固态硬盘及写操作方法技术

公开了一种固态硬盘及写操作方法，固态硬盘包括：控制器，与主机连接，用于从外部接收写数据，控制器包括第一缓存单元，存储写数据；闪存存储器，与控制器连接，接收第一缓存单元根据控制器的第一指令传送来的写数据；第二缓存单元，与控制器连接，存储来自第一缓存单元内的写数据作为备份数据，并根据控制器的第二指令将备份数据传送给闪存存储器，第二指令是闪存存储器在第一指令下的写数据失败后得到的。该固态硬盘及写操作方法，将主机的写数据传输到闪存存储器之前先存入第一缓存单元中，并备份至第二缓存单元，从而在写操作失败时能继续调用备份数据，通过结合第一缓存单元和第二缓存单元的优点，提高写操作的效率和质量，降低宽带需求。宽带需求。宽带需求。

【技术实现步骤摘要】
固态硬盘及写操作方法


[0001]本专利技术涉及数据存储
，特别涉及一种固态硬盘及写操作方法。

技术介绍

[0002]固态硬盘(SSD，Solid State Drives)是用固态电子存储芯片制作的存储硬盘，主要由控制器，存储介质和缓存单元组成。目前最主流的固态硬盘采用闪存存储器(Flash Memory)作为存储介质来存储数据，而采用控制器内部的SRAM(Static Random Access Memory)或外部的DRAM(Dynamic Random Access Memory)作为缓存。
[0003]闪存的最小写操作单元是页(page)，其大小不同于主机接口命令的数据单元。因此，在执行主机写命令操作时，需要将写数据先暂存在缓存内，在将写数据整合成闪存所需的单元页的大小后再写入闪存中。写数据缓存需要同时支持高速数据写入和读出，其所需数据带宽需求较高。而且，由于闪存的写操作有一定的失败概率，所以为了保证数据不丢失，需将写数据保持在缓存内直至闪存写操作成功。但是闪存的写操作时间非常长，因此需要一个较大容量的缓存。
[0004]目前对于固态硬盘，当采用SRAM作为缓存时，虽然SRAM能提供高数据读写带宽，但由于SRAM成本很高，因此很难提供很大的容量，所以一般地，在完成大数据量的写操作之前需要释放SRAM的部分缓存空间，如果写操作失败，则已被释放的缓存空间内的数据就此丢失；当采用DRAM作为缓存时，虽然能够提供较大的容量，但是由于其读写带宽低，又难以满足要求控制器的高宽带需求，同时提升DRAM的读写带宽的技术较为复杂，采用该技术，将会极大地增加固态硬盘的制造成本。因此，目前固态硬盘的缓存方案均不能高效、高质量地完成写数据操作。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种固态硬盘以及针对固态硬盘的写操作方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种固态硬盘，包括：
[0007]控制器，与主机连接，用于从外部接收写数据，所述控制器包括用于存储所述写数据的第一缓存单元；
[0008]闪存存储器，与所述控制器连接，接收所述第一缓存单元根据所述控制器的第一指令传送来的所述写数据；以及
[0009]第二缓存单元，与所述控制器连接，接收并存储来自所述第一缓存单元内的所述写数据作为备份数据，并根据所述控制器的第二指令将所述备份数据传送给所述闪存存储器，其中，所述第二指令是所述闪存存储器在所述第一指令下的写数据失败的情况下得到的。
[0010]可选地，所述控制器包括：
[0011]中央处理器，连接所述第一缓存单元，控制所述第一缓存单元内的所述写数据的
存储和释放；
[0012]接口单元，与所述中央处理器和所述主机连接，接收所述写数据，实现数据传输；
[0013]闪存控制器，与所述中央处理器和所述闪存存储器连接，控制所述写数据写入所述闪存存储器中；以及
[0014]缓存控制器，与所述中央处理器和所述第二缓存单元连接，根据所述中央处理器的控制实现所述第二缓存单元内的所述写数据的存储和释放。
[0015]可选地，所述第一缓存单元为静态随机存取存储器，所述第二缓存单元为动态随机存取存储器。
[0016]可选地，所述中央处理器用于控制所述第一缓存单元存储所述写数据，并向所述第一缓存单元和所述闪存控制器发送第一指令；以及在所述第一指令下向所述闪存存储器传输所述写数据结束后，释放所述第一缓存单元的缓存空间。
[0017]可选地，所述闪存存储器在所述第一指令下的写数据失败后，所述中央处理器向所述缓存控制器和所述闪存控制器发送第二指令。
[0018]根据本专利技术的另一方面，提供一种用于固态硬盘的写操作方法，所述固态硬盘包括控制器、闪存存储器和第二缓存单元，所述控制器包括第一缓存单元，其中所述控制器执行以下操作：
[0019]从主机接收写数据存储在所述第一缓存单元；
[0020]从所述第一缓存单元中读取所述写数据备份至所述第二缓存单元，并将其传送给所述闪存存储器；以及
[0021]在接收到所述闪存存储器写数据失败的反馈后，重复地执行从所述第二缓存单元中读取所述写数据，并将其传送给所述闪存存储器的步骤，直到接收到所述闪存存储器写数据成功的反馈；
