JP2009211188A - メモリシステム - Google Patents

Abstract

【課題】多値のメモリセルを使用したＮＡＮＤ型フラッシュメモリにスナップショットとログを格納しつつ、データ復元の信頼性を向上させることができるメモリシステムを提供すること。
【解決手段】揮発性の第１の記憶部と、不揮発性の第２の記憶部と、データ転送を行うとともに、第２の記憶部に記憶されたデータの格納位置を含む管理情報を第１の記憶部に取込み、この管理情報を更新しながら第１および第２の記憶部でのデータ管理を行うコントローラと、を備え、第２の記憶部は、第１の記憶部の管理情報であるスナップショットと、管理情報の更新差分情報であるログ２２０と、スナップショットおよびログ２２０の格納位置を示すセカンドポインタ２３０とを保存し、ログ２２０のログ格納領域を構成するログ格納用ブロック４１，４２に対して、ログ格納用ブロック４１はログ格納用ブロック４２の位置を示すポインタを有する。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、不揮発性半導体記憶装置を用いて構成されるメモリシステムに関する。

ハードディスク装置を２次記憶装置として用いたパーソナルコンピュータにおいては、ハードディスク装置に格納されるデータが何らかの障害によって無効なデータとなってしまうことを防ぐためにバックアップをとる技術が知られている。たとえば、ハードディスク装置中のデータの変更を検出すると、そのデータの変更前のバックアップコピーであるスナップショットをとり、そのデータに対する更新を記録したログをとる。その後、所定の時間ごとにスナップショットをとるとともに、スナップショットをとる前の過去のログを無効にし、新しいログを生成するという処理が繰り返し行われる（たとえば、特許文献１参照）。そして、データが無効になってしまった場合には、スナップショットとログを基にそのデータを復元することができる。

ところで、近年では、不揮発性半導体記憶装置であるＮＡＮＤ型フラッシュメモリの大容量化が進行し、このＮＡＮＤ型フラッシュメモリを有するメモリシステムを２次記憶装置とするパーソナルコンピュータが製品化されている。しかし、このようなＮＡＮＤ型フラッシュメモリを２次記憶装置とするパーソナルコンピュータに格納されるデータのバックアップに対して、ハードディスク装置を２次記憶装置とするパーソナルコンピュータに格納されるデータのバックアップの場合と同様に上記特許文献１の技術を適用することはできない。それは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの大容量化には、１つのメモリセルに２ビット以上の複数のデータ（多値データ）を記憶することが可能な多値メモリ技術が使用されているからである。

多値メモリを構成するメモリセルは、チャネル領域上にゲート絶縁膜、浮遊ゲート電極、ゲート間絶縁膜および制御ゲート電極が順に積層された積層ゲート構造を有する電界効果型トランジスタ構造を有し、浮遊ゲート電極に蓄積される電子の数に応じて、複数の閾値電圧を設定可能な構成を有している。そして、この複数の閾値電圧によって、多値記憶を可能とするために、１つのデータに対応する閾値電圧の分布を非常に狭く制御する必要がある。

たとえば、４値を記憶することができる多値メモリでは、１つのメモリセルに下位ページと上位ページを設け、それぞれのページに１ビットのデータを書き込むことによって、２ビット（４値）を記憶するものがある。このような多値メモリのデータ書込方法は、第１のメモリセルの下位ページにデータを書き込んだ後、隣接メモリセル（第２のメモリセル）の下位ページにデータを書き込む。そして、この隣接メモリセルへの書き込み後に、第１のメモリセルの上位ページにデータを書き込んでいる（たとえば、特許文献２参照）。

しかし、このような多値メモリでは、先に書き込んだメモリセルの閾値電圧が、このメモリセルと隣接し、後に書き込まれるメモリセルの閾値電圧によって変動してしまう。このため、多値メモリでは、あるメモリセルの上位ページの書き込み中に、たとえば電源の異常遮断などによって書き込みが中断されると、先に書き込んだ下位ページのデータも破壊される下位ページデータ破壊が生じる可能性がある。

また、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを有するメモリシステムでは、データを記憶させる場合に、例えばブロックと呼ばれる単位で一度書き込み領域を消去してからその後にページと呼ばれる単位で書き込みを行なう必要がある。一方で、このようなデータの書き込みに先立って行なうブロックの消去回数が増加するにつれて、ブロックを構成するメモリセルの劣化が進行するという問題がある。そのため、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを２次記憶装置とするパーソナルコンピュータにおいては、ブロックの消去回数を抑制するためのデータ管理を行なう必要があり、上述したスナップショットとログに基づいてデータを復元する際にも、ブロックの消去回数を抑制するようにデータ管理を行なう必要があった。

米国特許出願公開第２００６／０２２４６３６号明細書 特開２００４−１９２７８９号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多値のメモリセルを使用したＮＡＮＤ型フラッシュメモリにスナップショットとログを格納しつつ、データ復元の信頼性を向上することができるメモリシステムを提供することを目的とする。

本願発明の一態様によれば、揮発性の第１の記憶部と、多値データを記憶可能なメモリセルからなる不揮発性の第２の記憶部と、前記第１の記憶部を介してホスト装置と前記第２の記憶部との間のデータ転送を行なうとともに、起動時に前記第２の記憶部に記憶された前記データの格納位置を含む管理情報を前記第１の記憶部に取込み、該取り込んだ管理情報を更新しながら管理情報に基づいて前記第１および第２の記憶部でのデータ管理を行なうコントローラと、を備え、前記第２の記憶部は、所定の条件が成立したときに取得されるとともに前記第１の記憶部の前記管理情報であるスナップショットを格納するスナップショット格納領域と、前記管理情報に変更が生じた場合の変更前後での差分情報であるログを格納するログ格納領域と、前記スナップショット格納領域および前記ログ格納領域の格納位置を示す第１のポインタを格納するポインタ格納領域と、を有し、前記ログ格納領域は、保存される前記ログのサイズに応じて、データ消去単位であるブロックを順次確保して構成され、前記ブロックは、次に確保されたブロックの位置を示す第２のポインタを有することを特徴とする。

本願発明の別の一態様によれば、揮発性の第１の記憶部と、多値データを記憶可能なメモリセルからなる不揮発性の第２の記憶部と、前記第１の記憶部を介してホスト装置と前記第２の記憶部との間のデータ転送を行なうとともに、起動時に前記第２の記憶部に記憶された前記データの格納位置を含む管理情報を前記第１の記憶部に取込み、該取り込んだ管理情報を更新しながら管理情報に基づいて前記第１および第２の記憶部でのデータ管理を行なうコントローラと、を備え、前記第２の記憶部は、所定の条件が成立したときに取得されるとともに前記第１の記憶部の前記管理情報であるスナップショットを格納するスナップショット格納領域と、前記管理情報に変更が生じた場合の変更前後での差分情報であるログを格納するログ格納領域と、前記スナップショット格納領域の格納位置を示す第１のポインタを格納するポインタ格納領域と、を有し、前記ログ格納領域は、保存される前記ログのサイズに応じて、データ消去単位であるブロックを順次確保して構成され、前記ログ格納領域に保存された先頭のログの格納位置を示す第２のポインタは前記スナップショット内に保存され、前記ブロックは、次に確保されたブロックの位置を示す第３のポインタを有することを特徴とする。

本願発明のさらに別の一態様によれば、揮発性の第１の記憶部と、多値データを記憶可能なメモリセルからなる不揮発性の第２の記憶部と、前記第１の記憶部を介してホスト装置と前記第２の記憶部との間のデータ転送を行なうとともに、起動時に前記第２の記憶部に記憶された前記データの格納位置を含む管理情報を前記第１の記憶部に取込み、該取り込んだ管理情報を更新しながら管理情報に基づいて前記第１および第２の記憶部でのデータ管理を行なうコントローラと、を備え、前記第２の記憶部は、前記管理情報に変更が生じた場合の変更前後での差分情報であるログを格納するログ格納領域と、前記第１の記憶部の前記管理情報であるスナップショットを格納するスナップショット格納領域と、を有し、前記コントローラは、前記ログ格納領域がログでいっぱいになった際、および前記ログ格納領域がデータ記憶できない不良領域になった際に前記スナップショットを取得し、前記スナップショット格納領域に保存することを特徴とする。

