存储系统以及用于存储系统中的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种存储系统以及用于存储系统中的方法。为了将数据写入到例如闪存的存储装置中或从所述存储装置读出数据，随机存取存储器(RAM)常常用于管理映射表。为了防止所述映射表因任何原因(例如，电源故障)被损坏，磁性随机存取存储器(MRAM)用于将所述映射表保留在磁域中，而所述RAM仅用于更新所述映射表的内容。这样，不仅RAM的容量明显地降低，而且当数据被写入到所述存储装置中或从所述存储装置读出时，所述映射表在磁性随机存取存储器(MRAM)中被安全地维护并且可供RAM使用。

【技术实现步骤摘要】
存储系统以及用于存储系统中的方法
本专利技术大体上涉及用于存储的数据管理的领域，更确切地说，涉及数据管理的控制器和存储装置，尤其是闪存。
技术介绍
信息化时代每时每刻都在创建各种电子数据，因此数据存储需求极速增长。目前已经开发了各种技术和装置来存储数据。数据存储器常常包含硬件组件和存储数据的存储介质。存储介质的实例包含穿孔卡片、硬盘、软盘、磁带、光盘及半导体。在基于半导体的存储介质当中，闪存是一种类型的非易失性存储器，其可以电气方式被擦除和重新编程并且用于许多应用程序中。闪存的一个普遍应用是固态驱动器(SSD，俗称固态硬盘)，其可以极小的尺寸容纳庞大数量的数据，从而为许多工业级乃至消费级用户提供各种新的应用。然而，随机存取存储器(RAM)常常用于SSD装置中的控制器中。它们用于管理映射表来维护数据从本地地址转换到闪存中的物理地址的关系。尽管RAM和闪存两者均属于固态存储器，并由固态芯片制成，但它们的制造方式、性能规范及相对成本使得它们在电子系统中具有完全不同的作用。从其本质上讲，闪存及RAM两者都比诸如硬盘和磁带的存储方案快，但RAM却比闪存快得多，但其也贵得多。常用的RAM有两种：动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM)。除了是最快的选择之外，SRAM还比DRAM昂贵得多。在许多应用中，SRAM主要用作高速缓存内存(例如，在CPU中)，而DRAM主要用作主要操作存储器(例如，运行OS和应用程序)。图1显示了包含SSD控制器102、RAM缓冲器104、闪存阵列106及主机接口108的固态装置(SSD)100的示范性架构。SSD控制器102管理存储在闪存阵列106上的数据并且与主机装置通信。当主机系统或装置需要从SSD100读取数据或将数据写入到所述SSD中时，其与SSD控制器102通信。通过主机接口108(例如，eSATA、USB、eMMC、CF卡、SD/microSD卡及PCIe)，来自主机装置(图中未示)的数据在SSD控制器102中被耦合、处理，且存储在存储介质106中，即存储在闪存中。为了记录所述数据如何在闪存阵列106上分布，映射表会由SSD控制器102维护，其中映射表记录数据或数据位在闪存阵列106中的存储位置。为了满足速度要求，提供RAM(常常为DRAM)104以管理映射表，所述映射表可立即用于高速缓存被写入到闪存阵列106中或从所述闪存阵列读出的数据，因此RAM104也称为RAM缓冲器。当数据穿过SSD控制器102时，映射表在RAM缓冲器104中被更新。如果SSD100或控制器102的电源被中断，那么映射表将被损坏，从而导致闪存阵列106中的数据丢失。因此，迫切需要在数据穿过SSD或其中的控制器时防止数据丢失的解决方案。
技术实现思路
本部分目的在于概述本专利技术的一些方面且简单介绍一些优选实施例。可在此部分以及摘要中进行简化或省略以避免混淆本部分和摘要的目的。此简化或省略并不意欲限制本专利技术的范围。本专利技术普遍适用于存储装置的数据管理。根据本专利技术的一个方面，描述了一种持续地管理映射表的方法及设备。为了将数据写入到例如闪存的存储装置中或从例如闪存的存储装置读出数据，随机存取存储器(RAM)常常用于管理所述映射表。为了防止映射表因任何原因(例如，电源故障)损坏，磁阻随机存取存储器或磁性随机存取存储器(即MRAM)用于将映射表保留在磁域中，而RAM仅用于更新所述映射表的内容。这样，不仅RAM的容量明显地降低，而且当数据被写入到所述存储装置中或从所述存储装置读出时，所述映射表在MRAM中被安全地保管着并且可供RAM使用。根据本专利技术的另一方面，RAM和MRAM通过数据总线耦合。仅映射表的个别部分在RAM中更新。