[發(fā)明專利]固態(tài)硬盤(pán)使用方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710071252.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106909318B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

本發(fā)明實(shí)施例提供一種固態(tài)硬盤(pán)使用方法及裝置，該方法包括：當(dāng)需要對(duì)固態(tài)硬盤(pán)中的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行操作時(shí)，根據(jù)固態(tài)硬盤(pán)的負(fù)載均衡表確定待操作的數(shù)據(jù)塊的潛伏期；判斷數(shù)據(jù)塊的潛伏期是否大于預(yù)警值，預(yù)警值小于典型潛伏期，典型潛伏期為預(yù)設(shè)的對(duì)固態(tài)硬盤(pán)中的數(shù)據(jù)塊操作失敗時(shí)的潛伏期；若數(shù)據(jù)塊的潛伏期大于預(yù)警值，則禁止對(duì)數(shù)據(jù)塊執(zhí)行操作。該方法中，通過(guò)對(duì)各Block當(dāng)前的潛伏期與預(yù)警值進(jìn)行比較，動(dòng)態(tài)的監(jiān)控實(shí)際操作的Block的潛伏期，在當(dāng)前的潛伏期小于或等于預(yù)警值時(shí)對(duì)該Block進(jìn)行操作，從而從物理特性上做到真正的負(fù)載均衡，在一定程度上減少了壞塊的產(chǎn)生，盡可能使用了保留塊，從而延長(zhǎng)了SSD的壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)硬盤(pán)使用方法及裝置。

背景技術(shù)

大部分固態(tài)硬盤(pán)(Solid State Disk，SSD)通過(guò)非易失性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)介質(zhì)—與非門(mén)閃存(NAND Flash)實(shí)現(xiàn)，NAND Flash可分為單階存儲(chǔ)單元(Single Level Cell， SLC)和多階存儲(chǔ)單元(Multi Level Cell，MLC)。NAND Flash通常由內(nèi)部存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)矩陣組成。其中，存儲(chǔ)矩陣包括若干個(gè)塊(Block)，每個(gè)Block又包括若干個(gè)頁(yè) (Page)，每個(gè)Page進(jìn)一步的包括若干個(gè)字節(jié)(Byte)。目前市面上的NAND Flash 多采用MLC芯片，對(duì)NAND Flash的操作主要為讀、寫(xiě)和擦除。NAND Flash的讀寫(xiě)以頁(yè)(Page)為單位，擦除以塊(Block)為單位，在進(jìn)行寫(xiě)操作之前必須進(jìn)行頁(yè)面擦除操作，擦寫(xiě)過(guò)程中會(huì)對(duì)NAND Flash內(nèi)部浮柵晶體管的絕緣層造成破換。當(dāng)發(fā)生擦除失敗等時(shí)，NAND Flash會(huì)主動(dòng)上報(bào)SSD，使得SSD置操作失敗的Block為壞塊 (Bad Block)。隨著NAND Flash擦寫(xiě)次數(shù)(本領(lǐng)域技術(shù)人員也稱之為PECycle) 的增加，當(dāng)壞塊數(shù)量達(dá)到一定程度，例如3％時(shí)，則認(rèn)為NAND Flash達(dá)到使用壽命。

為避免對(duì)某些熱點(diǎn)Block頻繁擦寫(xiě)發(fā)生壞塊而導(dǎo)致SSD壽命降低，現(xiàn)有技術(shù)中引入負(fù)載均衡技術(shù)，采用均衡表記錄每個(gè)Block的擦寫(xiě)次數(shù)。每次寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先選擇擦寫(xiě)次數(shù)較低的Block進(jìn)行操作，從而保證整個(gè)SSD中各Block的擦寫(xiě)次數(shù)在同一個(gè)水平，即對(duì)各Block的擦寫(xiě)次數(shù)盡量均勻。另外，SSD中有一部分冗余Block作為保留塊，當(dāng)發(fā)生壞塊時(shí)，用保留塊來(lái)替換失效的Block，避免整個(gè)SSD過(guò)早失效，從而提高SSD的使用壽命。

假設(shè)SSD有32000個(gè)Block，寫(xiě)入某數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)均勻選擇該32000個(gè)Block，從而保證各Block的擦寫(xiě)次數(shù)相差不大，例如通過(guò)32000×3K次完成數(shù)據(jù)寫(xiě)入。然而，不同Block的壽命是不同的，該數(shù)據(jù)寫(xiě)入過(guò)程中，若某些Block達(dá)不到3K次就發(fā)生壞塊，則需要使用冗余Block來(lái)替換壞塊，當(dāng)冗余Block消耗完時(shí)，SSD的壽命也隨之耗盡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種固態(tài)硬盤(pán)使用方法及裝置，通過(guò)負(fù)載均衡以減少壞塊的產(chǎn)生從而減少保留塊的使用，最終到達(dá)提高固態(tài)硬盤(pán)使用壽命的目的。

第一個(gè)方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種固態(tài)硬盤(pán)使用方法，包括：

當(dāng)接收到擦除操作指令時(shí)，根據(jù)所述固態(tài)硬盤(pán)的負(fù)載均衡表確定所述負(fù)載均衡表所記錄的數(shù)據(jù)塊中是否有潛伏期小于當(dāng)前閾值的數(shù)據(jù)塊，所述潛伏期為執(zhí)行所述擦除操作而持續(xù)的時(shí)間，所述潛伏期對(duì)應(yīng)多級(jí)閾值，所述多級(jí)閾值按從小到大的順序排列；

當(dāng)所述負(fù)載均衡表所記錄的數(shù)據(jù)塊中有潛伏期小于當(dāng)前閾值的數(shù)據(jù)塊時(shí)，則從潛伏期小于當(dāng)前閾值的數(shù)據(jù)塊中選擇進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)塊，并對(duì)所選擇的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行所述擦除操作；

當(dāng)所述負(fù)載均衡表所記錄的數(shù)據(jù)塊中沒(méi)有潛伏期小于當(dāng)前閾值的數(shù)據(jù)塊，且當(dāng)前閾值不是最后一級(jí)閾值時(shí)，則將當(dāng)前閾值的下一級(jí)閾值設(shè)置為當(dāng)前閾值，并從潛伏期小于當(dāng)前閾值的數(shù)據(jù)塊中選擇進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)塊，并對(duì)所選擇的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行所述擦除操作。