この発明によれば、ログの格納位置を示すポイントを多重化することにより、データ復元の信頼性を向上することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係るメモリシステムおよび管理情報の保存方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
このメモリシステムは、不揮発性半導体記憶装置を含み、たとえば、パーソナルコンピュータなどのホスト装置の２次記憶装置（ＳＳＤ：Solid State Drive）として使用され、ホスト装置から書込要求を出されたデータを記憶し、またホスト装置から読出要求のあったデータを読み出してホスト装置に出力する機能を有する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるメモリシステムの構成の一例を示すブロック図である。このメモリシステム１０は、第１の記憶部としてのＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）１１と、第２の記憶部としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（以下、ＮＡＮＤメモリという）１２と、電源回路１３と、ドライブ制御部１４と、を備える。

ＤＲＡＭ１１は、データ転送用、管理情報記録用または作業領域用の記憶部として使用される。具体的には、データ転送用の記憶部としては、ホスト装置から書込要求があったデータをＮＡＮＤメモリ１２に書き込む前に一時的に保存したり、ホスト装置から読出要求があったデータをＮＡＮＤメモリ１２から読み出して一時的に保存したりするために使用される。また、管理情報記録用の記憶部としては、ＤＲＡＭ１１およびＮＡＮＤメモリ１２に記憶されるデータの格納位置を管理するための管理情報を格納するために使用される。さらに、作業領域用の記憶部としては、管理情報を復元する際に用いる前後ログ（前ログおよび後ログ）の展開時などに使用される。

ＮＡＮＤメモリ１２は、データ保存用の記憶部として使用される。具体的には、ホスト装置側によって指定されたデータを記憶したり、ＤＲＡＭ１１で管理される管理情報をバックアップ用に記憶したりする。この図１では、ＮＡＮＤメモリ１２が４つのチャネル１２０Ａ〜１２０Ｄによって構成されている場合が示されている。１つのチャネル１２０Ａ〜１２０Ｄは、所定のサイズの記憶容量を有する８個のチップ１２２が１つにまとめられたパッケージ１２１を２つ含んでいる。また、各チャネル１２０Ａ〜１２０Ｄは、ドライブ制御部１４とバス１５を介して接続されている。

電源回路１３は、外部電源を受け、この外部電源を用いてメモリシステム１０の各部に供給するための複数の内部電源を生成する。また、電源回路１３は、外部電源の立ち上がりまたは立ち下りを検知して、パワーオンリセット信号を生成する。このパワーオンリセット信号は、ドライブ制御部１４に送られる。

ドライブ制御部１４は、ＤＲＡＭ１１とＮＡＮＤメモリ１２を制御する。詳細は後述するが、たとえば、電源回路１３からのパワーオンリセット信号に応じて、管理情報の復元処理や管理情報の保存処理を行う。また、ドライブ制御部１４は、ＡＴＡインタフェース（図中では、ＡＴＡ Ｉ／Ｆと表記）を介して、ホスト装置との間でデータを送受信し、ＲＳ２３２Ｃインタフェース（図中では、ＲＳ２３２Ｃ Ｉ／Ｆと表記）を介して、デバッグ用機器との間でデータを送受信する。さらに、ドライブ制御部１４は、メモリシステム１０の外部に設けられる状態表示用ＬＥＤを制御するための制御信号を出力する。

ここで、ＮＡＮＤメモリ１２の構成について説明する。ＮＡＮＤメモリ１２は、データ消去の単位であるブロック（消去単位領域）を基板上に複数配列して構成される。図２は、ＮＡＮＤメモリに含まれる１個のブロックの構成の一例を示す回路図である。なお、この図２において、紙面上の左右方向をＸ方向とし、紙面上のＸ方向に垂直な方向をＹ方向としている。

ＮＡＮＤメモリ１２の各ブロックＢＬＫは、Ｘ方向に沿って順に配列された（ｍ＋１）個（ｍは０以上の整数）のＮＡＮＤストリングＮＳを備えている。各ＮＡＮＤストリングＮＳは、Ｙ方向に隣接するメモリセルトランジスタＭＴ間で拡散領域（ソース領域またはドレイン領域）を共有してＹ方向に直列に接続された（ｎ＋１）個（ｎは０以上の整数）のメモリセルトランジスタＭＴ０〜ＭＴｎと、この（ｎ＋１）個のメモリセルトランジスタＭＴ０〜ＭＴｎの列の両端に配置される選択トランジスタＳＴ１，ＳＴ２と、を有する。

各メモリセルトランジスタＭＴ０〜ＭＴｎは、半導体基板上に形成された積層ゲート構造を有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）から構成される。ここで、積層ゲート構造には、半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成された電荷蓄積層（浮遊ゲート電極）と、この電荷蓄積層上にゲート間絶縁膜を介在して形成された制御ゲート電極と、が含まれる。メモリセルトランジスタＭＴ０〜ＭＴｎは、浮遊ゲート電極に蓄えられる電子の数に応じて閾値電圧が変化し、この閾値電圧の違いに応じて２ビット以上のデータを記憶することができる多値メモリである。なお、以下に示す実施の形態では、メモリセルトランジスタＭＴはこの多値メモリである場合を例に挙げて説明する。

ＮＡＮＤストリングＮＳを構成するメモリセルトランジスタＭＴ０〜ＭＴｎの制御ゲート電極には、それぞれワード線ＷＬ０〜ＷＬｎが接続されており、また各ＮＡＮＤストリングＮＳ中のメモリセルトランジスタＭＴｉ（ｉ＝０〜ｎ）間は、同一のワード線ＷＬｉ（ｉ＝０〜ｎ）によって共通接続されている。つまり、ブロックＢＬＫ内において同一行にあるメモリセルトランジスタＭＴｉの制御ゲート電極は、同一のワード線ＷＬｉに接続される。この同一のワード線ＷＬｉに接続される（ｍ＋１）個のメモリセルトランジスタＭＴｉの群は１つのページを構成する単位となる。ＮＡＮＤメモリ１２では、このページ単位でデータの書き込みと読み出しが行われる。

１つのブロックＢＬＫ内の（ｍ＋１）個の選択トランジスタＳＴ１のドレインにはそれぞれビット線ＢＬ０〜ＢＬｍが接続され、ゲートには選択ゲート線ＳＧＤが共通接続されている。また、選択トランジスタＳＴ１のソースはメモリセルトランジスタＭＴ０のドレインと接続されている。同様に、１つのブロックＢＬＫ内の（ｍ＋１）個の選択トランジスタＳＴ２のソースにはソース線ＳＬが共通接続され、ゲートには選択ゲート線ＳＧＳが共通接続されている。また、選択トランジスタＳＴ２のドレインはメモリセルトランジスタＭＴｎのソースと接続されている。

なお、図示されていないが、１つのブロックＢＬＫ内のビット線ＢＬｊ（ｊ＝０〜ｍ）は、他のブロックＢＬＫのビット線ＢＬｊとの間で、選択トランジスタＳＴ１のドレインを共通に接続している。つまり、複数のブロックＢＬＫ内において同一列にあるＮＡＮＤストリングＮＳ間は、同一のビット線ＢＬｊによって接続される。

つぎに、ＤＲＡＭ１１とＮＡＮＤメモリ１２の機能構成について説明する。図３は、ＤＲＡＭとＮＡＮＤメモリの機能構成を模式的に示す図であり、（ａ）はＤＲＡＭ１１の機能構成を示し、（ｂ）はＮＡＮＤメモリ１２の機能構成を示している。

図３（ａ）に示されるように、ＤＲＡＭ１１は、ホスト装置から書込要求のあったデータが記憶されるライトキャッシュ領域ＷＣと、ホスト装置から読出要求のあったデータが記憶されるリードキャッシュ領域ＲＣと、ＤＲＡＭ１１およびＮＡＮＤメモリ１２に記憶されるデータの格納位置を管理するための管理情報が記憶される一時記憶領域１１１と、管理情報を復元する際に使用される作業領域１１２と、を有する。