在将数据位写入到所述闪存中时，创建或更新RAM中相对应的映射表信息，并将其移动到MRAM，从而留下一部分空间使RAM继续创建或更新所述映射表的其他部分。MRAM中所述映射表的更新内容是连续的。如果在RAM中的所述映射表的所述部分损坏，那么刚刚移动到MRAM的部分可传回到RAM以允许RAM继续执行写入过程。根据本专利技术的又一方面，映射表的相应部分和各种数据(例如，备用数据)在RAM中更新。当从所述闪存读出数据位时，所述映射表首先加载到MRAM中。MRAM中的映射表的一部分被复制到RAM，在RAM中更新所述映射表的相应部分内容。当读出数据位时，所述大部分的映射表内容从MRAM复制到RAM，同时丢弃映射表中早期的部分。所述映射表的相应部分在RAM中被引用或更新。根据本专利技术的另一方面，RAM中的映射表的相应部分的大小是预定义的(例如，1K或4K)。通常，如果RAM中的映射表的相应部分较小，则RAM的容量变小，但是这样可能增加将所述映射表的所述部分从MRAM移至RAM的频率，反之亦然。根据本专利技术的又一方面，RAM和MRAM的相应功能相对于本文中所描述的其它方面被调换。MRAM被提供以更新映射表，且RAM用作高速缓冲存储器并且耦合到所述闪存以用于正在进行的写入或读取过程完成时及时更新映射表。在电源故障的情况下，当正在写入数据到所述闪存中或从所述闪存读取数据时，RAM中缓存的数据将被损坏，但一些备份在MRAM中的内容中的可被复制到RAM以继续写入或读取过程。本专利技术可实施为一种设备、方法及系统的一部分。不同实施方案可产生不同益处、目标和优点。在一个实施例中，本专利技术是一种存储系统，其包括：磁性随机存取存储器，其被提供以维护至少一个映射表以跟踪文件的数据位存储在闪存中的位置；及，随机存取存储器，其通过数据总线耦合到所述磁性随机存取存储器，被提供以更新所述至少一个映射表中的一些或全部内容，其中所述随机存取存储器维护所述至少一个映射表的一部分，当数据位被写入到所述闪存中或从所述闪存中读出时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的所述部分被主动地更新，其中当所述存储系统出现电源故障时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的所述部分被损坏或丢失，并且所述磁性随机存取存储器中的所述至少一个映射表被安全得存储着。在另一实施例中，本专利技术是一种用于存储系统中的方法，所述方法包括：在磁性随机存取存储器中维护至少一个映射表以跟踪文件的数据位存储在闪存中的位置；及，更新随机存取存储器中的所述至少一个映射表中的一些或全部内容，其中所述磁性随机存取存储器和所述随机存取存储器通过数据总线耦合，所述随机存取存储器维护所述至少一个映射表的一部分内容，当数据位被写入到所述闪存中或从所述闪存读出时，所述至少一个映射表的所述部分在所述随机存取存储器中被主动地更新，其中当所述存储系统出现电源故障时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的所述部分被损坏或丢失，并且所述磁性随机存取存储器中的所述至少一个映射表被维护。本专利技术的优点、益处和优势之一是提供一种替代的存储器，其适时高速缓存包含映射表的重要数据，其中替代的存储器不易于受到电源中断影响，并可以在电源恢复后将数据传回到工作存储器以继续进行中的过程。除了在以下描述中通过本专利技术的实践达成且产生附图中示出的实施例的以上目标，存在许多其它目标。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储系统，其特征在于，其包括：/n磁性随机存取存储器(MRAM)，其被提供以维护至少一个映射表以管理数据的本地地址与所述闪存中物理地址的关系；及/n随机存取存储器(RAM)，其通过数据总线耦合到所述磁性随机存取存储器(MRAM)，被提供以更新所述至少一个映射表中的一些或全部信息，其中所述随机存取存储器维护所述至少一个映射表的一部分信息，当数据被写入到所述闪存中或从所述闪存中读出时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的相关部分被主动地更新，其中当所述存储系统出现电源故障时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的部分信息被损坏或丢失，而所述磁性随机存取存储器中的所述至少一个映射表仍被安全存储着。/n

