非易失性存储器及磨损均衡方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种非易失性存储器及磨损均衡方法。该非易失性存储器包括存储介质和NVM控制器。该NVM控制器接收到待写入的第一物理页的第一数据后，可以先确定在本次写操作过程中，与所述第一物理页对应的第一写回页中每一行的改写状态。在根据获得的所述第一写回页中的每一行的改写状态以及记录的所述第一物理页的磨损状态确定本次写操作只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改写的情况下，NVM控制器将述第一数据写入所述第一物理页，并将所述第一物理页的磨损次数保持不变。本发明专利技术实施例提供的非易失性存储器能够在维持较低的空间开销的基础上，能够提高磨损次数的计算精确度，延长非易失性存储器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及存储
，尤其涉及一种。
技术介绍
由于闪存(Flash)、相变存储器(Phase Change Memory, PCM)、阻变存储器(Resistive Random Access Memory, RRAM)、磁性随机存储器(Magnetic Random AccessMemory, MRAM)和铁电式随机存储器(Ferroelectric Random Access Memory, FRAM)为代表的新型非易失性存储器(Non-Volatile Memory, NVM)具有访问速度快、低能耗和非易失性的存储优点，因此，采用NVM代替磁盘作为外存将降低外存访问的等待时间(latency)和能量，提高访问效率并增加外存的带宽(bandwidth)。然而，与磁盘(DISK)相比，大部分NVM(例如Flash、PCM、RRAM以及FRAM)具有写入次数有限的缺点。NVM的使用寿命通常由NVM最大的写入次数来确定，因此，大部分NVM都具有有限的使用寿命。例如，Flash通常能够写14次，PCM通常能够写18次，RRAM能够写15次等。为了延长NVM预期的使用寿命，现有技术中通常采用磨损均衡(wear leveling)技术对各存储单元进行管理。磨损均衡的基本思想是在每次对存储设备执行写操作时将新数据写入到最少被使用的物理存储单元中，以使存储设备中的各存储介质得到均衡使用。现有技术中，实现磨损均衡时通常需要记录存储设备中各存储页的磨损情况。现有技术中的一种方式是采用为每个存储页(page)设置计数器，若对该页有写操作，则将该页的计数器加I。根据这种记录页的磨损次数的方式来确定该页的使用情况。然而这种方式不能真实反映该页中各字节(Byte)的写操作情况，不能区分是对该页中一个字节(Byte)的多次写操作还是对该页中各个字节(Byte)的均衡写操作，从而不能真实的反映该页的写操作情况。现有技术中的另一种方式是对存储页中的每个字节(Byte)均设置计数器，来记录字节的写操作情况。然而这种方式虽然精确度高，但是空间开销过大。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供的一种，能够更客观真实的反应非易失性存储器的磨损情况，延长非易失性存储器的使用寿命。第一方面，本专利技术实施例提供一种非易失性存储器NVM，所述NVM包括: 存储介质，用于存储数据，其中，所述存储介质包括多个物理页，每一个物理页page包括多行line,每一行包括多个字节Byte ； NVM控制器，用于接收第一写请求，所述第一写请求中携带有待写入所述NVM中的第一物理页的第一数据； 确定所述第一物理页的磨损次数未超过预设阈值； 根据与所述第一物理页对应的第一写回页中的数据以及所述第一数据获得所述第一写回页中每一行的改写状态，其中，所述第一写回页中的数据为缓存的所述第一物理页中的数据； 根据记录的所述第一物理页的磨损状态以及所述第一写回页中每一行的改写状态判断本次写操作是否只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改写； 在判断本次写操作只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改写的情况下，保持所述第一物理页的磨损次数不变，并将所述第一数据写入所述第一物理页。在第一方面的第一种可能的实现方式中，该NVM控制器还用于:在将所述第一数据写入所述第一物理页中后，将所述第一物理页中未被改写的行的磨损状态保持不变，并且，将在本次写操作中进行了改写的行的磨损状态设置为磨损。结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，该NVM控制器还用于: 在判断本次写操作需要对所述第一物理页中标识为磨损的行进行改写的情况下，将所述第一物理页的磨损次数增加一个预设值； 将所述第一数据写入所述第一物理页中； 将所述第一物理页中标识为磨损且在本次写操作中进行了改写的行的磨损状态保持为磨损，并将其他行的磨损状态更新为未磨损。