具有数据质量度量和可选数据恢复方案的存储设备制造技术

公开了一种存储设备。存储设备可以包括用于数据的存储器。控制器可以管理将数据写入存储器并从存储器读取数据。数据质量度量表可以将第一数量的错误映射到第一数据质量度量，并将第二数量的错误映射到第二数据质量度量。发送器可以将数据质量度量表返回给主机。送器可以将数据质量度量表返回给主机。送器可以将数据质量度量表返回给主机。

【技术实现步骤摘要】
具有数据质量度量和可选数据恢复方案的存储设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年12月23日提交的美国临时专利申请序列号63/130,399的利益，出于所有目的通过引用将其合并于此。


[0003]本专利技术概念通常涉及存储设备，并且更具体地，涉及改进纠错处理。

技术介绍

[0004]主机可以向存储设备写入数据并从存储设备读取数据。有时，在处理主机读取请求时，存储设备可能检测到错误。纠错码提供了一种机制，通过这种机制可以校正这些错误。但是应用纠错可能需要额外的时间：存储设备最终可能需要比主机可接受的更多时间来响应读取请求。此外，纠错技术消耗电力，增加了存储设备的运行费用。
[0005]仍然需要改进存储设备的性能，以减少执行纠错所需的时间并减少存储设备所使用的功率。
附图说明
[0006]图1示出了根据本专利技术构思的实施例的包括支持数据质量度量的存储设备的系统。
[0007]图2示出了根据本专利技术构思的实施例的图1的机制的详情。
[0008]图3示出了根据本专利技术构思的实施例的当被实现为固态驱动器(SSD)时图1的存储设备的详情。
[0009]图4示出了根据本专利技术构思的实施例的将误码率与违反校验方程(violated check equation)的数量相关联的图的示例。
[0010]图5示出了根据本专利技术构思的实施例的支持在图1的存储设备中使用数据质量度量的图3的读取恢复级别(RRL)表的示例。
[0011]图6示出了根据本专利技术构思的实施例的图1的存储设备中的图3的数据质量度量表的示例。
[0012]图7示出了根据本专利技术构思的实施例的在图1的主机和图1的存储设备之间交换的消息。
[0013]图8A
‑
图8C示出了根据本专利技术构思的实施例的用于图1的存储设备读取数据和应用纠错的示例过程的流程图。
[0014]图9示出了根据本专利技术构思的实施例的用于图1的存储设备接收读取请求的目标数据质量度量或目标延迟的示例过程的流程图。
[0015]图10示出了根据本专利技术构思的实施例的用于图1的存储设备确定违反校验方程的数量的示例过程。
具体实施方式
[0016]现在将详细参考本专利技术构思的实施例，其示例在附图中示出。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便能够彻底理解本专利技术的构思。然而，应当理解，本领域普通技术人员可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术构思。在其他实例中，未详细描述众所周知的方法、过程、组件、电路和网络，以避免不必要地模糊实施例的方面。
[0017]应当理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离本专利技术构思的范围的情况下，第一模块可以被称为第二模块，并且类似地，第二模块可以被称为第一模块。
[0018]本文中用于描述本专利技术构思的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本专利技术构思。如在本专利技术构思和所附权利要求的描述中所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。还应理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包括一个或多个相关列出项目的任何和所有可能组合。应进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，规定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。附图的组件和特征不一定按比例绘制。
[0019]从存储设备(诸如固态驱动器(SSD))内的与非(NAND)闪存芯片恢复数据可以通过纠错编码(ECC)完成。基于ECC解码结果，SSD仅报告正确或失败以校正检测到错误的块中的数据。
[0020]有些应用可以容忍数据错误达到预定速率。此外，诸如非易失性存储器Express(NVMe)的协议可以支持读取恢复级别，这允许将存储设备配置为当尝试从有错误的块恢复数据时(或当返回错误时)尝试的不同程度的努力。利用该数据质量特征，可以基于协议读取恢复级别需求来预先计算从有错误的块恢复数据的估计时间，而无需尝试使用可能具有长延迟和/或需要额外功率来执行的恢复方案。
[0021]非易失性存储器(NVM)可以支持可配置的读取恢复级别(RRL)属性，这平衡读取命令的完成时间与应用于这些读取命令的错误恢复量(当发生错误时)。RRL属性可以被应用于与RRL属性相关联的NVM集。与NVM集关联的命名空间可以继承该NVM集的RRL。如果不支持NVM集，则NVM子系统中的所有命名空间可以使用相同的RRL。表1显示了示例RRL表(“O”代表“可选择”，“M”代表“强制性”)。
