一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案制造技术

本发明专利技术公开了一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案，包括两个MRAM芯片、一个DDR芯片、NAND芯片阵列和控制器，两个MRAM芯片与DDR芯片共用数据总线，组成数据混合缓存器，所述MRAM芯片存储空间划分为获取缓存空间和修订缓存空间。本发明专利技术采用数据非易失的MRAM作为缓存器，MRAM具有存储速度快，无需擦除可直接读写，使用寿命接近无限等特点，可以大幅度的提高固态硬盘的使用寿命，可以大幅度提高固态硬盘的随机写性能。硬盘的随机写性能。硬盘的随机写性能。

【技术实现步骤摘要】
一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案


[0001]本专利技术涉及固态存储
，尤其涉及一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案。

技术介绍

[0002]固态硬盘是指，采用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。
[0003]固态硬盘一般都采用NAND FLASH芯片作为存储介质，为了尽可能的增加固态硬盘的存储容量，当前市面上的固态硬盘常采用TLC类型的NAND FLASH作为存储介质，但是TLC NAND FLASH的使用寿命非常有限，最大可擦写次数约500次，它极大的影响了固态硬盘的使用寿命
[0004]目前市面上的固态硬盘常采用小容量的SLC NAND+大容量的TLC NAND方案，增加固态硬盘的使用寿命，当固态硬盘获取到外部数据后，先缓存到SLC NAND内，当快达到SLC NAND最大存储容量时；再把SLC NAND内存储的所有数据全部转移到TLC NAND内，以此减少TLC NAND的擦写次数，实现增加固态硬盘的使用寿命；但是SLC NAND的最大可擦写次数也只有约10万次，采用SLC NAND作为缓存也只能稍微提高固态硬盘的使用寿命，而不能大幅度的提高。

