[发明专利]一种通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法

说明书

本发明公开了一种通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法，属于计算机存储领域。随着固态盘存储密度的提升，固态盘的耐久性降低。磨损均衡方法被用于提高固态盘的耐久性，传统方法采用编程/擦写次数和位错误率作为优化指标，但是固态盘中同一闪存芯片的不同块在耐久性方面具有较大的差别,因此采用这种对固态盘物理特性不加区分的磨损均衡方法不能精准的预测固态盘闪存块的状态。为了适应固态盘自身的物理特性,我们采用编程错误率作为优化指标，使编程错误率能均匀的分布在不同闪存块，进而避免不均衡的擦除操作。本发明所述通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法可以有效地延长固态盘使用寿命，提高固态盘的耐久性。

技术领域

本发明属于计算机存储领域，更具体地，涉及一种通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法。

背景技术

存储系统是计算机系统中的重要组成部分，基于NAND闪存的固态盘具有非易失、抗震、读写延迟低、功耗低、体积小等特点，因而受到数据中心的关注。然而，固态盘也存在缺陷：其擦除次数有限，如果对同一闪存块进行持续性的访问，会较快地导致该闪存块被磨损，进而降低固态盘的可靠性，导致其最终无法使用。

有鉴于此，当前各种磨损均衡方法被广泛地应用于固态盘，目的是使闪存块的擦除操作均匀的分布在整个固态盘存储空间，从而延长固态盘的使用寿命，提高存储设备的耐久性。当前的磨损均衡方法主要以闪存物理块编号(Physical Block Number，简称PBN)的编程/擦写次数和位错误率作为优化指标。

然而，选取闪存块的编程/擦写次数作为优化指标，忽略了闪存块的制程工艺差异。同时，由于固态盘具有多种不同的错误类型，包括：编程错误(写错误)、读干扰错误、编程干扰错误、保持错误，上述四种错误类型中，只有编程错误会对作为闪存存储单元核心部件的浮栅门产生较大的磨损，如果仅仅选取位错误率作为优化指标，不能精确的预测固态盘闪存快的磨损程度，导致降低了固态盘的可靠性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法，其目的在于，通过编程错误感知机制，有效延长固态盘的使用寿命，提高存储设备的耐久性，从而解决现有磨损均衡方法由于没有对固态盘的物理特性加以区分，导致不能精准地预测固态盘闪存块的使用状态的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法，所述方法在固态盘闪存系统中增加编程错误感知过程，以获取每一个闪存块的磨损度，并使固态盘闪存系统根据闪存块的磨损度对来自主机端的写请求进行分配。

优选地，在固态盘闪存系统中增加编程错误感知过程包括以下步骤：

(1)接收主机端发送的写请求，执行该写请求，并将该写请求对应数据的副本存储在固态盘内部的缓存中，并通过闪存转换层查找该写请求对应的物理页号；

(2)生成读请求，该读请求中包括查找到的写请求对应的物理页号，根据该物理页号读取该读请求对应的数据到固态盘的缓存中；

(3)将步骤(2)中读取的数据与步骤(1)中存储的数据的副本进行比较，以得到二者之间对应位上数据不同的总位数，并根据该总位数计算得到页编程错误率；

(4)根据步骤(3)中获取的页编程错误率，将写请求对应的闪存块中每一个页的页编程错误率进行比较，以得到该写请求对应的闪存块中最大的页编程错误率；

(5)根据步骤(4)中获取的最大的页编程错误率，将其作为该闪存块的块编程错误率，同时对编程错误率闪存块状态表进行更新。

优选地，写请求对应的物理页号是通过在固态盘DRAM中存储的页级地址映射表中查找获得的。

优选地，编程错误率的计算公式为：对应位上数据不同的总位数/数据的副本位数。