図３（ｂ）に示されるように、ＮＡＮＤメモリ１２は、ホスト装置から書込要求のあったデータが格納されるデータ格納領域１２５と、ＤＲＡＭ１１の一時記憶領域１１１で管理される管理情報が保存される管理情報保存領域１２６と、を有する。この例では、ＮＡＮＤメモリ１２でのデータの書込／読出単位をページサイズ単位とし、消去の単位をブロックサイズ単位（たとえば５１２ＫＢ単位）とするものとする。そのため、ブロックサイズ単位で管理されるＮＡＮＤメモリ１２の各ブロックを記憶するための領域を、さらにページサイズ単位の領域に分割する。

ここで、ＤＲＡＭ１１の一時記憶領域１１１で管理される管理情報について説明する。図４は、メモリシステムで記憶されるデータを管理する層構造の一例を示す図である。なお、ここで、データとは、ホスト装置から書込要求／読出要求のあったデータのことをいうものとする。このメモリシステム１０では、キャッシュの役割をするＤＲＡＭ１１でのデータ管理を行なうＤＲＡＭ管理層３１と、ＮＡＮＤメモリ１２での論理的なデータ管理を行なう論理ＮＡＮＤ管理層３２と、ＮＡＮＤメモリ１２での物理的なデータ管理やＮＡＮＤメモリ１２の延命処理などを行なう物理ＮＡＮＤ管理層３３の３層構造でデータ管理が行われる。

ＤＲＡＭ１１のライトキャッシュ領域ＷＣとリードキャッシュ領域ＲＣでは、ホスト装置のアドレス管理方法によって管理される論理アドレス（以下、ＬＢＡ（Logical Block Address）という）で指定されたデータが、ＤＲＡＭ１１上の所定の範囲の物理アドレス（以下、ＤＲＡＭ内物理アドレスという）に記憶される。また、ＤＲＡＭ管理層３１内でのデータは、格納されるデータのＬＢＡとＤＲＡＭ内物理アドレスとの対応関係と、ページ中のセクタサイズ単位のデータの有無を示すセクタフラグと、を含むキャッシュ管理情報４１によって管理される。

図５は、キャッシュ管理情報テーブルの一例を示す図である。ここでは、キャッシュ管理情報４１は、ＤＲＡＭ１１の１ページサイズの領域１つに対して１エントリとし、エントリ数はライトキャッシュ領域ＷＣとリードキャッシュ領域ＲＣに収まるページ数以下とする。各エントリには、ページサイズのデータのＬＢＡと、ＤＲＡＭ内物理アドレスと、このページをセクタサイズで分割した各領域における有効データの位置を示すセクタフラグと、が関連付けられている。

ＮＡＮＤメモリ１２では、ＤＲＡＭ１１からのデータがＮＡＮＤメモリ１２上の所定の範囲の物理アドレス（以下、ＮＡＮＤ内物理アドレスという）に格納される。また、多値メモリからなるＮＡＮＤメモリ１２では、書換可能回数に制約があるため、ＮＡＮＤメモリ１２を構成する各ブロック間での書換回数が均等化するようにドライブ制御部１４で制御されている。つまり、ドライブ制御部１４は、ＮＡＮＤメモリ１２内のあるＮＡＮＤ内物理アドレスに書き込まれたデータの更新を行なう場合に、そのデータが含まれるブロックのうち更新が必要な部分を反映させたデータを、元のブロックとは異なるブロックに書き込み、元のブロックは無効化するようにして、ＮＡＮＤメモリ１２を構成するブロック間での書換回数が均等化するように制御している。

このように、ＮＡＮＤメモリ１２では、データの書込／読出処理と消去処理とでは処理単位が異なるとともに、データの更新処理においては、更新前のデータの位置（ブロック）と更新後のデータの位置（ブロック）とが異なるため、この実施の形態では、ＮＡＮＤ内物理アドレスのほかにＮＡＮＤメモリ１２内で独自に使用されるＮＡＮＤ内論理アドレス（以下、ＮＡＮＤ内論理アドレスという）を設けることにする。

そこで、論理ＮＡＮＤ管理層３２内でのデータは、ＤＲＡＭ１１から受け取ったページサイズ単位のデータのＬＢＡと、受け取ったデータを格納するＮＡＮＤメモリ１２の論理的なページ位置を示すＮＡＮＤ内論理アドレスとの間の関係と、ＮＡＮＤメモリ１２における消去単位のブロックとサイズが一致する論理的なブロック（以下、論理ブロックという）のアドレス範囲を示す関係と、を示す論理ＮＡＮＤ管理情報４２によって管理される。なお、この論理ブロックを複数まとめたものを論理ブロックとしてもよい。また、物理ＮＡＮＤ管理層３３でのデータは、ＮＡＮＤメモリ１２におけるＮＡＮＤ内論理アドレスとＮＡＮＤ内物理アドレスとの対応関係を含むＮＡＮＤ内論理アドレス−物理アドレス変換情報（以下、論物変換情報という）４３によって管理される。

図６は、論理ＮＡＮＤ管理情報テーブルの一例を示す図であり、図７は、ＮＡＮＤ内論物変換情報テーブルの一例を示す図である。図６に示されるように、論理ＮＡＮＤ管理情報４２は、論理ページ管理情報４２ａと論理ブロック管理情報４２ｂとを含む。論理ページ管理情報４２ａは、１ページサイズの論理的な領域１つに対して１エントリとし、各エントリには、１ページサイズのデータのＬＢＡと、ＮＡＮＤ内論理アドレスと、このページが有効か否かを示すページフラグと、を含む。また、論理ブロック管理情報４２ｂは、ＮＡＮＤメモリ１２の１ブロックサイズの領域に対して設定されるＮＡＮＤ内物理アドレスを含む。また、図７に示されるように、ＮＡＮＤ内論物変換情報４３は、ＮＡＮＤメモリ１２のＮＡＮＤ内物理アドレスとＮＡＮＤ内論理アドレスとが対応付けられている。

これらの管理情報によって、ホスト装置で使用されるＬＢＡと、ＮＡＮＤメモリ１２で使用されるＮＡＮＤ内論理アドレスと、ＮＡＮＤメモリ１２で使用されるＮＡＮＤ内物理アドレスとの間を対応付けることができ、ホスト装置と当該メモリシステム１０との間のデータのやり取りを行なうことが可能となる。

なお、以下では、ＤＲＡＭ管理層３１で管理される管理情報は、電源オフなどによって消失するので、揮発性テーブルともいい、論理ＮＡＮＤ管理層３２および物理ＮＡＮＤ管理層３３で管理される管理情報は、電源オフなどによって消失した際にメモリシステム１０の次回起動時に支障を与え、保存しておくことが必要なので、不揮発性テーブルともいう。

この不揮発性テーブルは、ＮＡＮＤメモリ１２に格納されているデータを管理するものであり、この不揮発性テーブルがなければＮＡＮＤメモリ１２に格納されている情報にアクセスできなかったり、既に記憶した領域内のデータを消してしまったりするので、不意の電源オフなどに備えて最新の情報に保存しておく必要がある。そのため、この実施の形態では、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６には、少なくとも不揮発性テーブルを含む管理情報が最新の状態で保存されている。そこでつぎに、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６に保存される管理情報保存情報について説明する。なお、以下では、不揮発性テーブルのみを管理情報保存領域１２６に保存する場合を例に挙げる。

図８は、管理情報保存領域に記憶される管理情報保存情報の内容の一例を模式的に示す図である。この管理情報保存領域１２６には、ある時点における不揮発性テーブルの内容であるスナップショット２１０と、次にスナップショットを取るまでの不揮発性テーブルの内容の更新差分情報であるとともに更新前に取得された更新前ログ（以下、前ログという）２２０Ａと、この前ログ２２０Ａと同一の内容のログ情報であるとともに更新後に保存された更新後ログ（以下、後ログという）２２０Ｂと、スナップショット２１０の位置（ブロック）、このスナップショット２１０に対して取得された前ログ２２０Ａの位置（ブロック）、およびこのスナップショット２１０に対して取得された後ログ２２０Ｂの位置（ブロック）を示すセカンドポインタ２３０と、セカンドポインタ２３０が格納される位置（ブロック）を示すルートポインタ２４０と、を含む管理情報保存情報が格納される。ここで、スナップショット２１０とは、ＤＲＡＭ１１の一時記憶領域１１１に記憶される管理情報のうち、少なくとも不揮発性テーブルを含む管理情報を所定の時点で保存した情報のことをいう。

