存储设备中的存储介质管理方法、装置和存储设备制造方法及图纸

本申请公开了一种存储设备中的存储介质管理方法、装置和存储设备，该方法通过预先按照健康度划分存储介质得到的数据存储区和替换区，在存储设备的使用过程中，存储设备监测数据存储区中是否有问题存储块；当监测到问题存储块时，将问题存储块移出数据存储区，并从替换区中获取替换存储块，移入数据存储区。实现利用预先划分的替换区内的替换存储块替代问题存储块，不需要减少存储设备的冗余区，确保存储设备的整个生命周期内冗余区的稳定性，进而稳定存储设备的使用寿命和性能。 1

Storage medium management method, device and storage device in storage device

The present application discloses a storage medium management method, device and storage device in a storage device that divides the data storage area and replacement areas obtained by dividing the storage medium according to the health degree in advance. In the use of the storage device, the storage device monitors whether there is a problem storage block in the data storage area; When the problem block is stored, the problem block is moved out of the data storage area, and the replacement storage block is obtained from the replacement area and moved into the data storage area. Instead of replacing the problem storage block with the replacement storage block in the pre divided area, it does not need to reduce the redundancy area of the storage device, ensure the stability of the redundant area in the whole life cycle of the storage device, and then stabilize the service life and performance of the storage device. One

【技术实现步骤摘要】
存储设备中的存储介质管理方法、装置和存储设备
本申请涉及存储
，更具体地说，涉及一种存储设备中的存储介质管理方法、装置和存储设备。
技术介绍
SSD(SolidStateDrive，固态硬盘)是采用固态电子存储器件构成的数据存储设备，主要由SSDController、RAM、Flash存储单元组成。当前SSD普遍采用的存储介质是一种非易失性随机访问存储介质，NANDFlash，是基于浮栅(FloatingGate)晶体管设计，且通过浮栅来锁存电荷的。但是，在对NANDFlash进行Program(编程)/Erase(擦除)操作时，会对浮栅晶体管的绝缘层造成一定程度的损坏，且操作越频繁，越容易形成UNC坏块。而随着UNC坏块越多，会使SSD的OP(OverProvisioning，冗余空间)越来越小；而随着OP的减小，SSD的WAF(WriteAmplificationFactor，写放大因子)会逐步增大，而SSD的IOPS(Input/OutputOperationsPerSecond，每秒进行读写操作的次数)也会逐步减小；由此可知，随着对NANDFlash的操作越频繁，SSD的消耗越快，性能越低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种存储设备中的存储介质管理方法、装置和存储设备，以解决采用现有技术SSD在使用过程中，由于OP减小，而导致SSD的WAF增大，以及性能降低的问题。为解决上述问题，本申请实施例提供了如下技术方案：本申请第一方面，公开了一种存储设备中的存储介质管理方法，该存储介质预先按照存储块的健康度划分为数据存储区和替换区，所述数据存储区的存储块的健康度大于所述替换区的存储块的健康度，所述健康度用于衡量所述存储介质中的存储块的性能，所述健康度与所述存储块的性能成正比；所述存储介质管理方法包括：存储设备监测所述数据存储区中是否有问题存储块，所述问题存储块为健康度小于预设值的存储块；当监测到所述问题存储块时，将所述问题存储块移出所述数据存储区，从所述替换区中获取替换存储块，并将所获取的所述替换存储块移入所述数据存储区。根据该存储介质管理方法，存储设备在监测到问题存储块后，利用预先划分的替换区内的替换存储块，替代该问题存储块。能够不减少存储设备中的冗余区，确保存储设备的整个生命周期内冗余区的稳定性，进而稳定存储设备的使用寿命和性能。本申请第一方面，提供的第一种实现方式中，所述替换区包括至少两级替换存储区，所述至少两级替换存储区按照每级替换存储区所包含的替换存储块的所述健康度从高到低排列，所述从所述替换区中获取替换存储块包括：从当前替换存储区中获取所述替换存储块；判断所述当前替换存储区是否还有所述替换存储块，如果没有，则将所述当前替换存储区的下一级替换存储区作为所述当前替换存储区。根据该存储介质管理方法，存储设备在获取替换存储块的过程中，若当前替换存储区有替换存储块，则从当前替换存储区获取替换存储块，并在获取后判断当前替换存储区是否还有替换存储块，如果当前存储区不存在替换存储块，则将下一级替换存储区作为当前替换存储区以便于后续还需要替换时，直接从标记为当前替换存储区的替换存储区获取替换存储块。通过该方法，可以快速的获取替换存储块进行替换。本申请第一方面，基于第一种实现方式提供的第二种实现方式中，所述预设值为所述当前替换存储区所对应的阈值，当监测到所述问题存储块时，所述问题存储块被从所述数据存储区移入所述当前替换存储区的下一级替换存储区。根据该存储介质管理方法，预设值为所述当前替换存储区所对应的阈值，存储设备将健康度小于预设值的问题存储块移入到当前替换存储区的下一级替换存储区，结合第一种实现方式，从当前替换存储区中获取替换存储块移入数据存储区，确保数据存储区移入的是没有问题的存储块。本申请第一方面，提供的第三种实现方式中，所述存储介质还包括无效区，所述无效区包括无效存储块，所述预设值为所述无效区对应的阈值，当监测到所述问题存储块时，所述问题存储块被从所述数据存储区移入所述无效区。根据该存储介质管理方法，存储设备中存在无效区，预设值为无效区所对应的阈值。因此，存储设备可以将健康度小于预设值的问题存储块直接移入无效区。本申请第一方面，提供的第四种实现方式中，还包括：获取该存储设备中的存储介质的每个存储块的至少一项性能参数；根据所述至少一项性能参数，得到所述存储介质的每个存储块的健康度分值；依据健康度分值由大至小的顺序对所述存储介质的存储块进行排序；基于各个所述存储块的排列顺序，选取前m个存储块作为数据存储区，m＝(Capacityuser+Capacityop)/Sizeblock，其中，Capacityop为存储设备的冗余区的大小，Capacityuser为所述存储设备的用户可见存储区的大小，Sizeblock为所述存储块的大小；从所述存储介质中剩余的存储中划分出替换区。根据该存储介质管理方法，在存储设备生产时，预先根据存储介质中每个存储块的至少一项性能参数确定的各个存储块的健康度分值，划分该存储介质，得到数据存储区和替换区。以便于后续数据存储区中出现问题存储块可以从替换区中得到替换存储块，在不减少存储设备的冗余区的基础上，确保数据存储区的大小，并稳定存储设备的使用寿命和性能。本申请第一方面，基于第四种实现方式提供的第五种实现方式中，所述根据所述至少一项性能参数，得到所述存储介质的每个存储块的健康度分值，包括：获取每个存储块的i个健康度统计指标所对应的统计数据，i的取值大于1；计算i个所述统计数据，得到i个健康度统计指标的健康度分值Scorei；确定在整体模糊评价系统中i个所述健康度统计指标的权重Wi，其中，0<Wi≤1，且∑Wi＝1；利用i个所述健康度分值Scorei和所述权重Wi，得到所述存储块的健康度分值Score＝∑(Scorei*Wi)。本申请第一方面，基于第五种实现方式提供的第六种实现方式中，所述计算i个所述统计数据，得到i个健康度统计指标的健康度分值Scorei，包括：利用0均值标准化Scorei＝fi(x)＝(x-u)/theta算法，得到i个所述健康度统计指标的健康度分值Scorei；其中，x为所述健康度统计指标的统计值，u为所述健康度统计指标的样本均值，theta为所述健康度统计指标的样本方差，所述样本均值和样本方差为常用的统计量；或者，利用线性归一化Scorei＝fi(x)＝(x–xmin)/(xmax-xmin)算法，得到i个所述健康度统计指标的健康度分值Scorei；其中，x为所述健康度统计指标的统计值，xmax为所述健康度统计指标的样本最大值或者根据经验定义的最大值，xmin为所述健康度统计指标的样本最小值或者根据经验定义的最小值。本申请第一方面，提供的第七种实现方式中，所述存储设备中包括一索引表，所述索引表用于记录所述存储介质的各个分区所包括的存储块信息。根据该存储介质管理方法，存储设备可以通过索引表完成对存储介质中各个分区的快速查找。本申请第二方面，提供了一种存储设备中的存储介质管理装置，所述存储介质预先按照存储块的健康度划分为数据存储区和替换区，所述数据存储区的存储块的健康度大于所述替换区的存储块的健康度，所述健康度用于衡量所述存储介质中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储设备中的存储介质管理方法，其特征在于，所述存储介质预先按照存储块

