[发明专利]固态硬盘异常掉电恢复方法、系统及存储介质

说明书

本发明提供一种固态硬盘异常掉电恢复方法、系统及存储介质，方法包括以下步骤：主机开机上电后，获取固态硬盘上次掉电工况；当固态硬盘上次异常掉电时，准备缓存存储块，控制向缓存存储块中执行数据写入命令，同步执行将固态硬盘的每个存储单元未写满逻辑存储块上的数据转移操作指令；当数据转移操作指令执行完成时，回收缓存存储块，控制固态硬盘执行完成异常掉电重新建立逻辑存储块信息的恢复操作指令。通过增设缓存存储块，控制向缓存存储块中执行数据写入命令，同步执行数据转移操作指令；相比于现有技术，显著提升主机识盘速度并降低数据可写入的等待时间；避免发生不可矫的Flash错误；保证异常掉电前写入数据的安全性。

技术领域

本发明涉及计算机异常掉电处理技术领域，具体是涉及固态硬盘异常掉电恢复方法、系统及存储介质。

背景技术

异常掉电是指固态硬盘SSD(Solid State Drive)在没有收到主机掉电通知的情况下就被强制切断供电，固态硬盘的固件来不及做任何操作的情况。异常掉电恢复是指，固态硬盘上电后能够响应主机的各种命令的过程，主要是重新建立映射表和恢复逻辑存储块信息的过程。

对于当前主流固态硬盘SSD使用的MLC(Multiple Level Cell)/TLC(TripleLevel Cell)FLASH来说，如果在发生异常掉电时，FW(Firmware)正在写upper/extra page，可能会导致位于同一个word line的lower page的数据被破坏；另外对于recovery阶段发现的未写满存储块open block，读到的empty状态的闪存裸片存储页die page也有可能是在掉电过程中没有写入完成的die page，导致SSD固件无法准确判断掉电前的最后写入的位置。其中MLC FLASH指一个存储单元可以保存2Bit的数据闪存介质，TLC Flash指一个存储单元存储3Bit的数据的闪存介质。如果继续向这样的die page写入有效数据，后续会有发生读取错误的风险。

基于这些闪存介质Flash的特性，SSD固件在异常掉电恢复过程中，对于一个未写满逻辑存储块Open row block，一般的策略是对其进行Folding操作，以便固件更好的管理逻辑存储块Row Block，这个过程需要耗费较长的时间T；其中，Floding定义为对指定的逻辑存储块Row Block做有效数据整理搬移到其他逻辑存储块Row Block的行为。

Folding过程没有完成之前，SSD无法响应主机Host发来的写命令；如果User data分成2个Band,则Folding的时间将变成2T，这个时间极大影响SSD固件异常掉电的恢复时间；随着非易失性存储介质闪存芯片NAND Flash技术的发展，单个存储块Block的容量也越来越大，尤其是3D TLC FLASH(一个存储单元存储3Bit的数据的闪存介质)技术的出现，单个Row Block的容量也会变得更大，时间T也会变大越来越大。典型的如使用的Micron B17A的设计的SSD,User data分成2个Band，极端情况下512GB/1TB/2T/4TB掉电恢复时间为30s/40s/60s/90s；当前恢复时间已经越来越无法满足客户的对系统启动时间更短的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种固态硬盘异常掉电恢复方法、系统及存储介质。

第一方面，本发明提供固态硬盘异常掉电恢复方法，包括以下步骤：

主机开机上电后，获取固态硬盘上次掉电工况；

当所述固态硬盘上次异常掉电时，准备缓存存储块，控制向所述缓存存储块中执行数据写入命令，同步执行将固态硬盘的每个存储单元未写满逻辑存储块上的数据转移操作指令；

当数据转移操作指令执行完成时，回收所述缓存存储块；

控制固态硬盘执行完成异常掉电重新建立逻辑存储块信息的恢复操作指令。