一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法及其系统，涉及固态存储技术领域。该方法包括：将组成一个rblock的Die的数目减少；将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成VDie；将VDie内存储块Block重新进行编号。该系统包括Die减少模块、VDie新增模块和rblock增加模块，Die减少模块用于减少闪存裸片Die的数目，VDie新增模块用于将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成虚拟闪存裸片VDie，rblock增加模块用于将VDie内存储块Block重新进行编号。本发明专利技术解决了rblock容量过大给固态硬盘的性能和数据安全带来的负面影响，通过缩小rblock的容量提高固态硬盘整体性能和数据安全。

Method and system for reducing rblock capacity in solid state hard disk

The invention discloses a method and a system for reducing the rblock capacity in a solid hard disk, relating to the solid state storage technology field. The method includes reducing the number of Die that makes up a rblock; the Die to be removed from the rblock; and merging the Die with the reserved Block; forming the VDie; numbering the VDie memory block number again. The system includes Die module, VDie module and reduce new rblock module Die module is used to reduce the increase, reduce the number of flash die Die, new VDie module is used to removed from the rblock Die Die combined with retention of the corresponding virtual flash bare chip VDie, rblock module is used to increase the VDie memory block Block re no.. The invention solves the negative influence of the large capacity of the rblock on the performance of the solid state hard disk and the data security, and improves the overall performance and data security of the solid state disk by reducing the capacity of the rblock.

【技术实现步骤摘要】
一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法及其系统
本专利技术涉及固态存储
，具体是涉及一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法及其系统。
技术介绍
现有固态硬盘SSDFTL(FlashTranslationLayer，NANDFlash管理算法)的存储块Block的管理方案会导致一个逻辑存储单元rblock的容量越来越大，以基于MicronL95B的2TBSSD为例，一共由128个闪存裸片Die组成，每个rblock的容量达到了256个物理planeblock，2GB的物理容量。那就意味着FTL只有在当这2GB的存储空间内没有任何有效数据的时候，才能将该rblock回收和重新使用，由此带来的问题是block回收的速度变得很慢，没有小容量的rblock回收效率高。对于MLC/TLCFLASH来说，由于其一个最小存储单元(cell)可以存放2～3个bit的数据，这个cell没有完全写入即其2个/3个bit都被编程之前，这个cell一直处于不安全状态。一旦发生非正常掉电，之前未完全写入的cell(部分bit被编程)发生数据丢失可能性非常高。那么如果组成一个rblock的Die数目过多，某一时刻存在未完全写入的cell就越多，当发生非正常掉电时丢失的数据相应的就会越多。随着NANDFlash技术的发展，单个block的容量也越来越大，尤其是3DTLCFLASH技术的出现，SSDFTL的block的管理方式，数据写入的顺序也从单个物理page的写入变成了多个物理page同时写入。原有的Flash读写操作的并发方式也需要跟着变化，这些都需要相应的block管理方案来支持。总体趋势来看，逻辑存储单元即rblock的容量越小，对降低3DTLCFTL设计的复杂度越有帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法及其系统。本专利技术解决了rblock容量过大给固态硬盘的性能和数据安全带来的负面影响，通过缩小rblock的容量提高固态硬盘整体性能和数据安全。本专利技术提供一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法，包括如下步骤：A、将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N减少到原来的1/a，保留的Die的数目变为N/a个，rblock中Die的数目变为N/a个，其中a为正整数，N为正整数；B、将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成虚拟闪存裸片VDie，VDie的数目为N/a个，VDie的容量为物理Die的a倍，VDie内部rblock的数目M增加到a*M个，M为正整数；C、将VDie内存储块Block重新进行编号，使得固态硬盘内的rblock的编号从0～M-1变为0～a*M-1。在上述技术方案的基础上，步骤A中，所述将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N减少到原来的1/a的具体过程为：将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N，按Die的物理编号依次划分为a组，保留在上述技术方案的基础上，步骤B中，所述将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成虚拟闪存裸片VDie的具体过程为：将从rblock中拿掉的Die，按Die的物理编号依次组成a-1组Die，并与保留的Die的物理编号依次对应合并组成VDie。在上述技术方案的基础上，步骤C中，所述将VDie内存储块Block重新进行编号的具体过程为：将VDie内存储块Block的编号，以物理Die为单位重新进行编号，从保留的Die内的物理存储块PlaneBlock编号开始，后一个物理Die的PlaneBlock的编号在前一个物理Die的最后一个PlaneBlock编号的基础上，继续顺序编号。在上述技术方案的基础上，步骤A中，a的数值为2或4。本专利技术还提供一种缩小固态硬盘内rblock容量的系统，该系统包括Die减少模块、VDie新增模块和rblock增加模块；所述Die减少模块用于：将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N减少到原来的1/a，使得保留的Die的数目变为N/a个，rblock中Die的数目变为N/a个，其中a为正整数，N为正整数；所述VDie新增模块用于：将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成虚拟闪存裸片VDie，使得新增的VDie的数目为N/a个，VDie的容量为物理Die的a倍，VDie内部rblock的数目M增加到a*M个，M为正整数；所述rblock增加模块用于：将VDie内存储块Block重新进行编号，使得固态硬盘内的rblock的编号从0～M-1变为0～a*M-1。在上述技术方案的基础上，所述固态硬盘通过NAND闪存芯片阵列并发I/O操作的特征，实现高速数据传输。在上述技术方案的基础上，所述rblock的容量通过如下公式计算得到：rblock的容量＝单个block的容量*单颗Die内的存储块矩阵plane的数目*Die的数目。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术通过新增VDie，增加VDie的容量以减小rblock的容量，从而提高固态硬盘整体性能和数据安全。减少Die的数目使得rblock的容量减少，在固态硬盘满盘写入的情况下，rblock回收速度变快，随机写入的性能会相应得到提高，命令延迟也会有所降低。而且，当rblock内所包含的Die数目减少时，在写入操作中，未完全写入的cell相应减少，当发生非正常掉电时丢失的数据量就会相应的减少。同时，本专利技术会对简化3DTLCFTL的设计也有所帮助。附图说明图1是本专利技术实施例缩小固态硬盘内rblock容量的方法的流程图。图2是本专利技术实施例固态硬盘内的rblock组建系统的结构框图。图3为现有的容量为128GB的固态硬盘的存储结构示意图。图4为现有的容量为2TB的固态硬盘的存储结构示意图。图5为本专利技术实施例a的数值为2时，容量为2TB的固态硬盘的存储结构示意图。图6为本专利技术实施例a的数值为4时，容量为2TB的固态硬盘的存储结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。参见图1所示，本专利技术实施例提供一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法，包括如下步骤：S1、将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N，按Die的物理编号依次划分为a组，保留使Die的数目N减少到原来的1/a，则保留的Die的数目变为N/a个，rblock中Die的数目变为N/a个，其中，a为正整数，N为正整数；S2、将从rblock中拿掉的Die，按Die的物理编号依次组成a-1组Die，并与保留的Die物理编号依次对应合并组成虚拟闪存裸片VDie，VDie的数目为N/a个，VDie的容量为物理Die的a倍，VDie内部rblock的数目M增加到a*M个，M为正整数；S3、将VDie内存储块Block的编号，以物理Die为单位重新进行编号，从保留的Die内的物理存储块PlaneBlock编号开始，后一个物理Die的PlaneBlock的编号在前一个物理Die的最后一个PlaneBlock编号的基础上，继续顺序编号，使得固态硬盘内的rblock的编号从0～M-1变为0～a*M-1。参见图2所示，本专利技术实施例还提供一种缩小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法，其特征在于：包括如下步骤：A、将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N减少到原来的1/a，保留的Die的数目变为N/a个，rblock中Die的数目变为N/a个，其中a为正整数，N为正整数；B、将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成虚拟闪存裸片VDie，VDie的数目为N/a个，VDie的容量为物理Die的a倍，VDie内部rblock的数目M增加到a*M个，M为正整数；C、将VDie内存储块Block重新进行编号，使得固态硬盘内的rblock的编号从0～M‑1变为0～a*M‑1。