[0022]表1
[0023][0024]存储设备可以包括数据质量特征实现。在没有数据质量度量的存储设备中，当尝试读取数据时，存储设备可能需要执行强力方法或简化强力方法，以基于错误恢复增强顺序尝试所有错误恢复方案。强力方法可以按顺序尝试错误恢复方案——例如，从最快到最慢——直到某个方案导致成功的错误恢复或所有错误恢复方案都已尝试为止。简化强力方法可以按顺序尝试错误恢复方案——例如，从最快到最慢——直到某个方案导致成功的错误恢复或者尝试读取和恢复数据所花费的时间超过可用时间(即，主机期望从存储设备获得的延迟)为止。以这种方式尝试所有错误恢复方案可能需要较长的延迟和额外的功耗，尤其是对于较差的数据质量。
[0025]相反，在具有数据质量度量的存储设备中，在管理命令阶段中的命名空间创建期间，可以构建RRL表。主机可以使用协议特征命令来设置每个命名空间的RRL。出于服务质量(QoS)控制目的，主机可以发出verify()或get_LBA_status()命令，作为对其的响应，存储设备数据质量度量估计器可以向主机快速返回数据质量度量级别，而无需应用实际的数据恢复过程(可能有很长的延迟和/或需要额外的功耗才能执行)。在正常的read()期间命令阶段，第一数据质量度量估计器模块可以计算数据质量度量。基于数据质量度量和RRL属性，错误恢复模式选择器可以选择要使用的错误恢复方案。因为RRL属性和数据质量度量可
以识别要使用的单个错误恢复方案，所以存储设备可以避免在强力方法或简化强力方法中尝试多个错误恢复方案，以尝试找到可能成功的错误恢复方案。例如，对于具有最差数据质量的数据，存储设备可能知道错误恢复不太可能成功或可能超过RRL属性。在这种情况下，存储设备可以将数据直接返回到主机并绕过错误恢复。
[0026]数据质量估计算法
[0027]对于每个ECC，可以存在与之关联的奇偶校验矩阵H。对于(N,K)的代码，N为代码长度，K为数据长度，H可以是具有N
‑
K个独立行和N列的矩阵，如下所示：
[0028][0029]长度N的ECC码字C＝(c1,c2,c3,
…
c
N
)应满足奇偶校验矩阵H中的线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储设备，包括：存储器，用于数据；控制器，用于管理将数据写入存储器和从存储器读取数据；数据质量度量表，用于将第一数量的错误映射到第一数据质量度量，并将第二数量的错误映射到第二数据质量度量；以及发送器，用于向主机返回数据质量度量表。2.根据权利要求1所述的存储设备，其中：控制器被配置为从主机接收读取请求以从存储器读取第一数据；以及存储设备还包括数据质量度量估计器，用于估计第一数据中的第一数量的错误。3.根据权利要求2所述的存储设备，还包括：第一纠错码(ECC)模块；第二ECC模块；以及错误恢复模式选择器，用于至少部分地基于第一数量的错误和数据质量度量表来选择第一ECC模块。4.根据权利要求3所述的存储设备，其中：控制器可操作来从主机接收用于读取请求的目标数据质量度量；以及错误恢复模式选择器被配置为至少部分地基于第一数量的错误、数据质量度量表和目标数据质量度量来选择第一ECC模块。5.根据权利要求3所述的存储设备，其中：存储设备还包括读取恢复级别(RRL)表，将命名空间映射到RRL和目标数据质量度量；以及控制器被配置为从RRL表访问目标数据质量度量。6.根据权利要求3所述的存储设备，其中：数据质量度量表被配置为将第一数量的错误映射到第一读取延迟，并将第二数量的错误映射到第二读取延迟；控制器可操作来从主机接收用于读取请求的目标读取延迟；以及错误恢复模式选择器被配置为至少部分地基于第一数量的错误、数据质量度量表和目标读取延迟来选择第一ECC模块。7.根据权利要求3所述的存储设备，其中：存储设备还包括读取恢复级别(RRL)表，将命名空间映射到RRL和目标读取延迟；以及控制器被配置为从RRL表访问目标读取延迟。8.根据权利要求2所述的存储设备，其中，数据质量度量估计器包括用于被违反的线性方程的数量的计数器，线性方程的数量使用奇偶校验矩阵和用于第一数据的码字来确定。9.根据权利要求1所述的存储设备，还包括：读取恢复级别(RRL)表，将命名空间映射到RRL和目标数据质量度量。10.根据权利要求9所述的存储设备，其中，RRL表还将命名空间映射到目标读取延迟。11.一种方法，包括：在存储设备从主机接收对数据的读取请求；由存储设备确定用于读取请求的目标数据质量度量；
从存储设备读取数据；由存储设备确定数据中的错误数量；至少部分地基于数据中的错误数量，由存储设备从第一纠错码(ECC)模块和第二ECC模块中选择第一ECC模块；将第一ECC模块应用于数据，由存储设备产生校正的数据；以及将校正的数据从存储设备返回主机。12.根据权利要求11所述的方法，其中：所述方法还包括由存储设备至少部分地基于数据中的错误数量来确定数据质量度量；以及从第一ECC模块和第二ECC模块中选择第一ECC模块包括至少部分基于数据质量度量从第一ECC模块和第二ECC...

【专利技术属性】
技术研发人员：R皮丘马尼，李宗旺，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：