[發明專利]固態硬盤搜集垃圾區塊的方法

在審

• 申請號: 201410341098.7
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN105260325A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 林政儀;蕭亦隆
• 申請（專利權）人: 廣明光電股份有限公司
• 主分類號: G06F12/16
• 分類號: G06F12/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明有關一種固態硬盤，尤其關于固態硬盤執行搜集垃圾區塊程序，發生異常狀況時保護數據不遺失的方法。

背景技術

固態硬盤(SolidStateDrive，簡稱SSD)是將數個非易失性的閃存(FlashMemory)整合成為單一儲存裝置。而閃存需要利用電壓進行編程以存取數據，一旦編程中發生異常，極易損毀儲存的數據。因此，保護數據不遺失成為固態硬盤重要課題。

現有技術的固態硬盤接收主機指令存取數據時，利用邏輯-實體對照表(MappingTable)，將存取數據的邏輯頁地址(LogicalPageAdress,簡稱LPA)轉換為實體頁地址(PhysicalPageAdress,簡稱PPA)，再傳輸至閃存。閃存具有數據區(DataArea)及備用區(SpareArea)，每區各包含多個實體區塊(Block)，實體區塊內含多個實體頁，且需以實體區塊為單位進行抹除數據。閃存由數據區的數據實體區塊，讀取該實體頁地址的數據，經固態硬盤傳輸至主機更新數據后，固態硬盤在備用區選取的一備用實體區塊，再將更新數據寫入備用實體區塊，形成數據區的新數據實體區塊，并更改邏輯-實體對照表。另登錄廢棄原數據實體區塊的該邏輯頁地址的數據，以待固態硬盤執行搜集垃圾區塊程序回收再利用。

如圖1所示，為現有技術固態硬盤搜集垃圾區塊的方法?，F有技術固態硬盤開始執行搜集垃圾區塊程序時(請參步驟P1)；搜集數據區中超過預定數目廢棄邏輯頁的實體區塊，作為垃圾區塊(步驟P2)；在備用區中選取一備用實體區塊作為目的區塊(步驟P3)；復制垃圾區塊中有效的數據，編程至目的區塊的實體頁(步驟P4)；復制完成后，抹除垃圾區塊中的全部數據(步驟P5)；回收垃圾區塊形成備用區中新的備用實體區塊(步驟P6)。因此現有技術固態硬盤就可將垃圾區塊的有效數據，重新集中整理在目的區塊，空出數據區的實體區塊，以作為輪替使用的備用實體區塊。

然而，現有技術固態硬盤采用單一垃圾區塊為單位，依序復制有效數據編程至目的區塊，完成一垃圾區塊就抹除該垃圾區塊數據。只要過程中一垃圾區塊編程至目的區塊時發生異常狀況，例如斷電等，極易損毀目的區塊相鄰實體頁已編程的有效數據。而損毀的相鄰實體頁的有效數據又屬于前已回收的其它垃圾區塊，因已將數據抹除，無法再恢復原始數據，將導致固態硬盤遺失儲存的數據。因此，固態硬盤在搜集垃圾區塊程序上，仍有問題亟待解決。

發明內容

本發明的目的是提供一種固態硬盤搜集垃圾區塊的方法，在復制有效數據到目的區塊后，藉由編程無用數據填滿有效數據的實體單元，再抹除垃圾區塊的數據，以保護數據。

本發明另一目的在提供一種固態硬盤搜集垃圾區塊的方法，在編程無用數據過程中發生異常，由尚未抹除垃圾區塊復制原始數據至目的區塊，以避免數據遺失。

為了達到前述發明的目的，本發明固態硬盤搜集垃圾區塊的方法，固態硬盤啟動搜集垃圾區塊，開始執行搜集垃圾區塊的程序，搜集多層單元的閃存中數據區的垃圾區塊；選取閃存中備用實體區塊作為目的區塊；復制垃圾區塊中的有效數據編程至目的區塊的實體單元的實體頁；搜尋目的區塊中具有有效數據且未編程滿實體頁的實體單元；利用預設無用數據編程滿實體單元的實體頁；抹除垃圾區塊中的數據；回收垃圾區塊形成備用區中新的備用實體區塊。

本發明固態硬盤搜集垃圾區塊的方法，在搜尋不具有有效數據且未編程滿實體頁的實體單元，則抹除垃圾區塊的數據。而編程無用數據時，依目的區塊的邏輯頁編碼順序及交叉相隔方式進行編程，且編程滿具有有效數據且未編程滿實體頁的實體單元。出現異常狀況，造成已編程的實體頁的有效數據損毀，由垃圾區塊重新復制有效數據繼續在目的區塊編程，并將編程無用數據的實體頁及損毀有效數據的實體頁，登錄廢棄。目的區塊對編程無用數據的且未編程滿實體頁的實體單元，在后續回收其它垃圾區塊而損毀無用數據，則直接廢棄實體單元。

附圖說明

圖1為現有技術固態硬盤搜集垃圾區塊方法的流程圖。

圖2為本發明使用的固態硬盤的結構圖。

圖3為本發明使用的閃存的實體區塊的結構圖。

圖4為本發明使用的閃存編程的示意圖。

圖5為本發明固態硬盤執行搜集垃圾區塊程序的示意圖。

圖6為本發明固態硬盤搜集垃圾區塊的方法的流程圖。

圖7為本發明固態硬盤執行搜集垃圾區塊程序出現異常的示意圖。

圖8為本發明出現異常固態硬盤搜集垃圾區塊的方法的流程圖。