[发明专利]信息处理设备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于对存储设备进行读取和写入的信息处理设备及其控制方法。

背景技术

传统上，已经存在如下图像形成设备，其中，HDD（硬盘驱动器）安装在该图像形成设备中，并且将该图像形成设备执行的程序存储在该HDD中，从而实现了用于进行诸如将图像数据保存在该HDD中和编辑所保存的图像等处理的存储功能。

近年来，在容量增加和成本降低方面已经取得进展，并且随着移动PC等的普及而迅速推广的SSD（固态驱动器）已经能够进行比HDD更快的随机存取。此外，SSD的特征在于：具有低电力消耗和高抗冲击性，并且重量轻和省空间。特别地，因为在系统启动时，不需要诸如在HDD的情况下所需的旋转加快（spinup）操作的初始化操作，加上高速数据传送功能，所以在缩短系统启动时间方面备受期待。

然而，安装在SSD中作为存储装置的NAND快闪存储器具有可写次数上限（对于SLC，大约为100000次，对于MLC，大约为10000次）。此外，由于工艺细微化，存在将来快闪存储器的可重写次数从当前水平下降的趋势。通过耗损均衡（wear leveling）技术缓解了该问题，在该技术中，安装在SSD中的快闪存储器控制器进行写目的地平均化，使得写的频率不集中在特定区域，以提高存储装置的使用寿命。主要有两种耗损均衡：动态耗损均衡和静态耗损均衡。

图5是用于说明动态耗损均衡的图。

动态耗损均衡特征在于，在分配给写地址的物理存储器的范围内进行耗损均衡。具体来说，诸如操作系统（下文中称为OS）的不频繁更新的静态数据保存在只读区域中并且保持不变，只有动态数据（新数据）被分散化。这样，由于只在物理存储器上进行必要的重写，所以具有能够抑制重写次数的优点，但是另一方面，存在如下缺点：根据物理存储器的使用状况，可能使耗损均衡的有效范围变窄。

图6是用于说明静态耗损均衡的图。

在静态耗损均衡中，即使对于分配给不对其进行写入的地址的物理存储器，数据也被重定位，并且对所有区域进行耗损均衡。这里，针对各块记录重写次数，并且尽可能对重写次数少的块进行数据写入。此外，必要时将重写的块的数据（静态数据）重定位到其他块，以试图使写入次数均等。因此，与动态耗损均衡相比，静态耗损均衡具有耗损均衡的有效范围没有限制的优点。然而，静态耗损均衡具有频繁发生对物理存储器的不必要重写的缺点。一般来说，SSD采用这两种耗损均衡中的一种，或者使用这两种耗损均衡的组合（例如，参见日本特开2004-234473号公报和日本特开2009-093242号公报）。

此外，近年来，对保持存储在图像形成设备中安装的存储装置上的数据的安全性以及与隐私保护有关的需求要求很高，并且需要能够完全删除（硬删除（hard delete））存储在存储器中的假脱机数据和保存的数据。然而，不同于HDD，尽管SSD能够通过一次重写硬删除数据，但是由于耗损均衡，通过标准写处理不能直接重写要删除的数据，因此，为了硬删除数据，必须进行特殊的写处理。

在采用动态耗损均衡的SSD中，当所安装的快闪存储器中存在足够数量的未使用的块时，均衡非常好地发挥作用，但是当存在很少的未使用的块时，均衡停止有效地发挥作用。例如，当利用复制工具（例如复制机）进行从主盘到SSD的盘复制时，存在主盘的盘图像被复制到复制目的地SSD的整个区域的情况。在这种情况下，从文件系统的角度来看，向其进行复制的SSD进入如下状态：数据甚至被写入到被分配给逻辑上空闲区域的物理块。换句话说，从安装在SSD中的快闪存储器控制器的角度来看，由于所有块都处于使用状态，所以动态耗损均衡不再有效地发挥作用。

图7是示出4GB SSD的示例的图，其中，该SSD处于动态耗损均衡已经停止有效发挥作用的状态。在图7中，因为数据被写入到作为有效数据区的只读区域和逻辑上空闲区域，所以在很小的未使用区域和重写区域之间执行耗损均衡。

图8是示出在图7中所示的状态下的SSD的逻辑地址和物理块之间关系的图。

在SSD嵌入系统中并且在该状态下操作的情况下，当OS等在特定区域上进行集中的重写处理时，因为耗损均衡没有有效地发挥作用，所以存在分配给该特定区域的物理块的使用寿命被很快耗尽的问题。