[發明專利]一種固態硬盤動態損耗均衡方法

無效

• 申請號: 201010138004.8
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN101819821A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 倪凱;馬建設;王偉能;王鴻鈞;王宗超;葉鵬;毛樂山;林喜榮;程雪岷
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G11C29/00
• 分類號: G11C29/00;G06F12/02
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及電子信息領域，尤其是涉及固態硬盤動態損耗均衡方法。

背景技術

由于目前采用的帶有機械式磁頭讀寫的磁存儲硬盤，在速度、可靠性 等方面已經越來越不適應現在的需要，因磁存儲硬盤可靠性導致的數據安 全問題日益嚴重。大容量閃存固態存儲系統正好彌補了常規硬盤的這一缺 陷，因此同樣也具有巨大的市場，據Gartner預計電子硬盤在2012年將發 展成44億美元的市場規模(有人稱這一預測過于保守，實際發展速度將更 快)，而這一切得益于閃存技術的進步以及巨頭公司們的推動。目前這一市 場處于開發起步，市場份額逐年增加的階段。

固態硬盤的管理策略及方法作為大容量閃存固態存儲系統的主控部 分，決定了固態硬盤存儲系統的性能，目前僅被Intel、Samsung等國外大 廠所掌握，核心技術對外保密。并且現有固態硬盤的主控理論及技術發展 仍不完善，現有產品在實際使用過程中暴露出許多問題，系統結構及管理 策略仍需要進一步深入探索與研究。而動態損耗均衡方法是固態硬盤管理 策略及方法的核心，其任務是要解決固態硬盤中個別存儲塊被經常讀寫造 成過早損壞而另一些數組卻很少使用的問題。

目前為止，還沒有一個真正圓滿的解決動態損耗均衡的方法。目前在 損耗均衡方面，主要研究單位有韓國的Samsung、Seoul?National?University， 臺灣的National?Taiwan?University、National?Chiao-Tung?University等，提 出了Hot-clod?swapping、Turn-based?selection、Old-block?protection、Erase Pool等方法。由于這些方法所占用的存儲空間比較大、方法復雜度大和系 統訪問速度比較慢，因此對大容量固態硬盤不太實用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種固態硬盤動態損耗均衡方法， 簡單高效地解決固態硬盤動態損耗均衡問題，以解決已知動態損耗均衡方 法的復雜度大，占用系統資源多，不實用的缺點。

為了解決上述技術問題，本發明提出的固態硬盤動態損耗均衡方法， 包括數據擦除時塊信息添加進空塊數組表和數據寫入時塊信息從空塊數組 表刪除，其特征是：事先建立空塊數組表、無效塊數組表和數據塊數據表， 分別用于存儲固態硬盤中的空塊中各個塊的物理地址和擦除次數、無效塊 中各個塊的物理地址和擦除次數，以及數據塊中各個塊的物理地址和擦除 次數；并在空塊數組表中設置第一指針，用于標注擦除次數大于設定閾值 的空塊的邊界，和第二指針，用于標注擦除次數小于設定閾值的空塊的邊 界；所述空塊是指已經過擦除可以重新寫入數據的塊，所述數據塊是其中 寫有有效數據的塊，所述無效塊是指數據已經標注為刪除但其中物理信息 尚未真正擦除的塊；

所述數據擦除時塊信息添加進空塊數組表包括如下步驟：A、將相應 塊從無效塊數據表中移除，添加到空塊數據表，并且當相應塊的擦除次數 大于設定閾值時，第一指針向指定方向移動一個位置，當相應塊的擦除次 數小于設定閾值時第二指針向指定方向移動一個位置；

所述數據寫入時塊信息從空塊數組表刪除包括如下步驟：B、將相應 塊從空塊數據表中移除，添加到數據塊數據表，并且第二指針向指定方向 移動一個位置。

優選地，本發明還包括如下特征：

所述步驟A中包括如下步驟：擦除次數加1，比較相應塊的塊擦除次 數與設定閾值的大小，若擦除次數小于閾值，則第二指針向指定方向移動 一個位置，并把相應塊的物理地址和擦除次數信息添加到第二指針所指位 置；若擦除次數大于閾值，第一指針向指定方向移動一個位置，并把相應 塊的物理地址和擦除次數信息添加到第一指針所指位置。

所述步驟B包括如下步驟：找到第二指針的位置，將第二指針所指位 置的數組元素從空塊數組表中刪除，且對應的第二指針向指定方向移動一 個位置。

在空塊數組表中還設置翻轉標志位，當空塊數組中沒有低于閾值的空 塊存在且空塊數組中的空塊數不為零時，空塊數組進入翻轉過程，即空塊 數組中的所有塊的擦除次數都清零或減去同一值，翻轉標志位取反，同時 對調第一指針和第二指針所指的位置向移動方向。

當空塊數組表里沒有空塊時，啟動所述步驟A。