この図８において、スナップショット２１０、前ログ２２０Ａ、後ログ２２０Ｂ、セカンドポインタ２３０、およびルートポインタ２４０は、それぞれ異なるブロックに格納される。また、これらのブロックの大きさは、消去単位である物理ブロックと同じ大きさとする。スナップショット２１０は、スナップショット格納用ブロックに格納される。スナップショット２１０には、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６内の不揮発性テーブルである論理ＮＡＮＤ管理情報４２とＮＡＮＤ内論物変換情報４３とが含まれる。新しいスナップショット２１０が保存されると、以前に保存されていたスナップショット２１０とは別のブロックに保存される。

前ログ２２０Ａおよび後ログ２２０Ｂは、データ書き込み処理等に伴い不揮発性テーブルの内容に変更があった場合の内容更新後の不揮発性テーブルとスナップショット２１０（またはスナップショット２１０と既に取られたログ）との差分情報である。具体的には、スナップショット２１０が取られた後の最初の前ログ２２０Ａまたは最初の後ログ２２０Ｂは、不揮発性テーブルとスナップショット２１０との差分情報である。また、スナップショット２１０が取られた後の２番目以降の前ログ２２０Ａは、既に取られた前ログ２２０Ａとスナップショット２１０とを合わせたものと、不揮発性テーブルとの差分情報である。また、スナップショット２１０が取られた後の２番目以降の後ログ２２０Ｂは、既に取られた後ログ２２０Ｂとスナップショット２１０とを合わせたものと、不揮発性テーブルとの差分情報である。

前ログ２２０Ａは、管理情報が実際に更新される前に生成しておく情報である。このため、データの書き込み処理などが行なわれることによって管理情報が実際に更新される前に、管理情報がどのように更新されるかの更新計画に基づいて、前ログ２２０Ａは生成される。また、後ログ２２０Ｂは、管理情報が実際に更新された後に生成される情報である。このため、データの書き込み処理などが行なわれることによって管理情報が実際に更新された後に、実際の管理情報などを用いて後ログ２２０Ｂは生成される。

前ログ２２０Ａおよび後ログ２２０Ｂは、それぞれログ格納用ブロックに格納される。前ログ２２０Ａおよび後ログ２２０Ｂは、スナップショットの世代が変わっても、同じログ格納用ブロックに追記される。

図９は、ログの一例を示す図である。なお、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂは、同一の情報を有しているので、ここでは前ログ２２０Ａをログの一例として説明する。ログ２２０Ａは、変更対象の管理情報となる対象情報と、その対象情報中の変更対象となるエントリである対象エントリと、その対象エントリ中の変更対象となる項目である対象項目と、その対象項目の変更の内容である変更内容と、を含む。前ログ２２０Ａおよび後ログ２２０Ｂはスナップショット２１０に対する更新差分情報であるため、新たなスナップショット２１０の保存に伴い刷新される。

セカンドポインタ２３０は、セカンドポインタ格納用ブロックに格納される。セカンドポインタ２３０は、スナップショット２１０、前ログ２２０Ａ、後ログ２２０Ｂの格納位置を示すブロックの先頭アドレスを示すものであればよい。また、セカンドポインタ２３０は、スナップショット２１０が新たに保存された場合や、スナップショット格納用ブロックとログ格納用ブロックが変更された場合に更新される。

セカンドポインタ２３０は、スナップショット格納用ブロックへアクセスするためのスナップショットアクセス情報と、前ログ２２０Ａおよび後ログ２２０Ｂの各ログ格納用ブロックへアクセスするためのログアクセス情報と、次のセカンドポインタが格納されるページ位置を示すネクストポインタと、を含む。このネクストポインタによって、セカンドポインタ２３０はリンクドリスト方式の情報となり、ルートポインタ２４０で指示されたセカンドポインタ格納用ブロックの先頭ページからネクストポインタをたどることによって、最新のセカンドポインタ２３０へとたどり着くことが可能となる。なお、リンクドリスト方式ではなく、セカンドポインタ格納用ブロックの先頭ページからセカンドポインタ２３０を順に追記的に格納してもよい。

ルートポインタ２４０は、ルートポインタ格納用ブロックに格納される。ルートポインタ２４０は、セカンドポインタ２３０が格納されているセカンドポインタ格納用ブロックへアクセスするための情報であり、メモリシステム１０の起動時に、管理情報を復元するための処理の際に最初に読み込まれる情報である。このルートポインタ２４０は、セカンドポインタ格納用ブロックが変更された場合に変更される。ルートポインタ２４０は、ルートポインタ格納用ブロックに、例えば、ブロックの先頭ページから順に追記的に格納される。このような場合には、ルートポインタ格納用ブロック内の未書込ページの１つの前のページが最新情報を有することになるので、未書込ページの最上位のページを検索することで、最新のルートポインタ２４０を検索することができる。また、セカンドポインタ２３０の場合のように、リンクドリスト方式を用いることもできる。

ここで、ルートポインタ２４０はＮＡＮＤメモリ１２内の固定領域１２６１に格納され、スナップショット２１０、前ログ２２０Ａ、後ログ２２０Ｂおよびセカンドポインタ２３０はＮＡＮＤメモリ１２内の可変領域１２６２に格納される。固定領域１２６１とは、ＮＡＮＤメモリ内において、論理ＮＡＮＤ管理層３２で管理される論理ブロックと、物理ＮＡＮＤ管理層３３で管理される物理ブロックとの関係が固定化している保護領域であり、書換えや書き込みがほとんど発生しない更新頻度の低い、メモリシステム１０を稼動させるのに必要な情報が格納される領域である。

一方の可変領域１２６２とは、固定領域１２６１を除くＮＡＮＤメモリ１２の領域において、論理ＮＡＮＤ管理層３２で管理される論理ブロックと、物理ＮＡＮＤ管理層３３で管理される物理ブロックとの関係が可変な領域であり、ウェアレベリングの対象となる領域である。

つぎに、ドライブ制御部１４の機能について説明する。図１０は、ドライブ制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。ドライブ制御部１４は、ＤＲＡＭ１１−ＮＡＮＤメモリ１２間のデータ転送やＮＡＮＤメモリ１２に関する各種機能の制御を行なうデータ管理部１４１と、ＡＴＡインタフェースから受けた指示に基づいてデータ管理部１４１と協働してデータ転送処理を行なうＡＴＡコマンド処理部１４２と、データ管理部１４１およびＡＴＡコマンド処理部１４２と協動して各種のセキュリティ情報を管理するセキュリティ管理部１４３と、電源オン時に、各管理プログラム（ＦＷ）をＮＡＮＤメモリ１２から図示しないメモリ（たとえば、ＳＲＡＭ（Static RAM））にロードするブートローダ１４４と、ドライブ制御部１４内の各コントローラや回路の初期化を行なう初期化管理部１４５と、外部からＲＳ２３２Ｃインタフェースを介して供給されたデバッグ用データを処理するデバッグサポート部１４６と、を備える。

図１１は、本実施の形態に係るデータ管理部の機能構成の一例を示すブロック図である。データ管理部１４１は、ＤＲＡＭ１１とＮＡＮＤメモリ１２との間でデータ転送を行なうデータ転送処理部１５１と、ＤＲＡＭ１１およびＮＡＮＤメモリ１２に記憶されるデータの変更に伴って管理情報の変更や保存を行なう管理情報管理部１５２と、電源オン時などに保存された管理情報に基づいて最新の管理情報を復元する管理情報復元部１５５と、をさらに備える。

また、管理情報管理部１５２は、管理情報書込部１５３と、管理情報保存部１５４と、をさらに備える。管理情報書込部１５３は、データ転送処理部１５１によるＤＲＡＭ１１またはＮＡＮＤメモリ１２で記憶されるデータの変更処理によって管理情報の更新が必要な場合に、ＤＲＡＭ１１に記憶されている管理情報の更新を行なう。