【技术特征摘要】
1.一种存储设备中的存储介质管理方法，其特征在于，所述存储介质预先按照存储块的健康度划分为数据存储区和替换区，所述数据存储区的存储块的健康度大于所述替换区的存储块的健康度，所述健康度用于衡量所述存储介质中的存储块的性能，且与所述存储块的性能成正比；所述存储介质管理方法包括：监测所述数据存储区中是否有问题存储块，所述问题存储块为健康度小于预设值的存储块；当监测到所述问题存储块时，将所述问题存储块移出所述数据存储区，从所述替换区中获取替换存储块，并将所获取的所述替换存储块移入所述数据存储区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述替换区包括至少两级替换存储区，所述至少两级替换存储区按照每级替换存储区所包含的存储块的健康度从高到低排列，所述从所述替换区中获取替换存储块包括：从当前替换存储区中获取所述替换存储块；判断所述当前替换存储区是否还有所述存储块，如果没有，则将所述当前替换存储区的下一级替换存储区作为所述当前替换存储区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设值为所述当前替换存储区所对应的阈值，当监测到所述问题存储块时，所述问题存储块被从所述数据存储区移入所述当前替换存储区的下一级替换存储区。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述存储介质还包括无效区，所述无效区包括无效存储块，所述预设值为所述无效区对应的阈值，当监测到所述问题存储块时，所述问题存储块被从所述数据存储区移入所述无效区。5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取存储介质的每个存储块的至少一项性能参数；根据所述至少一项性能参数，得到所述存储介质的每个存储块的健康度分值；依据健康度分值由大至小的顺序对所述存储介质的存储块进行排序；基于各个所述存储块的排列顺序，选取前m个存储块作为数据存储区，m＝(Capacityuser+Capacityop)/Sizeblock，其中，Capacityop为存储设备的冗余区的大小，Capacityuser为所述存储设备的用户可见存储区的大小，Sizeblock为所述存储块的大小；从所述存储介质中剩余的存储块中划分出替换区。6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述存储设备中包括一索引表，所述索引表用于记录所述存储介质的各个分区所包括的存储块信息。7.一种存储设备中的存储介质管理装置，其特征在于，所述存储介质预先按照存储块的健康度划分为数据存储区和替换区，所述数据存储区的存储块的健康度大于所述替换区的存储块的健康度，所述健康度用于衡量所述存储介质中的存储块的性能，所述存储介质管理装置包括：监测模块，用于监测所述数据存储区中是否有问题存储块，所述问题存储块为健康度小于预设值的存储块；替换模块，用于当监测到所述问题存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯建岑，唐鲲，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44