一种提升SSD工作温度范围的方法及系统技术方案

本申请公开了一种提升SSD工作温度范围的方法及系统，首先获取待写入的数据和SSD的工作环境温度，然后将SSD的工作环境温度与预设温度范围比较，根据比较结果，将待写入的数据写入SSD的NAND FLASH中，读取NAND FLASH中的存储的数据，最后对数据进行数据纠错操作，并且选择合适的数据复读策略对纠错未成功的数据进行数据复读操作，减少数据纠错的次数。本申请实施例中的方法及系统，可以较精确预估温度对NAND FLASH存储单元的阈值电压的影响，从而选择最合适的数据复读操作纠错方案，快速完成数据纠错，减少用户对性能感知的影响，使NAND FLASH可以工作在更大范围的工作温度，从而提升SSD的整体工作温度。

【技术实现步骤摘要】
一种提升SSD工作温度范围的方法及系统
本申请涉及半导体
，尤其涉及一种提升SSD工作温度范围的方法及系统。
技术介绍
SSD(SolidStateDisk，固态硬盘)是用固态电子存储芯片为存储介质的硬盘，由控制器单元和存储单元组成。存储单元中NANDFLASH为使用最为广泛的存储介质。通常SSD控制器芯片工作温度可以达到-40度～85度或甚至更高的工作温度范围；而NANDFLASH芯片由于工艺制程不断演进和更新，目前最新的3D制程NANDFLASH工作温度范围只有0～70度。而组成SSD的其他无源器件(如：电阻、电容、晶体等)和有源器件(电源芯片、传感器芯片)基本都可以满足-40度～85度及以上温度范围，所以NANDFLASH的工作温度范围已成为SSD适应更宽温度场景的瓶颈，比如：在工业级应用场景和在军民融合应用场景中。NANDFLASH的工作温度对NANDFLASH的存储数据的性能影响较大，因为，在低温条件下，本征半导体由于电子获取外部热能太少，较难摆脱原子核束缚，本征载流子非常少，半导体主要依靠掺杂的杂质电离提供载流子，半导体通流能力差；高温条件，由于半导体杂质受温度影响，杂质基本全部电离，杂质载流子显著增加。而本征半导体受温度影响，电子获取外部温度能量，随温度增加快速脱离原子核束缚，形成载流子；高温条件下半导体通流能力显著增加；所以，半导体材质的温度特质为：随温度增加电阻越小，通过电流能力越强；NANDFLASH存储数据原理是依靠的浮栅场效应管结构在浮栅中充入一定电荷后，外部栅极未接入电压也能依靠浮栅电荷与源极形成电压差，使漏极呈现不同电平，以不同电平来实现数据存储。因浮栅充电电荷数量完全由源极流向漏极的电流和充电时间决定的，而温度又影响了半导体材质的通流能力，所以温度将影响NANDFLASH浮栅的充电电荷数，呈现充电温度越低，浮栅充电电荷数越少，在数据读取时栅极与源极电压越低，漏极导通电阻偏大，漏极电压越高；充电温度越高，浮栅充电电荷数越多，在数据读取时栅极与源极电压越高，漏极导通电阻偏小，漏极电压越低；并且在相同的浮栅电荷数，漏极与源极之间的电压也会随温度而变化，工作温度越低，漏极和源极之间电流越少，电阻越大，漏极电压越高；工作温度越高，漏极和源极之间电流越大，电阻越小，漏极电压越低；所以，在NANDFLASH数据写入和数据读取时温度都将影响Cell漏极电压，Cell的漏极电压与常温条件相比发生偏移，在高温下漏极电压偏低，在低温下漏极电压偏高。目前，为生产满足-40度～85度工作温度的工业等级SSD，行业通常做法主要包括两种：一种是使用老制程的2DNANDFLASH，并且NANDFLASH规格支持-40～85度工作温度，这种方法主要用于工业温度等级的盘片生产；另一种是使用普通消费级0～70度工作温度的颗粒，SSD生产测试使用高低温环境试验进行筛选，运行业务读写，筛选满足温度要求的颗粒和盘片。然而，多家NANDFLASH芯片厂家(如：美光、Intel、东芝等)已逐渐停止2D制程NANDFLASH的生产，并且，虽然普通2D制程NANDFLASH可以筛选出部分满足-40～85度的工作温度的芯片，但生产筛选测试时间有限，测试只能证明颗粒短期测试能够满足，在长期使用中，根据前述结论，在NANDFLASH数据写入和数据读取时温度都将影响Cell漏极电压，漏极电压偏移则将影响到NANDFLASH存储数据，导致大量数据需要SSD主控启用LDPC纠错和ReadRetry(数据复读)进行ECC纠错，而大量的ReadRetry则将影响到SSD读数据性能，甚至出现长时间的数据IO归零，影响客户体验；为了避免长时间IO归零，导致主机将SSD屏蔽，通常ReadRetry会设置读重试次数，若重试次数超出仍然未完成ECC纠错则将出现ECC纠错fail，导致数据丢失。可见，目前使用的SSD，由于NANDFLASH的数据读写受SSD工作温度的影响很大，极容易造成数据丢失的现象，使SSD的工作稳定性降低。
技术实现思路
本申请提供了一种提升SSD工作温度范围的方法及系统，以解决目前SSD中NANDFLASH数据读写受温度影响大，使SSD只能在固定的工作温度下工作，进而使SSD的工作稳定性降低的问题。一方面，本申请提供了一种提升SSD工作温度范围的方法，包括：获取待写入的数据和SSD的工作环境温度；将所述待写入的数据写入SSD的NANDFLASH中；读取所述NANDFLASH中的存储的数据；对所述数据进行数据纠错操作，以及，选择合适的数据复读策略对所述数据进行数据复读操作，减少所述数据纠错的次数。可选的，所述将所述待写入的数据写入SSD的NANDFLASH中的步骤包括：将所述SSD的工作环境温度与预设温度范围比较，如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围内，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的普通数据缓存区域，再将所述普通数据缓存区域中的数据写入所述NANDFLASH中；如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围之外，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的立即写入数据缓存区域，再将所述立即写入数据缓存区域中的数据写入所述NANDFLASH中。可选的，所述如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围之外，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的立即写入数据缓存区域，再将所述立即写入数据缓存区域中的数据写入所述NANDFLASH中的步骤之后，还包括：在所述NANDFLASH存储所述数据的Block中写入所述数据对应的温度标识信息，所述温度标识信息为所述数据写入所述Block时，所述Block的温度值。可选的，所述在所述NANDFLASH存储所述数据的Block中写入所述数据对应的温度标识信息之后，还包括：对所述数据进行校验；如果所述数据的校验通过，则将存储所述数据的所述立即写入数据缓存区域的子区域清空，继续存入待写入的数据；如果所述数据的校验未通过，则将所述数据写入新的Block中；对所述新的Block中的数据重复执行校验的步骤，直至所述数据通过所述校验为止。可选的，所述对所述数据进行校验的步骤包括：判断所述数据是否通过数据校验；如果所述数据通过数据校验，则判断所述数据是否超过bit错误阈值；如果所述数据未超过所述bit错误阈值，则所述数据的校验通过；如果所述数据超过所述bit错误阈值，则所述数据的校验未通过；如果所述数据未通过数据校验，则所述数据的校验未通过。可选的，所述如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围之外，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的立即写入数据缓存区域，再将所述立即写入数据缓存区域中的数据写入所述NANDFLASH的步骤中，在所述先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的立即写入数据缓存区域之后：如果所述待写入的数据超出所述立即写入数据缓存区域的存储空间，则将所述数据超出所述立即写入数据缓存区域存储空间的部分存入所述普通数据缓存区域中，当所述立即写入数据缓存区域的子区域的数据清除后，再将超出立即写入数据缓存区域存储空间的数据移动到已清除数据的所述子区域中。可选的，所述对所述数据进行数据纠错操作，以及，选择合适的数据复读策略对所述数据进行数据复读操作，减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升SSD工作温度范围的方法，其特征在于，包括：获取待写入的数据和SSD的工作环境温度；将所述待写入的数据写入SSD的NAND FLASH中；读取所述NAND FLASH中的存储的数据；对所述数据进行数据纠错操作，以及，选择合适的数据复读策略对所述数据进行数据复读操作，减少所述数据纠错的次数。