管理情報保存部１５４は、メモリシステム１０が所定の条件を満たしたとき、管理情報をスナップショット２１０として、管理情報中の更新される分の情報を前ログ２２０Ａとして、管理情報中の更新された分の情報を後ログ２２０Ｂとして、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６に保存する。また、このスナップショット２１０、前ログ２２０Ａまたは後ログ２２０Ｂの保存に伴ってセカンドポインタ２３０の書き込まれる位置が変更される場合には、このセカンドポインタ２３０に対する更新処理も行なう。

管理情報保存部１５４によるスナップショット２１０の保存は、以下に例示する３つのスナップショット保存条件のいずれかを満たす場合に実行される。
（１）スタンバイ（メモリシステム１０本体の電力消費を最小限にまで落とすようにする指示）／スリープ（所定の時間アクセスがない場合にデバイスを停止する指示）／リセット（メモリシステム１０を再起動する指示）を受ける場合。
（２）ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６中の前ログ２２０Ａや後ログ２２０Ｂを記憶するために設けられたログ格納領域が埋まってしまった場合。
（３）ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６中の前ログ２２０Ａや後ログ２２０Ｂを記憶するために設けられたログ格納領域が、データの書込みや消去ができなくなる不良領域（バッドブロック）になった場合。

また、管理情報保存部１５４が前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂを保存するタイミングは、管理情報書込部１５３によってＤＲＡＭ１１に記憶されている管理情報（不揮発性テーブル）の更新が行われた場合である。具体的には、データの書き込みなどを行なう処理の前と後とに、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂとが保存される。

管理情報復元部１５５は、メモリシステム１０に電源がオンされると、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６に保存されている管理情報保存情報に基づいた管理情報の復元処理を行なう。具体的には、固定領域１２６１の中のルートポインタ２４０、可変領域１２６２の中のセカンドポインタ２３０、スナップショット２１０、前ログ２２０Ａ、後ログ２２０Ｂへと順にたどっていき、最新のスナップショット２１０に対する前ログ２２０Ａや後ログ２２０Ｂが存在するか否かを判定する。前ログ２２０Ａや後ログ２２０Ｂが存在しない場合には、スナップショット格納用ブロックのスナップショット２１０を管理情報としてＤＲＡＭ１１に復元する。また、前ログ２２０Ａや後ログ２２０Ｂが存在する場合には、プログラムエラーや瞬断（電源の異常遮断）などの異常終了であった場合であるので、スナップショット格納用ブロックからスナップショット２１０を取得し、ログ格納用ブロックから前ログ２２０Ａまたは後ログ２２０Ｂを取得して、ＤＲＡＭ１１上でスナップショット２１０に前ログ２２０Ａまたは後ログ２２０Ｂを反映させて管理情報（不揮発性テーブル）の復元を行なう。

ここで、管理情報管理部１５２によるメモリシステム１０の管理情報の保存の処理について説明する。図１２は、メモリシステムの管理情報の保存処理手順の一例を示すフローチャートである。また、図１３は、前ログと後ログの保存処理を説明するための図である。なお、ここでは、メモリシステム１０がホスト装置と接続され、ホスト装置の２次記憶装置として動作しているとともに、ホスト装置（メモリシステム１０）が起動状態にあり、また、この起動状態の前のメモリシステム１０の停止前にスナップショット２１０が保存されているものとする。

まず、ホスト装置（メモリシステム１０）の前回終了時に保存されたスナップショット２１０を基に、ホスト装置（メモリシステム１０）が起動された状態にある（ステップＳ１１）。この後、必要に応じてホスト装置からＮＡＮＤメモリ１２へデータの読み書きが行なわれる。管理情報管理部１５２は、上記スナップショット保存条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１２）。スナップショット保存条件を満たさない場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）には、管理情報の更新を伴う指示（ＮＡＮＤメモリへのデータ書込み指示など）を受けたか否かを判定する（ステップＳ１３）。管理情報の更新を伴う指示を受けなかった場合（ステップＳ１３でＮｏの場合）には、ステップＳ１２へと戻る。

また、管理情報の更新を伴う指示を受けた場合（ステップＳ１３でＹｅｓの場合）には、その指示を実行することによって管理情報がどのように更新されるか更新計画を決定し（ステップＳ１４）、その更新計画をＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６のログ格納用ブロックに前ログ２２０Ａとして保存する（ステップＳ１５）。

この更新計画（前ログ）は、ログ格納用ブロックに前ログ２２０Ａが格納されていない場合には、管理情報が更新された場合の不揮発性テーブルとスナップショット格納用ブロックに保存されているスナップショット２１０との間の差分情報であり、ログ格納用ブロックに前ログ２２０Ａ（以下、過去の前ログ２２０Ａという）が既に格納されている場合には、管理情報が更新された場合の不揮発性テーブルと、スナップショット２１０と過去の前ログ２２０Ａとを合わせたものと、の間の差分情報である。具体的には、図１３に示すように、Ｘ番目のデータの書き込み処理としてデータ書き込み（Ｘ）を行なう前に、このデータ書き込み（Ｘ）に対応する前ログ（Ｘ）がＮＡＮＤメモリ１２内に前ログ２２０Ａとして保存される。このとき、前ログ２２０Ａとして例えば情報ｙ１が保存される。なお、ここでの前ログ２２０Ａは、たとえば、前ログ２２０Ａ（更新計画）をＤＲＡＭ１１上に記録した後、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６に保存される。

ついで、論理ＮＡＮＤ管理層は、ステップＳ１３で受けた指示（たとえばユーザデータのＮＡＮＤメモリ１２のデータ格納領域１２５への書き込み（Ｘ）処理）を実行する（ステップＳ１６）。

この後、実行した処理に応じて、ＤＲＡＭ１１に記憶されている管理情報が更新される。そして、管理情報保存部１５４は、管理情報中の更新された分の情報を後ログ２２０Ｂとして、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６に保存する。ここでの後ログ２２０Ｂは、ログ格納用ブロックに後ログ２２０Ｂが格納されていない場合には、現時点の不揮発性テーブルとスナップショット格納用ブロックに保存されているスナップショット２１０との間の差分情報であり、ログ格納用ブロックに後ログ２２０Ｂ（以下、過去の後ログ２２０Ｂという）が既に格納されている場合には、現時点の不揮発性テーブルと、スナップショット２１０と過去ログとを合わせたものと、の間の差分情報である。

これにより、データ書き込み（Ｘ）に対応する後ログ２２０Ｂ（Ｘ）がＮＡＮＤメモリ１２内に後ログ２２０Ｂとして保存される（ステップＳ１７）。このとき、後ログ２２０Ｂとして例えば情報ｙ１が保存される。このように、後ログ２２０Ｂとして保存される情報ｙ１は、前ログ２２０Ａとして保存される情報ｙ１と同じ情報である。その後、ステップＳ１２へと戻る。

スナップショット保存条件を満たさない場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）であって、管理情報の更新を伴う指示を受けた場合（ステップＳ１３でＹｅｓの場合）には、ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理が行なわれる。すなわち、Ｘ番目のデータの書き込み処理と同様に（Ｘ＋１）番目のデータの書き込み処理が行なわれる。このとき、（Ｘ＋１）番目のデータの書き込み処理としてデータ書き込み（Ｘ＋１）を行なう前に、このデータ書き込み（Ｘ＋１）に対応する前ログ（Ｘ＋１）がＮＡＮＤメモリ１２内に前ログ２２０Ａとして保存される。このとき、前ログ２２０Ａとして例えば情報ｙ２が保存される。そして、ＮＡＮＤメモリ１２内のデータ格納領域１２５にデータ書き込み（Ｘ＋１）が行なわれる。さらに、データ書き込み（Ｘ＋１）に対応する後ログ（Ｘ＋１）がＮＡＮＤメモリ１２内に後ログ２２０Ｂとして保存される。このとき、後ログ２２０Ｂとして例えば情報ｙ２が保存される。このように、後ログ２２０Ｂとして保存される情報ｙ２は、前ログ２２０Ａとして保存される情報ｙ２と同じ情報である。

