[發(fā)明專利]固態(tài)硬盤及寫操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111225733.1
• 申請(qǐng)日: 2021-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN113778344A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許偉;肖自鏵;蔣輝;陳正亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)蕓科技（杭州）有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

公開了一種固態(tài)硬盤及寫操作方法，固態(tài)硬盤包括：控制器，與主機(jī)連接，用于從外部接收寫數(shù)據(jù)，控制器包括第一緩存單元，存儲(chǔ)寫數(shù)據(jù)；閃存存儲(chǔ)器，與控制器連接，接收第一緩存單元根據(jù)控制器的第一指令傳送來的寫數(shù)據(jù)；第二緩存單元，與控制器連接，存儲(chǔ)來自第一緩存單元內(nèi)的寫數(shù)據(jù)作為備份數(shù)據(jù)，并根據(jù)控制器的第二指令將備份數(shù)據(jù)傳送給閃存存儲(chǔ)器，第二指令是閃存存儲(chǔ)器在第一指令下的寫數(shù)據(jù)失敗后得到的。該固態(tài)硬盤及寫操作方法，將主機(jī)的寫數(shù)據(jù)傳輸?shù)介W存存儲(chǔ)器之前先存入第一緩存單元中，并備份至第二緩存單元，從而在寫操作失敗時(shí)能繼續(xù)調(diào)用備份數(shù)據(jù)，通過結(jié)合第一緩存單元和第二緩存單元的優(yōu)點(diǎn)，提高寫操作的效率和質(zhì)量，降低寬帶需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種固態(tài)硬盤及寫操作方法。

背景技術(shù)

固態(tài)硬盤(SSD，Solid State Drives)是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片制作的存儲(chǔ)硬盤，主要由控制器，存儲(chǔ)介質(zhì)和緩存單元組成。目前最主流的固態(tài)硬盤采用閃存存儲(chǔ)器(FlashMemory)作為存儲(chǔ)介質(zhì)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而采用控制器內(nèi)部的SRAM(Static Random AccessMemory)或外部的DRAM(Dynamic Random Access Memory)作為緩存。

閃存的最小寫操作單元是頁(page)，其大小不同于主機(jī)接口命令的數(shù)據(jù)單元。因此，在執(zhí)行主機(jī)寫命令操作時(shí)，需要將寫數(shù)據(jù)先暫存在緩存內(nèi)，在將寫數(shù)據(jù)整合成閃存所需的單元頁的大小后再寫入閃存中。寫數(shù)據(jù)緩存需要同時(shí)支持高速數(shù)據(jù)寫入和讀出，其所需數(shù)據(jù)帶寬需求較高。而且，由于閃存的寫操作有一定的失敗概率，所以為了保證數(shù)據(jù)不丟失，需將寫數(shù)據(jù)保持在緩存內(nèi)直至閃存寫操作成功。但是閃存的寫操作時(shí)間非常長，因此需要一個(gè)較大容量的緩存。

目前對(duì)于固態(tài)硬盤，當(dāng)采用SRAM作為緩存時(shí)，雖然SRAM能提供高數(shù)據(jù)讀寫帶寬，但由于SRAM成本很高，因此很難提供很大的容量，所以一般地，在完成大數(shù)據(jù)量的寫操作之前需要釋放SRAM的部分緩存空間，如果寫操作失敗，則已被釋放的緩存空間內(nèi)的數(shù)據(jù)就此丟失；當(dāng)采用DRAM作為緩存時(shí)，雖然能夠提供較大的容量，但是由于其讀寫帶寬低，又難以滿足要求控制器的高寬帶需求，同時(shí)提升DRAM的讀寫帶寬的技術(shù)較為復(fù)雜，采用該技術(shù)，將會(huì)極大地增加固態(tài)硬盤的制造成本。因此，目前固態(tài)硬盤的緩存方案均不能高效、高質(zhì)量地完成寫數(shù)據(jù)操作。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)硬盤以及針對(duì)固態(tài)硬盤的寫操作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種固態(tài)硬盤，包括：

控制器，與主機(jī)連接，用于從外部接收寫數(shù)據(jù)，所述控制器包括用于存儲(chǔ)所述寫數(shù)據(jù)的第一緩存單元；

閃存存儲(chǔ)器，與所述控制器連接，接收所述第一緩存單元根據(jù)所述控制器的第一指令傳送來的所述寫數(shù)據(jù)；以及

第二緩存單元，與所述控制器連接，接收并存儲(chǔ)來自所述第一緩存單元內(nèi)的所述寫數(shù)據(jù)作為備份數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述控制器的第二指令將所述備份數(shù)據(jù)傳送給所述閃存存儲(chǔ)器，其中，所述第二指令是所述閃存存儲(chǔ)器在所述第一指令下的寫數(shù)據(jù)失敗的情況下得到的。

可選地，所述控制器包括：

中央處理器，連接所述第一緩存單元，控制所述第一緩存單元內(nèi)的所述寫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和釋放；

接口單元，與所述中央處理器和所述主機(jī)連接，接收所述寫數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；

閃存控制器，與所述中央處理器和所述閃存存儲(chǔ)器連接，控制所述寫數(shù)據(jù)寫入所述閃存存儲(chǔ)器中；以及

緩存控制器，與所述中央處理器和所述第二緩存單元連接，根據(jù)所述中央處理器的控制實(shí)現(xiàn)所述第二緩存單元內(nèi)的所述寫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和釋放。

可選地，所述第一緩存單元為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，所述第二緩存單元為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。