【技术特征摘要】
1.一种提升SSD工作温度范围的方法，其特征在于，包括：获取待写入的数据和SSD的工作环境温度；将所述待写入的数据写入SSD的NANDFLASH中；读取所述NANDFLASH中的存储的数据；对所述数据进行数据纠错操作，以及，选择合适的数据复读策略对所述数据进行数据复读操作，减少所述数据纠错的次数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待写入的数据写入SSD的NANDFLASH中的步骤包括：将所述SSD的工作环境温度与预设温度范围比较，如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围内，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的普通数据缓存区域，再将所述普通数据缓存区域中的数据写入所述NANDFLASH中；如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围之外，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的立即写入数据缓存区域，再将所述立即写入数据缓存区域中的数据写入所述NANDFLASH中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围之外，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的立即写入数据缓存区域，再将所述立即写入数据缓存区域中的数据写入所述NANDFLASH中的步骤之后，还包括：在所述NANDFLASH存储所述数据的Block中写入所述数据对应的温度标识信息，所述温度标识信息为所述数据写入所述Block时，所述Block的温度值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述NANDFLASH存储所述数据的Block中写入所述数据对应的温度标识信息之后，还包括：对所述数据进行校验；如果所述数据的校验通过，则将存储所述数据的所述立即写入数据缓存区域的子区域清空，继续存入待写入的数据；如果所述数据的校验未通过，则将所述数据写入新的Block中；对所述新的Block中的数据重复执行校验的步骤，直至所述数据通过所述校验为止。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述数据进行校验的步骤包括：判断所述数据是否通过数据校验；如果所述数据通过数据校验，则判断所述数据是否超过bit错误阈值；如果所述数据未超过所述bit错误阈值，则所述数据的校验通过；如果所述数据超过所述bit错误阈值，则所述数据的校验未通过；如果所述数据未通过数据校验，则所述数据的校验未通过。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述如果所述SSD的工作环境温度在所述预设温度范围之外，则先将所述待写入的数据写入SSD高速缓存中的立即写入数据缓存区域，再将所述立即写入数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：易小洪，彭鹏，姜黎，
申请(专利权)人：湖南国科微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43