また、ステップＳ１２でスナップショット保存条件を満たす場合（ステップＳ１２でＹｅｓの場合）には、ＤＲＡＭ１１の一時記憶領域１１１内の少なくとも不揮発性テーブルを含む管理情報をスナップショット２１０としてＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６に保存する（ステップＳ１８）。そして、メモリシステム１０の終了指示があるか否かを判定し（ステップＳ１９）、終了指示がない場合にはステップＳ１２へと戻り、終了指示がある場合には、そのまま処理が終了する。

つぎに、管理情報復元部１５５によるメモリシステム１０の管理情報の復元処理について説明する。図１４は、メモリシステムの管理情報の復元処理手順の一例を示すフローチャートであり、図１５は、メモリシステムの復元処理を説明するための図である。なお、ここでも、メモリシステム１０がホスト装置と接続され、ホスト装置の２次記憶装置として動作しているものとする。

まず、瞬断からの回復などによってホスト装置の電源がオンされ、メモリシステム１０に対して起動指示が出されると（ステップＳ３１）、管理情報復元部１５５は、ＮＡＮＤメモリ１２の管理情報保存領域１２６中のルートポインタ２４０、セカンドポインタ２３０を順に読込み（ステップＳ３２）、スナップショット２１０と前後ログ（前ログ２２０Ａ、後ログ２２０Ｂ）が格納されているそれぞれのブロックのアドレスを取得し（ステップＳ３３）、スナップショット２１０を取得する（ステップＳ３４）。

その後、管理情報復元部１５５は、ＮＡＮＤメモリ１２中の前ログ２２０Ａや後ログ２２０Ｂを参照して、瞬断が発生したか否かを判定する（ステップＳ３５）。例えば、前ログ２２０Ａや後ログ２２０ＢがＮＡＮＤメモリ１２中に存在する場合は、瞬断が発生したと判断される。また、瞬断が発生したか否かの判断は、例えば前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂを比較することによって行なってもよい。本実施の形態では、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂとが同じ情報を保存している。このため、例えば、前ログ２２０Ａとして保存されているページの数と後ログ２２０Ｂとして保存されているページの数とが一致しない場合には、瞬断が発生したと判断できる。また、ＥＣＣエラーの有無や、前ログ２２０Ａとして保存されているページのデータ、後ログ２２０Ｂとして保存されているページのデータに基づいて瞬断の有無を判断してもよい。

瞬断が発生した場合（ステップＳ３５でＹｅｓの場合）、ＮＡＮＤメモリ１２内の最新の前ログ２２０Ａと最新の後ログ２２０Ｂとに基づいて、瞬断の発生したタイミングを確認する（ステップＳ３６）。

さらに、管理情報復元部１５５は、瞬断の発生したタイミングが後ログ２２０Ｂの保存中であったか否かを判断する（ステップＳ３７）。例えば、後ログ２２０Ｂ内の最後のページが書き込み途中である場合、この最後のページを読み出すことはできないので、後ログ２２０Ｂの保存中に瞬断が発生したと判断される。また、前ログ２２０Ａ内の最後のページが書き込み途中である場合、この最後のページを読み出すことはできないので、前ログ２２０Ａの保存中に瞬断が発生したと判断される。また、前ログ２２０Ａ内の最後のページにはログが書き込まれており、かつ後ログ２２０Ｂ内の最後のページにはログが書き込まれていない場合には、データの書き込み途中で瞬断が発生したと判断される。

管理情報復元部１５５は、瞬断の発生したタイミングが後ログ２２０Ｂの保存中であったと判断した場合（ステップＳ３７でＹｅｓの場合）に、最新の前ログ２２０Ａを選択する（ステップＳ３８）。一方、管理情報復元部１５５は、瞬断の発生したタイミングが後ログ２２０Ｂの保存中でなかったと判断した場合（ステップＳ３７でＮｏの場合）に、保存の完了している最新の後ログ２２０Ｂを選択する（ステップＳ３９）。換言すると、前ログ２２０Ａ内の最後のページが書き込み途中であった場合や前ログ２２０Ａ内の最後のページにはログが書き込まれており、かつ後ログ２２０Ｂ内の最後のページにはログが書き込まれていない場合に、最新の後ログ２２０Ｂが選択される。

この後、選択したログ（前ログ２２０Ａまたは後ログ２２０Ｂ）をログ格納用ブロックから取得し、ＤＲＡＭ１１の作業領域１１２に展開する（ステップＳ４０）。そして、スナップショット２１０に対して、古いログから順にログを反映させて管理情報（不揮発性テーブル）を復元し（ステップＳ４１）、管理情報の復元処理が終了する。

一方、瞬断が発生していない場合（ステップＳ３５でＮｏの場合）には、ＤＲＡＭ１１の管理情報格納領域１１１に、管理情報を復元し、管理情報復元処理が終了する。

なお、管理情報復元部１５５は、瞬断に起因するログの破壊の有無に関わらず、前ログ２２０Ａとして保存されているページの数と、後ログ２２０Ｂとして保存されているページの数と、に基づいて、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂの何れか一方を選択して管理情報を復元してもよい。例えば、管理情報復元部１５５は、前ログ２２０Ａとして保存されているページの数と、後ログ２２０Ｂとして保存されているページの数が同じ場合に、前ログ２２０Ａを選択して管理情報を復元する。また、管理情報復元部１５５は、前ログ２２０Ａとして保存されているページの数が、後ログ２２０Ｂとして保存されているページの数よりも多い場合に、後ログ２２０Ｂを選択して管理情報を復元する。

図１５は、前ログ２２０Ａまたは後ログ２２０Ｂを格納するログ格納領域の構成の一例を示す図である。図１５では、図８に示す構成のうち、セカンドポインタ２３０と、前ログ２２０Ａまたは後ログ２２０Ｂのいずれか一方であるログ２２０とを示し、その他については省略している。

ログ２２０は、例えばログ格納用ブロック４５、４６から構成されたログ格納領域において、斜線で示された各ページに保存されたログ情報からなる。ここで、ログ格納領域を構成するログ格納用ブロックの個数は、保存されるログのサイズ（ログ長）に応じて決まる。すなわち、ログ格納領域では、保存されるログのサイズに応じて、順次ログ格納用ブロックが確保され、書き込み中のログ格納用ブロックの全てのページにログが書き込まれると、次に確保されたログ格納用ブロックにログが書き込まれる。図示例では、ログ格納用ブロック４５の先頭ページから順番にログが保存され、ログ格納用ブロック４５内の全てのページにログが書き込まれた後、次の書き込み用ブロックとして確保されたログ格納用ブロック４６の先頭ページから順番にログが保存されている様子を示している。

セカンドポインタ２３０は、ログ２２０の格納位置を示すブロックの先頭アドレスを示しており、具体的には、ログ格納用ブロック４５の先頭ページを示している。

また、ログ格納用ブロック４５は、ログ格納用ブロック４６の位置を示すポインタを有している。具体的には、ログ格納用ブロック４５の先頭ページを使用する際に、ログ格納用ブロック４６が確保され、ログ格納用ブロック４５の先頭ページにはログ格納用ブロック４６の先頭ページのアドレスを示すポインタ情報が付加される。これにより、セカンドポインタ２３０、ログ格納用ブロック４５、ログ格納用ブロック４６へと順にたどることができ、スナップショット２１０に対する最新のログまで到達することができる。また、図示はしていないが、ログ格納用ブロック４６は、次に確保されたログ格納用ブロックの位置を示すポインタを有している。すなわち、ログ格納用ブロック４６の先頭ページを利用する際に、図示していない次のログ格納用ブロックが確保されており、ログ格納用ブロック４６の先頭ページには次のログ格納用ブロックの先頭ページのアドレスを示すポインタ情報が付加される。図１５では、一例として、２つのログ格納用ブロック（ログ格納用ブロック４５，４６）にログが保存されている場合について説明したが、３つ以上のログ格納用ブロックにログが保存されている場合についても同様である。

