[發(fā)明專利]一種NAND閃存錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010046777.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN111459706B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳非;劉偉華;朱奧;劉嘉宏;謝長(zhǎng)生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/10
• 分類號(hào): G06F11/10
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開了一種NAND閃存錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，屬于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域，包括：從NAND閃存的歷史數(shù)據(jù)中獲取M個(gè)前期干擾特征，及各前期干擾特征所對(duì)應(yīng)的原始比特錯(cuò)誤率，將前期干擾特征及其對(duì)應(yīng)的原始比特錯(cuò)誤率作為一條預(yù)測(cè)樣本，從而得到M條預(yù)測(cè)樣本；將預(yù)測(cè)樣本輸入已訓(xùn)練好的錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)模型中，預(yù)測(cè)N個(gè)后期干擾特征所對(duì)應(yīng)的原始比特誤碼率；其中，干擾特征為影響NAND閃存原始比特錯(cuò)誤率的特征或特征組合；錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)模型為多輸入多輸出模型，用于根據(jù)前期的干擾特征及對(duì)應(yīng)的原始比特誤碼率預(yù)測(cè)后期干擾特征所對(duì)應(yīng)的原始比特誤碼率。本發(fā)明能夠預(yù)測(cè)NAND閃存的錯(cuò)誤率，并預(yù)測(cè)出NAND閃存錯(cuò)誤率的變化趨勢(shì)，為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全提供量化的、可靠的判斷依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種NAND閃存錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，NAND閃存以速度快、存儲(chǔ)密度高、抗震性好等特點(diǎn)逐漸成為主流存儲(chǔ)介質(zhì)，被廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)、個(gè)人電腦以及高性能服務(wù)器等諸多系統(tǒng)中。但隨著特征工藝的尺寸減小、多級(jí)存儲(chǔ)的增長(zhǎng)以及三維堆疊層數(shù)的增加，各種干擾對(duì)NAND閃存可靠性提出了巨大挑戰(zhàn)。

NAND閃存在使用過程中，編程/擦除(Program/Erase,P/E)操作，會(huì)對(duì)氧化層造成磨損；隨著磨損的增加，寫入的數(shù)據(jù)讀取時(shí)會(huì)出現(xiàn)讀錯(cuò)誤。并且當(dāng)把寫入的數(shù)據(jù)放置一段時(shí)間再讀后，也會(huì)出現(xiàn)讀錯(cuò)誤。原始比特錯(cuò)誤率(Raw Bit Error Rate,RBER)表示所讀取的數(shù)據(jù)在未經(jīng)譯碼的情況下，其中的錯(cuò)誤比特占所有比特?cái)?shù)量的比例。當(dāng)原始比特錯(cuò)誤率較低時(shí)，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)能被錯(cuò)誤糾正碼糾正。然而，隨著氧化層的磨損以及時(shí)間的流逝，存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)的電荷數(shù)量也會(huì)發(fā)生較大變化，導(dǎo)致較高的RBER和讀失敗。數(shù)據(jù)對(duì)于企業(yè)或者消費(fèi)者來說其價(jià)值不可估量的，其價(jià)值甚至高于NAND閃存存儲(chǔ)介質(zhì)的價(jià)值，如果能夠預(yù)知NAND閃存中何時(shí)會(huì)出現(xiàn)壞塊，就能在閃存出現(xiàn)壞塊之前NAND閃存出現(xiàn)壞塊之前將其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到新的NAND閃存中，從而避免數(shù)據(jù)丟失。

目前，為了保證NAND閃存中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的安全，大多研究都集中在閃存的壽命預(yù)測(cè)上。傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)NAND閃存壽命的方法，只能粗略地完成好塊和壞塊的分類，并不利于在NAND閃存即將出現(xiàn)壞塊時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施。專利申請(qǐng)“一種SSD內(nèi)實(shí)現(xiàn)的閃存壽命預(yù)測(cè)方法”(申請(qǐng)?zhí)枺?01811514746.9)中公開了一種預(yù)測(cè)閃存芯片的壽命預(yù)測(cè)值的方法。該方法預(yù)測(cè)的閃存壽命是指閃存產(chǎn)品在失效或到達(dá)糾錯(cuò)碼上限之前可以執(zhí)行的編程/擦除周期數(shù)；具體地，將閃存特征量中的一種或幾種進(jìn)行運(yùn)算操作，得到運(yùn)算處理值，將閃存特征量及運(yùn)算處理值構(gòu)成集合，取集合中的子集作為預(yù)測(cè)模型的輸入，并且，該方法只使用基因編程算法執(zhí)行預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練?？偟膩碚f，由于依賴于特定的特征量和特定的執(zhí)行算法，該方法對(duì)于閃存壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率得不到保障，也無法為存儲(chǔ)于NAND閃存中的數(shù)據(jù)的安全性提供可靠的分析依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種NAND閃存錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，其目的在于，實(shí)現(xiàn)對(duì)NAND閃存中原始比特錯(cuò)誤率的預(yù)測(cè)，保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種NAND閃存錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)方法，包括：

從NAND閃存的歷史數(shù)據(jù)中獲取M個(gè)干擾特征作為前期干擾特征，同時(shí)獲取各前期干擾特征所對(duì)應(yīng)的原始比特錯(cuò)誤率，將前期干擾特征及其對(duì)應(yīng)的原始比特錯(cuò)誤率作為一條預(yù)測(cè)樣本，從而得到M條預(yù)測(cè)樣本；

將所得到的M條預(yù)測(cè)樣本輸入已訓(xùn)練好的錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)模型中，預(yù)測(cè)N個(gè)后期干擾特征中，各后期干擾特征所對(duì)應(yīng)的原始比特誤碼率；

其中，干擾特征為影響NAND閃存原始比特錯(cuò)誤率的特征或特征組合；錯(cuò)誤率預(yù)測(cè)模型為多輸入多輸出模型，用于根據(jù)前期的干擾特征及對(duì)應(yīng)的原始比特誤碼率預(yù)測(cè)后期干擾特征所對(duì)應(yīng)的原始比特誤碼率；后期干擾特征在時(shí)間順序上晚于前期干擾特征；M和N均為正整數(shù)。