[发明专利]一种SSD内实现的闪存寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种SSD内实现的闪存寿命预测方法，包括：(1)获取待测闪存芯片的特征量；(2)对特征量中的一种或几种进行运算操作，得到运算处理值，将特征量及运算处理值构成集合，取集合中的子集输入到预测模型中获得数据处理结果；(3)根据数据处理结果对预测模型进行训练，从而实现对所述预测模型的更新；(4)根据数据处理结果以及更新后的预测模型对闪存芯片的寿命进行预测，获得所述闪存芯片的寿命预测值。本发明通过实时采集每次SSD操作的数据作为预测和训练的输入，更加贴合实际SSD上的闪存使用情况，得出的预测结果更加准确。

技术领域

本发明属于闪存芯片寿命预测技术领域，更具体地，涉及一种SSD内实现的闪存寿命预测方法。

背景技术

随着云技术的兴起，大数据时代已经来临。传统的机械硬盘很明显无法满足大数据时代的高速、低功耗、便捷、高性能、成本低等要求，因此SSD(固态硬盘)应运而生。SSD以闪存作为存储介质，而随着闪存技术的发展，其单位bit的价格也越来越低，而最新的SSD传输结构——PCIE-NVME接口的速度更是达到了Gbps量级，而SSD的体积小，抗干扰能强等各种优点已经逐渐取代传统的机械硬盘作为主要的存储媒体。

然而由于SSD是以闪存作为存储介质，因此闪存的各种缺陷也注定也给SSD带来各种缺陷，而随着闪存技术的发展，虽然单位容量的价格飞速下降，但是其可靠性也不断下降，最直接的体现就是闪存寿命的减少。所谓闪存寿命，即随着对闪存的擦除/编程次数增加，导致闪存的存储单元产生缺陷并最终失效，失去存储电荷的能力。闪存存储单元失去了存储电荷的能力，也就意味着存储数据失效，这对于SSD来说是致命的。虽然SSD的固件做了坏块管理、损耗均衡等各种算法来延长SSD的整体寿命，但对于可靠性要求比较高的环境，这同样是一个很大的缺陷。

现有的关于闪存的寿命预测方案都不完善，而且对于SSD内的闪存寿命预测更是没有。因为SSD内有固件层的存在，用户没办法直接和闪存芯片直接对接，所能提取参数有限，能做预测的方案更是没有。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提出了一种SSD内实现闪存寿命预测的办法，该方法能实时预测SSD内闪存的剩余寿命，保证了SSD的可靠性。

本发明提供了一种SSD内实现的闪存寿命预测方法，包括下述步骤：

(1)获取待测闪存芯片的特征量，所述特征量包括闪存的编程时间、读取时间、擦除时间、电流、芯片功耗、阈值电压分布、存储块编号、存储页号、闪存当前经历过的编程/擦除周期数、条件错误页数、条件错误块数、错误比特数和错误率；

(2)对所述特征量中的一种或几种进行运算操作，得到运算处理值，将所述特征量及所述运算处理值构成集合，取集合中的子集输入到预测模型中获得数据处理结果；

(3)根据所述数据处理结果对所述预测模型进行训练，从而实现对所述预测模型的更新；

(4)根据所述数据处理结果以及更新后的预测模型对闪存芯片的寿命进行预测，获得所述闪存芯片的寿命预测值。

更进一步地，步骤(1)中获取待测闪存芯片的特征量具体为：

(1.1)在SSD每次执行擦除或编程时，记录目标芯片的编程/擦除次数；

(1.2)在SSD执行编程操作时，记录目标芯片各个页面的编程时间以及编程时的电流；

(1.3)在SSD执行读操作时，记录目标芯片各个页面的读时间、读电流以及阈值电压分布，并且将读出的数据做ECC比较后记录错误比特数；

(1.4)在SSD执行擦除操作时，记录目标芯片的擦除时间和擦除电流。

更进一步地，阈值电压获取方式为：通过逐次改变发送READ_RETRY命令的等级，将读取出来的数据进行比较，从而获得阈值电压分布。