【技术特征摘要】
1.一种缩小固态硬盘内rblock容量的方法，其特征在于：包括如下步骤：A、将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N减少到原来的1/a，保留的Die的数目变为N/a个，rblock中Die的数目变为N/a个，其中a为正整数，N为正整数；B、将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成虚拟闪存裸片VDie，VDie的数目为N/a个，VDie的容量为物理Die的a倍，VDie内部rblock的数目M增加到a*M个，M为正整数；C、将VDie内存储块Block重新进行编号，使得固态硬盘内的rblock的编号从0～M-1变为0～a*M-1。2.如权利要求1所述的缩小固态硬盘内rblock容量的方法，其特征在于：步骤A中，所述将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N减少到原来的1/a的具体过程为：将组成一个逻辑存储单元rblock的闪存裸片Die的数目N，按Die的物理编号依次划分为a组，保留3.如权利要求2所述的缩小固态硬盘内rblock容量的方法，其特征在于：步骤B中，所述将从rblock中拿掉的Die与保留的Die对应合并组成虚拟闪存裸片VDie的具体过程为：将从rblock中拿掉的Die，按Die的物理编号依次组成a-1组Die，并与保留的Die的物理编号依次对应合并组成VDie。4.如权利要求3所述的缩小固态硬盘内rblock容量的方法，其特征在于：步骤C中，所述将VDie内存储块Block重新进行编号的具体过程为：将VDie内存储块Block的编号，以物理Die为单位重新进行编号，从保留的Di...

【专利技术属性】
技术研发人员：束南山，
申请(专利权)人：忆正科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42