このように、本実施の形態では、ログ格納領域を複数個のログ格納用ブロックで構成する際に、ログ格納用ブロックの先頭ページに次に確保されるログ格納用ブロックの位置を示すポインタ情報を保存し、ポインタを介して異なるログ格納用ブロックに保存されたログをたどれるようにしている。つまり、ログ格納領域は、順次確保されたログ格納用ブロックから構成されるとともに、ログ格納用ブロック間を指示するポインタを介してログ格納用ブロックがチェーン状につながった構造（以下、ログチェーンという）となっている。

本実施の形態によれば、ログ格納領域に保存されるログ２２０（すなわち、前ログ２２０Ａまたは後ログ２２０Ｂ）のサイズがログ格納用ブロックのサイズを超えた場合でも、新たにログ格納用ブロックを確保しログを書き込むことができるので、ログ格納用ブロックが満杯になるごとにスナップショット２１０を保存し、セカンドポインタ２３０を更新する必要がない。そのため、セカンドポインタ２３０の格納されたセカンドポインタ格納用ブロックへの書き込みが低減する。したがって、ＮＡＮＤメモリ１２の書き込み回数を低減することができ、その寿命が短くなることを抑制することができる、という効果を奏する。

なお、ログ格納用ブロックがポインタを確保するタイミングは、その先頭ページを使用する際に限定されず、その他のページを使用する際であってもよい。したがって、例えばログ格納用ブロック４５は、その最後のページにログの書き込みを終えた時点でログ格納用ブロック４６を確保し、ログ格納用ブロック４６の先頭ページのアドレスを示すポインタを設けるようにしてもよい。

また、ログ格納領域に確保可能なログ格納用ブロックの個数に上限を設けることが好ましい。これは、ログ２２０のサイズが所定サイズを超えると、ログ２２０をスナップショット２１０に反映させて管理情報を復元する必要がある場合に、復元時間が長くなるからである。前述のように、ログ格納領域が埋まった場合には、スナップショット保存条件の（２）が成立し、新たなスナップショット２１０が取得される。

また、本実施の形態では、前ログ２２０Ａおよび後ログ２２０Ｂを取得しログを２重化する構成としているが、いずれか一方のログを取得しログを多重化しない場合にも、上記のログチェーンの構成を適用し同様の効果を得ることができる。

図１６は、前ログ２２０Ａを格納する前ログ格納領域、および後ログ２２０Ｂを格納する後ログ格納領域の構成の一例を示す図であり、図１５と同様に、図８に示す構成のうち、セカンドポインタ２３０と、前ログ２２０Ａおよび後ログ２２０Ｂとを示し、その他については省略している。

図１６に示すように、前ログ２２０Ａを格納する前ログ格納領域および後ログ２２０Ｂを格納する後ログ格納領域は、以下に説明する相互間に設けられたポインタを除けば、それぞれ図１５に示したログ格納領域の構成と同様の構成を有する。すなわち、前ログ２２０Ａを格納する前ログ格納領域は、例えば２つのログ格納用ブロックであるログ格納用ブロック５０、５１から構成されるとともに、ログ格納用ブロック５０は、ログ格納用ブロック５０に続いて確保されたログ格納用ブロック５１の位置を示すポインタ（同図中、ログ格納用ブロック５０の先頭ページからログ格納用ブロック５１の先頭ページを指す矢印）を有している。また、後ログ２２０Ｂを格納する後ログ格納領域は、例えば２つのログ格納用ブロックであるログ格納用ブロック６０、６１から構成されるとともに、ログ格納用ブロック６０は、ログ格納用ブロック６０に続いて確保されたログ格納用ブロック６１の位置を示すポインタ（同図中、ログ格納用ブロック６０の先頭ページからログ格納用ブロック６１の先頭ページを指す矢印）を有している。さらに、セカンドポインタ２３０は、前ログ格納領域内のログ格納用ブロック５０の先頭ページと、後ログ格納領域内のログ格納用ブロック６０の先頭ページと、を示している。

図１６では、このような前ログ格納領域および後ログ格納領域内にそれぞれ設けられたログチェーンの構造に加えて、前ログ格納領域におけるログ格納用ブロック５０は、後ログ格納領域におけるログ格納用ブロック６１の位置を示すポインタ（同図中、ログ格納用ブロック５０の先頭ページからログ格納用ブロック６１の先頭ページを指す矢印）を有するとともに、後ログ格納領域におけるログ格納用ブロック６０は、前ログ格納領域におけるログ格納用ブロック５１の位置を示すポインタ（同図中、ログ格納用ブロック６０の先頭ページからログ格納用ブロック５１の先頭ページを指す矢印）を有している。

すなわち、前ログ格納領域におけるログ格納用ブロック５０は、前ログ格納領域において次に確保されたログ格納用ブロックであるログ格納用ブロック５１の位置を示すポインタに加えて、このログ格納用ブロック５１の確保順と同一の順番（この場合、ログ格納用ブロック５１は２番目に確保されたので、２番目）で後ログ格納領域において確保されたログ格納用ブロック、すなわち、ログ格納用ブロック６１の位置を示すポインタを有している。同様にして、後ログ格納領域におけるログ格納用ブロック６０は、後ログ格納領域において次に確保されたログ格納用ブロックであるログ格納用ブロック６１の位置を示すポインタに加えて、このログ格納用ブロック６１の確保順と同一の順番（この場合、ログ格納用ブロック６１は２番目に確保されたので、２番目）で前ログ格納領域において確保されたログ格納用ブロック、すなわち、ログ格納用ブロック５１の位置を示すポインタを有している。

前述のように、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂとは同じ内容のログ情報を保存するものであるので、瞬断等の異常が発生しない限り、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂとは同一のログ情報を保存している。したがって、ログ格納用ブロック５０の各ページに保存されているログは、ログ格納用ブロック６０の対応するページに保存されているログと同じであり、ログ格納用ブロック５１の各ページに保存されているログは、ログ格納用ブロック６１の対応するページに保存されているログと同じである。したがって、前ログ格納領域におけるログ格納用ブロック５０は、ログ格納用ブロック５１の位置を示すポインタに加えて後ログ格納領域におけるログ格納用ブロック６１の位置を示すポインタを有することで、ログ格納用ブロック５１と同一のログ情報を保存するログ格納用ブロック６１の位置をバックアップとして確保している。同様にして、後ログ格納領域におけるログ格納用ブロック６０は、ログ格納用ブロック６１の位置を示すポインタに加えて前ログ格納領域におけるログ格納用ブロック５１の位置を示すポインタを有することで、ログ格納用ブロック６１と同一のログ情報を保存するログ格納用ブロック５１の位置をバックアップとして確保している。なお、図示はしていないが、ログ格納用ブロック５１は、前ログ格納領域においてこのログ格納用ブロック５１の次に確保されたログ格納用ブロックの位置を示すポインタを有するとともに、後ログ格納領域においてログ格納用ブロック６１の次に確保されたログ格納用ブロックの位置を示すポインタを有する。同様に図示はしていないが、ログ格納用ブロック６１は、後ログ格納領域においてこのログ格納用ブロック６１の次に確保されたログ格納用ブロックの位置を示すポインタを有するとともに、前ログ格納領域においてログ格納用ブロック５１の次に確保されたログ格納用ブロックの位置を示すポインタを有する。また、図１６では、一例として、前ログ格納領域および後ログ格納領域にそれぞれ２つのログ格納用ブロック（ログ格納用ブロック５０，５１、およびログ格納用ブロック６０，６１）にログが保存されている場合について説明したが、それぞれ３つ以上のログ格納用ブロックにログが保存されている場合についても同様である。

このように、前ログ格納領域および後ログ格納領域における各ログ格納用ブロックの有するポインタを２重化することで、瞬断等によりログが破壊された場合にもログの復元を容易に行うことができる。例えば、ログ格納用ブロック５１の書き込み中に瞬断が発生し、書き込み中のページとその下位ページのログデータが破壊されると、ログ格納用ブロック５０の有するログ格納用ブロック６１へのポインタを利用することでログ格納用ブロック６１からログを得ることができるので、ログ格納用ブロック５１のログを容易に復元することができる。以上のように、ポインタを２重化することで、何れのタイミングで瞬断が起きた場合であっても、ログ情報が消失することを防ぐことができ、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂとの何れか一方を用いることによって、メモリシステム１０を瞬断が起きる前の状態に容易に復帰させることが可能となる。

