[发明专利]基于双层RAID信息的增强型纠错方法及深度纠错方法

说明书

本发明公开了一种基于双层RAID信息的增强型纠错方法及深度纠错方法，当闪存颗粒中出现ECC不可纠的错误数据时，增强型纠错方法包括：S1、确定不可纠数据A的地址，设数据A在横向RAID行和纵向RAID行中的位置分别位于X和Y’，1≤X≤N，1≤Y’≤M’，对应的数据分别记为DATAX和DATAY’；S2、分别计算经过横向RAID行恢复和纵向RAID行恢复得到的值DRAID和DRAID’；S3、对数据A进行重读，得到新的数据DATANew，并对DATANew进行异或和位与计算得到数据DATAANew；S4、对得到的一帧新的数据再进行解码。本发明提高了SSD纠错算法的纠错能力和NAND颗粒的寿命。

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，具体涉及一种基于双层RAID信息的增强型纠错方法及深度纠错方法。

背景技术

SSD（Solid State Drive）固态驱动器，俗称固态硬盘，是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，通常包含三个大的部分，即SSD主控芯片、存储数据的闪存颗粒阵列以及缓存芯片。固态硬盘具有传统机械硬盘不具备的快速读写、质量轻、能耗低以及体积小等特点，使得其中消费级市场，数据中心和企业级市场中都得到了广泛的应用。

闪存颗粒的一个特性就是在寿命周期内会出现不同程度的位反转，为了进一步提高SSD磁盘的寿命，存储厂商会在闪存颗粒之上通过ECC（Error Correction Code，随用户数据生成一起写入磁盘）纠错技术纠正位错误。在数据写入时采用ECC编码写入检验位，当数据由于位反转导致错误，读取数据时可以利用ECC检验位校正数据，并把正确数据返回主机。常用的ECC校正机制有BCH（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）、RS（Reed-Solomon）和LDPC（Low density Parity Check），可以实现ECC对应纠错能力的数据错误的检验和恢复，如果错误的bit位数超过ECC的纠错能力（称为Uncorrectable bit error），ECC是无法检验恢复的。如果主控芯片中采取了RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）架构，出现了ECC不可纠的情况可以采用RAID机制来恢复。

随着闪存颗粒的更新换代，从SLC（单层存储单元）、MLC（双层存储单元）到TLC（三层存储单元）、QLC（四层存储单元），单位bit成本越来越低，寿命越来越短，即误码率会变高，对ECC的纠错能力也会要求更高。闪存厂家会在闪存颗粒中设置错误校验码空间（out-of-band，OOB空间），纠错算法BCH、RS和LDPC的纠错能力会受到OOB大小的限制，越来越难满足TLC和QLC闪存的纠错能力要求。

公开号为CN112383314B的中国专利公开了“一种基于RAID信息的LDPC纠错方法”，该方法的原理是基于LDPC纠错算法的特性，绝大部分的数据在不可纠的状态下，经过LDPC的解码输出数据会比输入数据要好（更接近正确数据）；并且，LDPC纠错算法包含每个比特的软信息，再利用RAID的XOR特性，巧妙的定位出可能出错的比特位，使处理后的数据更准确。经过该方法处理后的数据减轻了LDPC的负担，变相的提高LDPC纠错算法的能力。

公开号为CN111679934B的中国专利公开了一种“基于RAID信息的纠错方法、计算机可读存储介质及处理器”，该方法的原理是利用NAND的Vt特性分布，通过移动读阈值可以定位出区域2，即出错概率大的比特位；再利用RAID的XOR特性，替换出错概率大的比特位，使数据比特位经过处理后自带了置信度，处理后的数据更准确。

本发明提出了一种基于双层RAID信息的增强型纠错方法及深度纠错方法，也用到了XOR操作，虽然三个专利中都有XOR操作，但作用点和利用的原理是完全不同的；另外，当遇上一些对于用户来说非常重要的不可纠的数据时，上述两个专利的数据恢复能力方面还存在一定的欠缺。

发明内容