[發明專利]用于超快的具有奇偶校驗的糾錯碼的系統和方法

有效

• 申請號: 201910305027.4
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110597654B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 陳杰;吳子寧
• 申請（專利權）人: 英韌科技（上海）有限公司
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;竺云

提供了快速訪問具有超低延遲的非易失性存儲的系統、裝置和方法。該方法可以包括：將一個用戶數據單元劃分為多個數據塊，生成多個糾錯碼(ECC)碼字和至少一個ECC奇偶校驗塊，并將該多個ECC碼字和該至少一個ECC奇偶校驗塊發送到該非易失性存儲設備的多個通道中，將該多個ECC碼字和該至少一個ECC奇偶校驗塊存儲在該多個通道的不同通道中。

技術領域

本發明涉及非易失性存儲，特別涉及超快的具有奇偶校驗保護的糾錯碼。

背景技術

計算機系統傳統上使用各種各樣的非易失性存儲設備來維護和存儲數據和指令，例如，軟盤、硬盤驅動器、磁帶、光盤。最近，非易失性NAND存儲設備已經在存儲卡、USB閃存驅動器和固態驅動器(SSD)中得到廣泛使用。雖然與更傳統的非易失性存儲設備相比，NAND設備可以通過傳統的通道級并行、顆粒級并行或圖層級并行來提供高吞吐量，但訪問延遲仍然存在并且可以得到改進。此外，雖然糾錯碼(Error?Correcting?Code，簡稱：ECC)已經被用于非易失性存儲器中以提供冗余和糾錯，但是本領域仍然需要更好地防止數據損壞和有效的數據恢復。

發明內容

本公開的主題涉及在非易失性存儲設備中提供魯棒數據存儲的系統、方法和設備，其具有改進的數據保護以防范損壞和超快速訪問。根據本主題創新的各個方面，提供了一種結合獨立磁盤冗余陣列(RAID)技術的ECC方案，可在多通道非易失性存儲系統(例如但不限于SSD系統)中增強ECC魯棒性，并獲得非常短的延遲。通過利用通道并行性將一個數據流/單元分配到多個通道中，可以將數據傳輸延遲減少M(例如，通道數)倍。通過使用高性能的ECC引擎并行處理M個數據塊，可以減少ECC延遲。此外，可以生成并存儲奇偶校驗信息以提供針對數據丟失的魯棒保護。

在各種實施例中，原始數據流可以分散傳輸到不同的通道中，并且每個數據分區可以分別由一個ECC碼字保護。因此，可以大大減小由于存儲數據的某一部分失敗而無法重新恢復原始數據流的錯誤概率。此外，可以應用RAID技術，將奇偶校驗信息存儲在一個或多個額外通道來保護M-通道的ECC數據，從而進一步增強ECC的可靠性和魯棒性。例如，如果一個通道故障，RAID-5可能會使用一個額外通道來提供恢復支持，如果兩個通道故障，RAID-6可能會使用兩個額外通道來提供恢復支持。RAID恢復所需的長延遲可以完全節省或最小化為1/M個數據塊的一個或多個額外ECC解碼延遲。當其他M個通道是活躍/正被占用時，額外通道可以用于RAID奇偶校驗編程和其他長延遲操作(例如擦除)，這可以進一步改善服務質量(QoS)性能。

在示例性實施例中，提供了一種用于在非易失性存儲設備中存儲數據的方法。該方法可以包括：將一個用戶數據單元劃分為多個數據塊，生成多個糾錯碼(ECC)碼字和至少一個ECC奇偶校驗塊，將該多個ECC碼字和該至少一個ECC奇偶校驗塊發送到該非易失性存儲設備的多個通道，對于該多個ECC碼字和該至少一個ECC編碼的奇偶校驗塊中的每一個將被存儲在該多個通道的不同通道中。

在另一示例性實施例中，提供了一種裝置，其可包括被耦合到主機的第一接口，一個可被配置為用于把從主機端接收到的用戶數據的多個數據塊生成至少一個奇偶校驗塊的奇偶校驗生成電路模塊，一個可被配置為將多個數據塊編碼為多個碼字并且將至少一個奇偶校驗塊編碼為至少一個ECC奇偶校驗塊的糾錯碼(ECC)引擎，以及一個耦合到非易失性存儲設備以在橫跨于該非易失性存儲設備的多個通道上分散傳輸多個碼字和至少一個ECC奇偶校驗塊的第二接口。

在又一示例性實施例中，提供了一種裝置，其可包括要耦合到主機的第一接口，一個可被配置為將多個數據塊編碼成多個碼字的糾錯碼(ECC)引擎，一個可被配置為從多個碼字生成至少一個ECC奇偶校驗塊的奇偶校驗生成電路模塊，以及一個耦合到非易失性存儲設備以橫跨于該非易失性存儲設備的多個通道上分散傳輸多個碼字和至少一個ECC奇偶校驗塊的第二接口。

附圖說明

圖1示意性地示出了根據本公開的一個實施例的多通道非易失性存儲設備。