非易失性分级存储系统中的协同管理的方法及其控制器技术方案

在至少一个实施例中，多个控制器实施非易失性分级存储系统的协同管理。在存储系统中，第一控制器从至少第二和第三控制器接收关于在第二和第三控制器的控制下的物理存储装置的多个存储单元的健康状况的健康报告，并维护健康报告中接收的信息的健康数据库。响应于健康事件并基于健康数据库中的信息，第一控制器修改在其控制下的多个存储单元中的一个或多个的逻辑至物理地址映射，使得具有较大访问热度的数据被映射至相对较健康的存储单元，以及具有较小访问热度的数据被映射至相对较不健康的存储单元。此后，第一控制器根据经修改的逻辑至物理地址映射，将写入请求引导至在其控制下的存储单元。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及数据处理和存储，并且更具体地涉及存储系统中的协同健康（health) 管理。
技术介绍
闪存是作为晶体管的浮动栅极上的电荷的每个存储元件存储数据的一个或更多 比特的非易失性存储器技术。因为闪存中元件密度以及每个元件存储的比特数目在后续几 代快闪技术中继续增加，所以存储元件中存储的数据将变得更易受到由读取干扰、电荷俘 获、高环境温度、长存储持续时间和其它因素引起的比特错误影响。因此，即使在数据的存 储密度和每单位成本不断提高时，闪存额定的读取/写入周期的数目也普遍地不断下降。 为了从给定闪存获得最长使用寿命，已经提出了各种技术。一般而言，已经假设通 过所谓的"耗损均衡（wear leveling)"获得最长使用寿命，其中"耗损均衡"被定义为均衡 闪存阵列中的所有物理存储器块中的编程/擦除周期的数目。如这里进一步讨论的，本公 开意识到仅仅依赖于损耗均衡未实现最佳存储器寿命。
技术实现思路
本公开认识到，在编程/擦除（P/E)周期的数目可以被认为是确定非易失性存储 器阵列中的哪些物理存储器块要被选择用于编程时的一个因素的同时，当考虑诸如错误指 标（metrics)(例如，错误率和错误率的变化率）的其它"健康"因素时，实现更长的有用存 储器寿命。 在至少一个实施例中，多个控制器实施非易失性分级存储系统的协同管理。在存 储系统中，第一控制器从至少第二和第三控制器接收关于在第二和第三控制器的控制下的 物理存储装置的多个存储单元的健康状况的健康报告，并维护健康报告中接收的信息的健 康数据库。响应于健康事件并基于健康数据库中的信息，第一控制器修改在其控制下的多 个存储单元中的一个或多个的逻辑至物理地址映射，使得具有较大访问热度的数据被映射 至相对较健康的存储单元，以及具有较小访问热度的数据被映射至相对较不健康的存储单 元。此后，第一控制器根据经修改的逻辑至物理地址映射，将写入请求引导（direct)至在 其控制下的存储单元。【附图说明】 图1是根据一个实施例的数据处理环境的高级框图； 图2-5图示了根据本公开的NAND闪存阵列内的物理存储器的示例性布置； 图6A描绘了根据本公开的块条（stripe)的示例性实施方式； 图6B描绘了根据本公开的页条的示例性实施方式； 图7图示了根据本公开的示例性数据页； 图8描绘了根据本公开的示例性数据保护页； 图9是根据一个实施例的、快闪控制器配置健康等级和热度面元（heatbin)的示 例性处理的高级逻辑流程图； 图IOA是根据一个实施例的、快闪控制器将健康等级与物理存储器块关联的示例 性处理的高级逻辑流程图； 图IOB是根据一个实施例的、快闪控制器将具有给定健康等级的物理存储器块放 置到ABQ中的示例性处理的高级逻辑流程图； 图11是数据页被写入至非易失性存储器阵列的数据写入处理的示例性实施例的 高级逻辑流程图； 图12是从非易失性存储器阵列读取数据的数据读取处理的示例性实施例的高级 逻辑流程图； 图13是图示由健康等级划分实现的非易失性存储器系统的使用寿命的延长的 图； 图14描绘了包括多个控制点的分级存储系统的示例性实施例； 图15图示了具有在其之下的至少一级控制的控制器维护关联的健康数据库的一 个优选实施例； 图16是在存储系统中维护健康数据库的方法的示例性实施例的高级逻辑流程 图； 图17是存储系统中的协同健康管理的方法的示例性实施例的高级逻辑流程图； 图18是云计算节点的示例的示意图； 图19描绘了说明性云计算环境； 图20示出了由图19的云计算环境提供的功能抽象层集。【具体实施方式】 所属
的技术人员知道，本专利技术的各个方面可以实现为系统、方法或计算 机程序产品。因此，本专利技术的各个方面可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也 可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本 文一般称为"电路"、"模块"或"系统"。此外，在一些实施例中，本专利技术的各个方面还可以实 现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含 计算机可读的程序代码。 可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算 机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是--但不限 于--电、磁、光、电磁、红外线、或半导体系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机 可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携 式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM)、只读存储器（ROM)、可擦式可编程只读存储器 (EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或 者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序 的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。 计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号， 其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括--但 不限于一电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是 计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者 传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。 计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括一但不限 于一无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。 可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本专利技术的各个方面的 操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言一诸如Java、 Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言一诸如" C"语言或类似的程序设计语 言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立 的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或 服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络--包 括局域网（LAN)或广域网（WAN)-连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如 利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。 下面将参照本专利技术实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/ 或框图描述本专利技术的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/ 或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给 通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些 计算机程序指令通过计算机或其它可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或框 图中的方框中规定的功能/操作的装置。 也可以把这些计算机程序指令存储在能使得计算机或其它可编程数据处理装置 以特定方式工作的计算机可读介质中，这样，存储在计算机可读介质中的指令就产生出一 个包括实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的指令的制造品。 也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备 上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括多个控制器的非易失性分级存储系统中的协同管理的方法，包括：第一控制器从所述存储系统的至少第二和第三控制器接收关于在第二和第三控制器的控制下的物理存储装置的多个存储单元的健康状况的健康报告；所述第一控制器维护所述健康报告中接收的信息的健康数据库；响应于健康事件并基于所述健康数据库中的信息，所述第一控制器修改在其控制下的多个存储单元中的一个或多个的逻辑至物理地址映射，使得具有较大访问热度的数据被映射至相对较健康的存储单元，以及具有较小访问热度的数据被映射至相对较不健康的存储单元；以及此后，所述第一控制器根据经修改的逻辑至物理地址映射，将写入请求引导至在其控制下的存储单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CJ坎普，AD沃尔斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US