なお、以上では、スナップショット２１０、前ログ２２０Ａ、および後ログ２２０Ｂの格納位置を示すポインタとしてセカンドポインタ２３０を設け、さらに、このセカンドポインタ２３０の格納位置を示すポインタとしてルートポインタ２４０を設けることで、ポインタを２段とする構成としたが、例えばポインタの構成を１段とすることもできる。

また、前ログ２２０Ａと後ログ２２０Ｂの先頭ポインタは、セカンドポインタ格納用ブロック内ではなく、スナップショット２１０の中に格納されていてもよい。

また、ＤＲＡＭ１１でのデータ管理単位をページサイズ単位とし、ＮＡＮＤメモリ１２でのデータの書込／読出単位をページサイズ単位とし、消去単位と管理単位をブロックサイズ単位としたが、これに限定される趣旨ではなく、それぞれ任意の単位を用いることが可能である。

また、第１の記憶部としてＤＲＡＭを用いる場合を例示したが、他の揮発性半導体記憶装置や不揮発性半導体記憶装置を用いてもよい。

また、電荷蓄積層は浮遊ゲート型に限らず、ＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor）構造のようなシリコン窒化膜を用いた電荷トラップ型やその他の方式であってもよい。

本発明の実施の形態にかかるメモリシステムの構成の一例を示すブロック図である。 ＮＡＮＤメモリに含まれる１個のブロックの構成の一例を示す回路図である。 ＤＲＡＭとＮＡＮＤメモリの機能構成を模式的に示す図である。 メモリシステムで記憶されるデータを管理する層構造の一例を示す図である。 キャッシュ管理情報の一例を示す図である。 論理ＮＡＮＤ管理情報の一例を示す図である。 ＮＡＮＤ内論物変換情報の一例を示す図である。 管理情報保存領域に記憶される管理情報保存情報の内容の一例を模式的に示す図である。 ログの一例を示す図である。 ドライブ制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態にかかるデータ管理部の機能構成の一例を示すブロック図である。 メモリシステムの管理情報の保存処理手順の一例を示すフローチャートである。 前ログと後ログの保存処理を説明するための図である。 メモリシステムの管理情報の復元処理手順の一例を示すフローチャートである。 ログ格納領域の構成の一例を示す図である。 前ログ２２０Ａを格納する前ログ格納領域および後ログ２２０Ｂを格納する後ログ格納領域の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０…メモリシステム、１１…ＤＲＡＭ、１２…ＮＡＮＤメモリ、１３…電源回路、１４…ドライブ制御部、１５…バス、３１…ＤＲＡＭ管理層、３２…論理ＮＡＮＤ管理層、３３…物理ＮＡＮＤ管理層、４１…キャッシュ管理情報、４２…管理情報、４２ａ…論理ページ管理情報、４２ｂ…論理ブロック管理情報、４３…ＮＡＮＤ内論物変換情報、４５，４６，５０，５１，６０，６１…ログ格納用ブロック、１１１…一時記憶領域、１１２…作業領域、１２５…データ格納領域、１２６…管理情報保存領域、１４１…データ管理部、１５１…データ転送処理部、１５２…管理情報管理部、１５３…管理情報書込部、１５４…管理情報保存部、１５５…管理情報復元部、１５６…ログ格納ブロック開放部、２１０…スナップショット、２２０…ログ、２２０Ａ…前ログ、２２０Ｂ…後ログ、２３０…セカンドポインタ、２４０…ルートポインタ

Claims (4)

1. 揮発性の第１の記憶部と、
   多値データを記憶可能なメモリセルからなる不揮発性の第２の記憶部と、
   前記第１の記憶部を介してホスト装置と前記第２の記憶部との間のデータ転送を行なうとともに、起動時に前記第２の記憶部に記憶された前記データの格納位置を含む管理情報を前記第１の記憶部に取込み、該取り込んだ管理情報を更新しながら管理情報に基づいて前記第１および第２の記憶部でのデータ管理を行なうコントローラと、
   を備え、
   前記第２の記憶部は、所定の条件が成立したときに取得されるとともに前記第１の記憶部の前記管理情報であるスナップショットを格納するスナップショット格納領域と、前記管理情報に変更が生じた場合の変更前後での差分情報であるログを格納するログ格納領域と、前記スナップショット格納領域および前記ログ格納領域の格納位置を示す第１のポインタを格納するポインタ格納領域と、を有し、
   前記ログ格納領域は、保存される前記ログのサイズに応じて、データ消去単位であるブロックを順次確保して構成され、
   前記ブロックは、次に確保されたブロックの位置を示す第２のポインタを有することを特徴とするメモリシステム。
2. 前記ログ格納領域は、前記管理情報が更新される前に保存されるログである更新前ログを格納する更新前ログ格納領域と、前記更新前ログと同一の内容のログでありかつ前記管理情報が更新された後に保存されるログである更新後ログを格納する更新後ログ格納領域と、を有し、
   前記更新前ログ格納領域および前記更新後ログ格納領域はそれぞれ、保存される前記更新前ログまたは前記更新後ログのサイズに応じて、データ消去単位であるブロックを順次かつ同数確保して構成され、
   前記更新前ログ格納領域におけるブロックは、前記更新前ログ格納領域において次に確保されたブロックの位置を示す前記第２のポインタに加えて、前記更新前ログ格納領域において次に確保されたブロックの確保順と同一の順番で前記更新後ログ格納領域において確保されたブロックの位置を示す第３のポインタを有し、
   前記更新後ログ格納領域におけるブロックは、前記更新後ログ格納領域において次に確保されたブロックの位置を示す前記第２のポインタに加えて、前記更新後ログ格納領域において次に確保されたブロックの確保順と同一の順番で前記更新前ログ格納領域において確保されたブロックの位置を示す第４のポインタを有することを特徴とする請求項１に記載のメモリシステム。
3. 揮発性の第１の記憶部と、
   多値データを記憶可能なメモリセルからなる不揮発性の第２の記憶部と、
   前記第１の記憶部を介してホスト装置と前記第２の記憶部との間のデータ転送を行なうとともに、起動時に前記第２の記憶部に記憶された前記データの格納位置を含む管理情報を前記第１の記憶部に取込み、該取り込んだ管理情報を更新しながら管理情報に基づいて前記第１および第２の記憶部でのデータ管理を行なうコントローラと、
   を備え、
   前記第２の記憶部は、所定の条件が成立したときに取得されるとともに前記第１の記憶部の前記管理情報であるスナップショットを格納するスナップショット格納領域と、前記管理情報に変更が生じた場合の変更前後での差分情報であるログを格納するログ格納領域と、前記スナップショット格納領域の格納位置を示す第１のポインタを格納するポインタ格納領域と、を有し、
   前記ログ格納領域は、保存される前記ログのサイズに応じて、データ消去単位であるブロックを順次確保して構成され、
   前記ログ格納領域に保存された先頭のログの格納位置を示す第２のポインタは前記スナップショット内に保存され、
   前記ブロックは、次に確保されたブロックの位置を示す第３のポインタを有することを特徴とするメモリシステム。
4. 揮発性の第１の記憶部と、
   多値データを記憶可能なメモリセルからなる不揮発性の第２の記憶部と、
   前記第１の記憶部を介してホスト装置と前記第２の記憶部との間のデータ転送を行なうとともに、起動時に前記第２の記憶部に記憶された前記データの格納位置を含む管理情報を前記第１の記憶部に取込み、該取り込んだ管理情報を更新しながら管理情報に基づいて前記第１および第２の記憶部でのデータ管理を行なうコントローラと、
   を備え、
   前記第２の記憶部は、前記管理情報に変更が生じた場合の変更前後での差分情報であるログを格納するログ格納領域と、前記第１の記憶部の前記管理情報であるスナップショットを格納するスナップショット格納領域と、を有し、
   前記コントローラは、前記ログ格納領域がログでいっぱいになった際、および前記ログ格納領域がデータ記憶できない不良領域になった際に前記スナップショットを取得し、前記スナップショット格納領域に保存することを特徴とするメモリシステム。

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