[發明專利]一種固態存儲方法及固態存儲裝置

在審

• 申請號: 202110525271.9
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113296701A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 谷衛青;唐先芝;郝晨;高明揚;王劍立
• 申請（專利權）人: 堯云科技（西安）有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 李永剛

一種固態存儲方法及固態存儲裝置，屬于存儲器領域，其特征在于，所述固態存儲方法用于混合使用DRAM和非易失性存儲介質作為固態存儲設備的系統；所述固體存儲方法包括：將DRAM用于讀、寫緩存，同時用于存儲FTL映射表，NAND flash壞塊表，可用資源表和元數據；所述非易失性存儲介質用于寫緩存和存儲更新后未寫入存儲芯片的FTL映射表。通過將寫緩存中的數據和熱FTL映射表等關鍵信息存放在非易失性存儲介質當中，不會因為存儲設備掉電而丟失，存儲設備掉電后從非易失性存儲介質中恢復數據，避免了數據丟失和存儲設備損壞，大大提高了設備的可靠性。

技術領域

本發明屬于存儲器領域，尤其涉及一種固態存儲方法及固態存儲裝置。

背景技術

當前，NAND閃存技術的發展推動固態存儲設備逐漸普及。固態存儲設備廣泛應用于計算機領域，是一種比HDD更小，更輕，更快的新型存儲器。固態存儲設備使用固態存儲器來保存需要長久保存的數據，一般而言，固態存儲設備當中至少由NAND Flash和主控芯片組成。一般情況下，NAND flash的讀寫速度相較于固態存儲設備的主接口（SATA，USB，PCIe等）慢得多，更何況NAND flash在寫入之前還需要擦除，所以固態存儲設備當中經常引入DRAM作為讀寫數據緩存，如圖1所示。DRAM除了作為數據緩存外，還可以用于存儲固態存儲設備當中的關鍵信息，如FTL映射表，gc回收的數據等信息。

DRAM的使用可以提高固態存儲設備的整體性能，但也引入了新的問題：一旦固態存儲設備意外掉電，DRAM為易失性存儲介質，當中的數據就會全部丟失。關鍵信息的丟失在嚴重情況下還會導致固態存儲設備損壞，無法啟動。

鑒于使用DRAM所引入的問題，有技術人員提出如圖2所示的使用非易失性存儲介質（如PCM，MRAM，RRAM等）來替換DRAM。既可以提高SSD的性能，還可以在意外掉電的情況下，完整保存非易失性存儲介質中的數據，保護數據安全。

然而當前非易失性存儲介質并不能完全替代DRAM，主要有兩個原因：1，非易失性介質的性能相比DRAM還存在差距；2，非易失性介質的壽命遠低于DRAM；3，非易失性存儲介質單位容量的價格相對較高。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供一種既能保證固態存儲設備的性能，還能保證固態存儲設備的可靠性的固態存儲方法及裝置。

本發明所述固態存儲方法，所述固態存儲方法用于混合使用DRAM和非易失性存儲介質作為固態存儲設備的系統；所述固體存儲方法包括：將DRAM用于讀、寫緩存，同時用于存儲FTL映射表，NAND flash壞塊表，可用資源表和元數據，可以最大程度發揮DRAM的帶寬優勢，提高存儲設備的性能；所述非易失性存儲介質用于寫緩存和存儲更新后未寫入存儲芯片的FTL映射表，存儲設備意外掉電的時，非易失性存儲介質中數據不丟失，下次存儲設備上電時可以從非易失性存儲介質中恢復。

進一步，本發明所述固態存儲方法，所述非易失性存儲介在固態存儲設備正常工作寫入的情況下只有寫入操作，沒有讀取操作，這樣非易失性存儲介質的數據訪問量只有DRAM的四分之一，大大降低了非易失性存儲介質的帶寬需求，并且數據訪問的減少也有利于延長非易失性存儲介質的壽命。在意外掉電時候非易失性存儲介質只有讀取操作，對非易失性存儲介質的帶寬和壽命影響較小。

進一步，本發明所述固態存儲方法，所述DRAM用于寫緩存和存儲FTL映射表的空間為DRAM的指定地址；系統自動檢測DRAM的寫操作，當檢測到指定地址的寫操作時，將寫入指定地址的數據復制到非易失性存儲介質中；將寫入非易失性存儲介質的地址與DRAM當中對應的地址建立對應關系。

進一步，本發明所述固態存儲方法，所述非易失性存儲介質還可用于存儲所述固態存儲設備運行中產生的其他信息。