【技术特征摘要】
20200430 US 16/864，0701.一种存储系统，其特征在于，其包括：
磁性随机存取存储器(MRAM)，其被提供以维护至少一个映射表以管理数据的本地地址与所述闪存中物理地址的关系；及
随机存取存储器(RAM)，其通过数据总线耦合到所述磁性随机存取存储器(MRAM)，被提供以更新所述至少一个映射表中的一些或全部信息，其中所述随机存取存储器维护所述至少一个映射表的一部分信息，当数据被写入到所述闪存中或从所述闪存中读出时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的相关部分被主动地更新，其中当所述存储系统出现电源故障时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的部分信息被损坏或丢失，而所述磁性随机存取存储器中的所述至少一个映射表仍被安全存储着。


2.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述至少一个映射表以管理数据本地地址与所述闪存中物理地址之间的关系。


3.根据权利要求2所述的存储系统，其特征在于，每当所述随机存取存储器从电源断开时，在所述随机存取存储器中存储的任何内容均会损坏或丢失，同时在所述磁性随机存取存储器中缓存的所有映射表中都会被保留。


4.根据权利要求3所述的存储系统，其特征在于，当所述数据被写入到所述闪存中时，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的对应部分映射关系会被更新，所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的对应部分的映射表被移动到所述磁性随机存取存储器。


5.根据权利要求4所述的存储系统，其特征在于，其进一步包括：
处理器，其耦合到所述随机存取存储器和所述磁性随机存取存储器，被提供以控制所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的相应部分的操作，并且当所述随机存取存储器将所述至少一个映射表的所述部分满足预定义长度时，已更新的所述所述至少一个映射表的相应部分被传递到所述磁性随机存取存储器。


6.根据权利要求5所述的存储系统，其特征在于，所述处理器使所述磁性随机存取存储器在所述随机存取存储器从电源断开且接着重新连接到所述电源之后将从所述随机存取存储器接收的所述至少一个映射表的最新部分传回到所述随机存取存储器。


7.根据权利要求3所述的存储系统，其特征在于，当所述数据位从所述闪存被读出时，所述随机存取存储器中至少一个映射表的与所述数据不相关的部分将被丢弃，同时所述至少一个映射表的对应的另一部分从所述磁性随机存取存储器移动到所述随机存取存储器。


8.根据权利要求7所述的存储系统，其特征在于，其进一步包括：
处理器，其耦合到所述随机存取存储器和所述磁性随机存取存储器，被提供以维护所述随机存取存储器中的所述至少一个映射表的所述部分来跟踪文件数据存储在闪存中的物理位置，并且使所述磁性随机存取存储器周期性地将所述至少一个映射表的所述对应的部分移动到所述随机存取存储器。


9.根据权利要求8所述的存储系统，其特征在于，所述处理器使所述磁性随机存取存储器在所述随机存取存储器从电源断开且接着重新连接到所述电源之后将所述磁性随机存取存储器中的所述至少一个映射表的最新部分再次传回到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆建军，刘海銮，楚传仁，
申请(专利权)人：杭州华澜微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33