技术实现思路

[0005]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案。
[0006]本专利技术提出的一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案，包括两个MRAM芯片、一个DDR芯片、NAND芯片阵列和控制器，两个MRAM芯片与DDR芯片共用数据总线，组成数据混合缓存器，所述MRAM芯片存储空间划分为获取缓存空间和修订缓存空间，其存储方案如下：
[0007]S1当控制器获取的外部数据量非常大时，控制器直接把数据存入TLC NAND芯片内；
[0008]S2当数据量非常小时，控制器把数据先存入MRAM内所述获取缓存空间内，在所述获取缓存空间即将达到128M Byte时，再一次性转存入TLC NAND芯片内，以此减少TLC NAND的擦写次数；
[0009]S3当控制器需要修订存储在TLC NAND内某些随机数据时，即随机写操作，控制器先把数据读取到所述修订缓存空间内，在MRAM内实现修订并保存在所述修订缓存空间，而不立刻回存入TLC NAND内；
[0010]S4当执行多次随机写操作后，所述修订缓存空间存储的随机数据量，即将达到128M Byte时，再把所有数据转存到TLC NAND内，以此减少TLC NAND的擦写次数。
[0011]优选的，所述MRAM芯片为EVERSPIN公司的MRAM芯片，型号为EMD4E001G16G2
‑
150CAS2。
[0012]优选的，所述混合缓存器由数据易失性的DDR和非易失性的MRAM组成，其中DDR芯片存储空间，由固态硬盘性能指标而定，MRAM芯片存储空间为256M Byte。
[0013]优选的，所述MRAM芯片存储空间存储容量为128M Byte。
[0014]优选的，所述MRAM芯片不需要擦除操作，可直接修改数据的任何一个位。
[0015]本专利技术中，所述一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案，由DDR芯片和MRAM芯片组成混合缓存器，并共用数据总线，不会影响控制器芯片的硬件设计；
[0016]采用MRAM作为外部小数据的缓存器，可减少TLC NAND的擦写次数，大幅提高固态硬盘的使用寿命；
[0017]采用MRAM作为硬盘随机修订数据的缓存器，可减少TLC NAND的擦写次数，大幅提高固态硬盘的使用寿命；
[0018]采用MRAM作为硬盘随机修订数据的缓存器，可大幅提高随机写的速率；
[0019]本专利技术采用数据非易失的MRAM作为缓存器，MRAM具有存储速度快，无需擦除可直接读写，使用寿命接近无限等特点，可以大幅度的提高固态硬盘的使用寿命，可以大幅度提高固态硬盘的随机写性能。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提出的一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案的示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]参照图1，一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案，包括两个MRAM芯片、一个DDR芯片、NAND芯片阵列和控制器，两个MRAM芯片与DDR芯片共用数据总线，组成数据混合缓存器，所述MRAM芯片存储空间划分为获取缓存空间和修订缓存空间，其存储方案如下：
[0023]S1当控制器获取的外部数据量非常大时，控制器直接把数据存入TLC NAND芯片内；
[0024]S2当数据量非常小时，控制器把数据先存入MRAM内所述获取缓存空间内，在所述获取缓存空间即将达到128M Byte时，再一次性转存入TLC NAND芯片内，以此减少TLC NAND的擦写次数；
[0025]S3当控制器需要修订存储在TLC NAND内某些随机数据时，即随机写操作，控制器先把数据读取到所述修订缓存空间内，在MRAM内实现修订并保存在所述修订缓存空间，而不立刻回存入TLC NAND内；
[0026]S4当执行多次随机写操作后，所述修订缓存空间存储的随机数据量，即将达到128M Byte时，再把所有数据转存到TLC NAND内，以此减少TLC NAND的擦写次数。
[0027]本专利技术中，所述MRAM芯片为EVERSPIN公司的MRAM芯片，型号为EMD4E001G16G2
‑
150CAS2。
[0028]本专利技术中，所述混合缓存器由数据易失性的DDR和非易失性的MRAM组成，其中DDR芯片存储空间，由固态硬盘性能指标而定，MRAM芯片存储空间为256M Byte。
[0029]本专利技术中，所述MRAM芯片存储空间存储容量为128M Byte。
[0030]本专利技术中，所述MRAM芯片不需要擦除操作，可直接修改数据的任何一个位。
[0031]本专利技术：当控制器获取的外部数据量非常大时，控制器直接把数据存入TLC NAND芯片内；当数据量非常小时，控制器把数据先存入MRAM内所述获取缓存空间内，在所述获取缓存空间即将达到128MByte时，再一次性转存入TLC NAND芯片内，以此减少TLC NAND的擦写次数；当控制器需要修订存储在TLC NAND内某些随机数据时，即随机写操作，控制器先把数据读取到所述修订缓存空间内，在MRAM内实现修订并保存在所述修订缓存空间，而不立刻回存入TLC NAND内；当执行多次随机写操作后，所述修订缓存空间存储的随机数据量，即将达到128M Byte时，再把所有数据转存到TLC NAND内，以此减少TLC NAND的擦写次数。
[0032]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大幅度增加固态硬盘使用寿命的存储方案，其特征在于，包括两个MRAM芯片、一个DDR芯片、NAND芯片阵列和控制器，两个MRAM芯片与DDR芯片共用数据总线，组成数据混合缓存器，所述MRAM芯片存储空间划分为获取缓存空间和修订缓存空间，其存储方案如下：S1当控制器获取的外部数据量非常大时，控制器直接把数据存入TLC NAND芯片内；S2当数据量非常小时，控制器把数据先存入MRAM内所述获取缓存空间内，在所述获取缓存空间即将达到128M Byte时，再一次性转存入TLC NAND芯片内，以此减少TLC NAND的擦写次数；S3当控制器需要修订存储在TLC NAND内某些随机数据时，即随机写操作，控制器先把数据读取到所述修订缓存空间内，在MRAM内实现修订并保存在所述修订缓存空间，而不立刻回存入TLC NAND内；S4当执行多次随机写操作后，所述修订缓存空间存储的随机数据量，即将达到128M ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨炳生，
申请(专利权)人：新拓尼克科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：