[發明專利]一種基于人工智能算法的NAND Flash存儲磨損平衡管理方法

在審

• 申請號: 202210074250.4
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114489507A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 蘇瑩瑩;李元章
• 申請（專利權）人: 蘇州宏存芯捷科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F13/16
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 張麗娜

本發明屬于NAND Flash存儲領域，具體的說是一種基于人工智能算法的NAND Flash存儲磨損平衡管理方法，所述NAND Flash存儲磨損平衡管管理方法包括以下步驟：S1：確保FLASH是全新狀態，每擦寫BLOCK一次時，會在該區域打上一個使用標記；S2：隨著時間的推移，FLASH使用的增加BLOCK出現擦寫不均，有的區域擦寫次數多，FLASH磨損嚴重，有的區域擦寫次數少，FLASH磨損輕微；S3：引入對應的管理機制，該管理機制包括GPIQ、NPU單元、PCLE控制單元和NVME控制單元，所述NPU單元通過DDR PHY與存儲單元數據雙向連接；實現了在控制器中增加NPU單元，動態維護一個該SSD每個BLOCK的實時寫入次數信息，避免傳統計數方式帶來的延遲和寫壽命快速耗盡；從而達到使SSD更加合理、高效的使用。

技術領域

本發明涉及NAND Flash存儲領域，具體是一種基于人工智能算法的NAND Flash存儲磨損平衡管理方法。

背景技術

Nand flash存儲器是flash存儲器的一種，Nand flash存儲器具有容量較大，改寫速度快等優點，適用于大量數據的存儲，因而在業界得到了越來越廣泛的應用。

隨著NAND FLASH工藝線寬的減小，雖然NAND FLASH顆粒容量越來越大，但是NANDFLASH DPDW(每天全盤寫滿一次)越來越小，由SLC的300000次減小到QLC 200-500次，再加上NAND FLASH寫特性帶來的寫放大，導致SSD存儲寫壽命容易快速耗盡，因此需要設計一種基于人工智能算法的NAND Flash存儲磨損平衡管理方法來解決這一問題。

發明內容

為了彌補現有技術SSD存儲寫壽命容易快速耗盡的問題，本發明提出一種基于人工智能算法的NAND Flash存儲磨損平衡管理方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于人工智能算法的NANDFlash存儲磨損平衡管理方法，所述NAND Flash存儲磨損平衡管管理方法包括以下步驟：

S1：確保FLASH是全新狀態，每擦寫BLOCK一次時，會在該區域打上一個使用標記；

S2：隨著時間的推移，FLASH使用的增加BLOCK出現擦寫不均，有的區域擦寫次數多，FLASH磨損嚴重，有的區域擦寫次數少，FLASH磨損輕微；

S3：引入對應的管理機制，該管理機制包括GPIQ、NPU單元、PCLE控制單元和NVME控制單元，所述NPU單元通過DDR PHY與存儲單元數據雙向連接，所述PCle控制單元與NVME控制單元數據雙向連接，所述NVME控制單元通過Toggle PHY與FLASH數據雙向連接；

S4：管理機制對擦寫磨損數據進行記錄，對BLOCK讀寫的時間、原始BLOCK壞塊標記等綜合計算；

S5：得出結論，實現最優的擦寫平衡，最終使FLASH有最大的擦寫量和最長的使用壽命；對每次全寫后，對該BLOCK寫數值+i；每次寫失敗后，對該BLOCK+i；從而增加SSD性能和壽命，與傳統存儲控制器磨損平衡管理方法對比，本發明實現了在控制器中增加NPU單元，動態維護一個該SSD每個BLOCK的實時寫入次數信息，避免傳統計數方式帶來的延遲和寫壽命快速耗盡；從而達到使SSD更加合理、高效的使用。

優選的，在步驟所述S3中，所述GPIQ與Device FW數據雙向連接，所述PCle控制單元與PCle數據雙向連接；二者能夠相對進行數據的傳輸與接受，PCle控制單元與PCle數據雙向連接同樣是為了PCle控制單元對PCle進行數據的傳輸和指令下達。

優選的，所述PCle與PCle控制單元之間通過PCle PHY實現數據雙向連接；模數混合電路能夠接收和傳輸光、電等信號，經過解調和A/D轉換后通過MII接口將信號交給MAC芯片進行處理，傳輸較為穩定。