[0022]释放所述第二缓存单元内所述写数据所占用的缓存空间。
[0023]可选地，在从所述第一缓存单元中读取所述写数据备份至所述第二缓存单元，并将其传送给所述闪存存储器的步骤之后还包括：
[0024]在所述写数据的传输完成后，释放所述第一缓存单元内所述写数据所占用的缓存空间。
[0025]可选地，从所述第一缓存单元中读取所述写数据备份至所述第二缓存单元，并将其传送给所述闪存存储器的步骤包括：
[0026]将所述第一缓存单元中的所述写数据备份至所述第二缓存单元中；
[0027]读取所述第一缓存单元内的所述写数据，将其传送给所述闪存存储器。
[0028]可选地，从所述第一缓存单元中读取所述写数据备份至所述第二缓存单元，并将其传送给所述闪存存储器的步骤包括：
[0029]从所述第一缓存单元中读取所述写数据，存储至所述第二缓存单元中，并同时将其传送给所述闪存存储器。
[0030]根据本专利技术的又一方面，还提供一种用于固态硬盘的写操作方法，所述固态硬盘包括控制器、闪存存储器和第二缓存单元，所述控制器包括第一缓存单元，其中所述控制器执行以下操作：
[0031]从主机接收写数据；
[0032]将所述写数据同时存储在所述第一缓存单元和所述第二缓存单元；
[0033]从所述第一缓存单元中读取所述写数据，并将其传送给所述闪存存储器；
[0034]在所述写数据的传输完成后，释放所述第一缓存单元内所述写数据所占用的缓存空间；以及
[0035]在接收到所述闪存存储器写数据失败的反馈后，重复地执行从所述第二缓存单元中读取所述写数据，并将其传送给所述闪存存储器的步骤，直到接收到所述闪存存储器写数据成功的反馈；
[0036]释放所述第二缓存单元内所述写数据所占用的缓存空间。
[0037]可选地，所述闪存存储器写数据失败包括：所述闪存存储器中反馈写失败状态信号。
[0038]可选地，所述闪存存储器写数据失败包括：所述闪存存储器中的所述写数据与所述主机的所述写数据不完全匹配。
[0039]本申请提供的固态硬盘及其写操作方法，在将主机的写数据存储在第一缓存单元中，而在第一缓存单元向闪存存储器传输写数据之前或同时，将写数据由第一缓存单元备份至具有大容量特性的外部第二缓存单元中，从而在第一缓存单元向闪存存储器的写操作失败时可以继续调用第二缓存单元的备份数据，通过结合第一缓存单元和第二缓存单元二者的优点，提高写操作的效率和质量，节省了第一缓存单元的容量，也降低了第二缓存单元的宽带需求。而在第一缓存单元接收到主机的写数据之后，将其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态硬盘，包括：控制器，与主机连接，用于从外部接收写数据，所述控制器包括用于存储所述写数据的第一缓存单元；闪存存储器，与所述控制器连接，接收所述第一缓存单元根据所述控制器的第一指令传送来的所述写数据；以及第二缓存单元，与所述控制器连接，接收并存储来自所述第一缓存单元内的所述写数据作为备份数据，并根据所述控制器的第二指令将所述备份数据传送给所述闪存存储器，其中，所述第二指令是所述闪存存储器在所述第一指令下的写数据失败的情况下得到的。2.根据权利要求1所述的固态硬盘，其中，所述控制器包括：中央处理器，连接所述第一缓存单元，控制所述第一缓存单元内的所述写数据的存储和释放；接口单元，与所述中央处理器和所述主机连接，接收所述写数据，实现数据传输；闪存控制器，与所述中央处理器和所述闪存存储器连接，控制所述写数据写入所述闪存存储器中；以及缓存控制器，与所述中央处理器和所述第二缓存单元连接，根据所述中央处理器的控制实现所述第二缓存单元内的所述写数据的存储和释放。3.根据权利要求1所述的固态硬盘，其中，所述第一缓存单元为静态随机存取存储器，所述第二缓存单元为动态随机存取存储器。4.根据权利要求2所述的固态硬盘，其中，所述中央处理器用于控制所述第一缓存单元存储所述写数据，并向所述第一缓存单元和所述闪存控制器发送第一指令；以及在所述第一指令下向所述闪存存储器传输写数据结束后，释放所述第一缓存单元的缓存空间。5.根据权利要求4所述的固态硬盘，其中，所述闪存存储器在所述第一指令下的写数据失败后，所述中央处理器向所述缓存控制器和所述闪存控制器发送第二指令。6.一种用于固态硬盘的写操作方法，所述固态硬盘包括控制器、闪存存储器和第二缓存单元，所述控制器包括第一缓存单元，其中所述控制器执行以下操作：从主机接收写数据，存储在所述第一缓存单元；从所述第一缓存单元中读取所述写数据备份至所述第二缓存单元，并将其传送给所述闪存存储器；以及在接收到所述闪存存储器写数据失败的反馈后，重复地执行从所述第二缓存单元中读取所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许伟，肖自铧，蒋辉，陈正亮，
申请(专利权)人：联芸科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：