结合第一方面、第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，该NVM控制器还用于: 接收第二写请求，所述第二写请求中携带有待写入所述第一物理页的第二数据； 确定所述第一物理页的磨损次数大于预设阈值； 将所述第二数据写入第二物理页中，其中，所述第二物理页的磨损次数不大于所述预设阈值。第二方面，本专利技术实施例提供一种磨损均衡方法，该方法应用于非易失性存储器NVM中，该方法包括: 接收第一写请求，所述第一写请求中携带有待写入所述NVM中的第一物理页的第一数据，其中，所述NVM包括多个物理页，每一个物理页page包括多行line，每一行包括多个字节 Byte ； 确定所述第一物理页的磨损次数未超过预设阈值； 根据所述第一物理页对应的第一写回页中的数据以及所述第一数据获得所述第一写回页中每一行的改写状态，其中，所述第一写回页中的数据为缓存的所述第一物理页中的数据； 根据记录的所述第一物理页的磨损状态以及所述第一写回页中每一行的改写状态判断本次写操作是否只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改写； 在判断本次写操作只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改写的情况下，保持所述第一物理页的磨损次数不变，并将所述数据写入所述第一物理页。在第二方面的第一种实施方式中，在根据所述物理地址将所述数据写入所述第一物理页中后，该方法还包括:将所述第一物理页中未被改写的行的磨损状态保持不变，并且，将在本次操作中进行了改写的行的磨损状态设置为磨损。结合第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式，在第二方面的第二种可能的实施方式中，该方法还包括: 在判断本次写操作需要对所述第一物理页中标识为磨损的行进行改写的情况下，将所述第一物理页的磨损次数增加一个预设值； 将所述第一数据写入所述第一物理页中； 将所述第一物理页中标识为磨损且在本次写操作中进行了改写的行的磨损状态保持为磨损，并将其他行的磨损状态更新为未磨损。结合第二方面、第二方面的第一种或第二种可能的实施方式，在第二方面的第三种可能的实施方式中，该方法还包括: 接收第二写请求，所述第二写请求中携带待写入所述第一物理页的第二数据； 确定所述第一物理页的磨损次数大于预设阈值； 将所述第二数据写入第二物理页中，其中，所述第二物理页的磨损次数不大于所述预设阈值。第三方面，本本专利技术实施例提供了一种磨损均衡装置，包括: 接收模块，用于接收第一写请求，所述第一写请求中携带有待写入非易失性存储器NVM中的第一物理页的第一数据，其中，所述NVM包括多个物理页，每一个物理页page包括多行line,每一行包括多个字节Byte ； 确定模块，用于确定所述第一物理页的磨损次数未超过预设阈值； 获取模块，用于根据所述第一物理页对应的第一写回页中的数据以及所述第一数据获得所述第一写回页中每一行的改写状态，其中，所述第一写回页中的数据为缓存的所述第一物理页中的数据，每一个物理页page包括多行line,每一行包括多个字节Byte ； 判断模块，用于根据记录的所述第一物理页的磨损状态以及所述第一写回页中每一行的改写状态判断本次写操作是否只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改与; 处理模块，用于在判断本次写操作只需要对所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性存储器NVM，其特征在于，所述NVM包括：存储介质，用于存储数据，其中，所述存储介质包括多个物理页，每一个物理页page包括多行line，每一行包括多个字节Byte；NVM控制器，用于接收第一写请求，所述第一写请求中携带有待写入所述NVM中的第一物理页的第一数据；确定所述第一物理页的磨损次数未超过预设阈值；根据与所述第一物理页对应的第一写回页中的数据以及所述第一数据获得所述第一写回页中每一行的改写状态，其中，所述第一写回页中的数据为缓存的所述第一物理页中的数据；根据记录的所述第一物理页的磨损状态以及所述第一写回页中每一行的改写状态判断本次写操作是否只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改写；在判断本次写操作只需要对所述第一物理页中标识为未磨损的行进行改写的情况下，保持所述第一物理页的磨损次数不变，并将所述第一数据写入所述第一物理页。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沙行勉，诸葛晴凤，朱冠宇，王元钢，石亮，
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