一种保证固态硬盘中数据持续性的自适应数据刷新方法技术

本发明专利技术公开了一种保证固态硬盘中数据持续性的自适应数据刷新方法，属于固态硬盘存储技术领域。该方法根据闪存页的比特错误数对闪存页进行分类并设定各类闪存页的继续存放时间，根据一个闪存块中各类闪存页的数量，估算该闪存块的数据可靠持续存放时间的实际值T；根据一个闪存页所属的类，在该闪存页存放时间达到T之后，推迟一段该闪存页对应的继续存放时间后再对该闪存页实施刷新。本发明专利技术能自动根据固态硬盘的比特错误情况估算数据可靠持续存放时间，并确定不同类别闪存页需要发起刷新操作的时机；由于对不同类闪存页发起刷新操作的时机不同，避免同一时间有过多页被刷新导致的性能下降，同时可以降低闪存页被刷新的频率，延长闪存的使用寿命。

An adaptive data refresh method for ensuring data persistence in solid state hard disk

【技术实现步骤摘要】
一种保证固态硬盘中数据持续性的自适应数据刷新方法
本专利技术属于固态硬盘存储
，更具体地，涉及一种保证固态硬盘中数据完整性的自适应数据刷新方法。
技术介绍
基于闪存的固态硬盘存储技术与传统磁盘存储相比具有高吞吐率，低延时以及低功耗的优点，因此已经被广泛应用到各种类型的计算机中。近几年来，为了降低固态硬盘的价格，厂商陆续开发出了拥有高存储密度的闪存技术——Multi-LevelCell(MLC)。MLC技术通过在一个闪存单元中存储2个乃至多个比特信息，达到存储容量成倍增长的目的。然而，引入MLC技术也带来了一个问题，就是数据写入后在闪存中的可靠持续存放时间(retentiontime，RT)较短，换句话说，这些闪存的非易失性较弱。传统固态硬盘的设计完全依赖闪存的非易失性保证数据的持续性，但是在引入只具有弱非易失性的MLC闪存后，这种设计无法继续保证数据的持续性。因此有必要在固态硬盘中引入新的技术以保证数据持续性。已有研究提出周期性数据刷新技术，通过周期性地把数据从闪存中读出并重新写入，达到保证数据持续性的效果。但是这种技术方案存在着以下缺陷：发起刷新的周期需要预先设定，而一旦预设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保证固态硬盘中数据持续性的自适应数据刷新方法，其特征在于，根据闪存页的比特错误数对闪存页进行分类，并设定各类闪存页的继续存放时间，根据一个闪存块中各类闪存页的数量，估算该闪存块的数据可靠持续存放时间的实际值T；根据一个闪存页所属的类，在该闪存页存放时间达到T之后，推迟一段该闪存页对应的继续存放时间后再对该闪存页实施刷新。

【技术特征摘要】
1.一种保证固态硬盘中数据持续性的自适应数据刷新方法，其特征在于，根据闪存页的比特错误数对闪存页进行分类，并设定各类闪存页的继续存放时间，根据一个闪存块中各类闪存页的数量，估算该闪存块的数据可靠持续存放时间的实际值T；根据一个闪存页所属的类，在该闪存页存放时间达到T之后，推迟一段该闪存页对应的继续存放时间后再对该闪存页实施刷新。2.如权利要求1所述的自适应数据刷新方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：当一个闪存块被写入数据后，记录该闪存块中数据的存放时间；步骤2：为该闪存块初始化一个数据可靠持续存储时间的估计值Thypo；步骤3：根据闪存页的比特错误数对闪存页进行分类，并设定各类闪存页的继续存放时间，根据一个闪存块中各类闪存页数量的概率分布函数以及各类闪存页的实际数量，校验并调整Thypo，直至校验结果为T＝Thypo，此时Thypo的取值即为该闪存块的数据可靠持续存放时间的实际值T；步骤4：等待该闪存块中数据的存放时间达到T；步骤5：根据各类闪存页对应的继续存放时间对该闪存块进行刷新；步骤6：数据刷新完成，回收该闪存块。3.如权利要求2所述的自适应数据刷新方法，其特征在于，步骤3包括如下子步骤：步骤3-1：当该闪存块的存放时间达到Thypo/r时，检查该闪存块中各个闪存页的比特错误数，根据各闪存页的比特错误数，对各闪存页进行分类并统计各类闪存页的数量，设定各类闪存页的继续存放时间；r是一个预设的不小于1的常数；步骤3-2：根据各类闪存页数量的概率分布函数以及各类闪存页的实际数量，通过使用统计学的假设检验方法检验Thypo的正确性；如果检验认为Thypo低于T，转入步骤3-3；如果检验不否定Thypo的假设，则设定T＝Thypo，转入步骤3-4；如果检验认为Thypo高于T，则设定T＝Thypo/r，转入步骤3-4；步骤3-3：把Thypo增大至原值的r倍，转入步骤3-1；步骤3-4：估算结束，得到该闪存块数据可靠持续存放时间的实际值T。4.如权利要求3所述的自适应数据刷新方法，其特征在于，步骤3-1中对各闪存页进行分类的方法如下：把各闪存页按照比特错误数从多到少划分为N类，其中第i类页类闪存页有不小于li个比特错误，可以在存放时间达到T后继续存放Ti时间，第j类闪存页有不小于lj个比特错误，可以在存放时间达到T后继续存放Tj时间，而且，当i<j时，li>lj，Ti<Tj，i、j为不大于N的正整数；并且，设第i类闪存页的比特错误数为l，则有：5.如权利要求4所述的自适应数据刷新方法，其特征在于，确定各类闪存页的比特错误数及划分标准的方法如下：设某个闪存页使用纠错码(n,k,d)进行差错校验，其中n，k和d分别是该闪存页的总比特数、有效数据比特数以及可容错比特数；设可靠性要求为UBERreq，即一个闪存页的不可纠正的比特错误率UBER应不高于UBERreq；不可纠正的比特错误率UBER与比特错误率RBER的关系如下：式中，a为该一个闪存页在T时段内的比特错误数；根据上式求出RBER在到达存放时间T时的阈值RBERthr；RBER与数据存放时间t的关系如下：式中，m为常数，T是该闪存页的数据可靠持续存放时间的实际值；对于第i类闪存页，在Ti时间段时段内的不可纠正比特错误率UBERext＜UBERreq，其中，RBERext＝RBER(T+Ti)-RBER(T)，式中，l是该第i类闪存页在Ti时段内的比特错误数，RBER(T+Ti)是该第i类闪存页在T+Ti时段内的比特错误率，RBER(T)是该第i类闪存页在T时段内的比特错误率；调整l的值使得UBERext≤UBERreq，得到第i类闪存页的划分标准li。6.如权利要求5所述的自适应数据刷新方法，其特征在于，步骤5包括如下子步骤：步骤5-1：从目标闪存块中取出一个未检查的闪存页，检查该闪...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹强，张文辉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42