該異常斷電所引起。
5. 如請求項1所述的儲存裝置管理方法，更包括： 在更新該計數資訊後，重置該主機斷電資訊。
6. 如請求項1所述的儲存裝置管理方法，更包括： 判斷該計數資訊是否符合數值條件；以及 響應於該計數資訊符合該數值條件，對該儲存裝置所儲存的至少部分資料執行資料維護操作。
7. 一種儲存裝置，包括： 連接介面，用以耦接至主機系統； 記憶體模組；以及 記憶體控制器，耦接至該連接介面與該記憶體模組， 其中該記憶體控制器用以： 建立該主機系統與該儲存裝置之間的連線； 在建立該連線後，偵測該儲存裝置的異常斷電事件； 響應於該異常斷電事件，根據目標訊號判斷該異常斷電事件是否是由該主機系統本身的異常斷電所引起； 響應於該異常斷電事件是由該主機系統本身的該異常斷電所引起，在該儲存裝置中更新主機斷電資訊；以及 在該儲存裝置重新上電後，根據更新後的該主機斷電資訊更新計數資訊，其中該計數資訊反映由該主機系統本身的該異常斷電所引起的該異常斷電事件的發生次數。
8. 如請求項7所述的儲存裝置，其中該目標訊號是透過該主機系統與該儲存裝置之間的該連線傳輸。
9. 如請求項7所述的儲存裝置，其中該目標訊號的訊號狀態反映該主機系統的電源按鈕是否被觸發。
10. 如請求項7所述的儲存裝置，其中該記憶體控制器根據該目標訊號判斷該異常斷電事件是否是由該主機系統本身的該異常斷電所引起的操作包括： 判斷在該儲存裝置發生異常斷電的期間，該目標訊號是否處於目標訊號狀態；以及 響應於在該儲存裝置發生該異常斷電的期間，該目標訊號處於該目標訊號狀態，判定該異常斷電事件是由該主機系統本身的該異常斷電所引起。
11. 如請求項7所述的儲存裝置，其中該記憶體控制器更用以： 在更新該計數資訊後，重置該主機斷電資訊。
12. 如請求項7所述的儲存裝置，其中該記憶體控制器更用以： 判斷該計數資訊是否符合數值條件；以及 響應於該計數資訊符合該數值條件，對該記憶體模組中的至少部分資料執行資料維護操作。