3DNAND的智能刷新制造技术

本申请涉及3D NAND的智能刷新。本申请提供了一种用于处理闪速存储器的区块以减少来自闪速存储器的原始比特差错的方法。该方法包括针对刷新操作识别闪速存储器的一个或多个区块并且将关于所识别的区块的信息写入到数据结构。该方法包括作为刷新操作根据该数据结构向所识别的区块发出后台读取。该方法可体现在计算机可读介质上。在一些实施例中，后台读取可基于响应于闪速存储器中的原始比特差错计数随着时间的增大的基于时间的刷新。计数随着时间的增大的基于时间的刷新。计数随着时间的增大的基于时间的刷新。

【技术实现步骤摘要】
3D NAND的智能刷新
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。本分案申请的母案是专利技术名称为“3D NAND的智能刷新”、申请日为2017年12月08日、申请号为201780073037.9的中国专利技术专利申请案。


[0003]本申请涉及存储器，更具体而言，涉及3D NAND的智能刷新。

技术介绍

[0004]例如闪存之类的固态存储器当前用在固态驱动器(solid
‑
state drive，SSD)中来增强或取代被统称为旋转介质的传统硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、可写CD(致密盘)或可写DVD(数字多功能盘)驱动器以及磁带驱动器，用于存储大量的数据。闪存和其他固态存储器具有不同于旋转介质的特性。然而，许多固态驱动器出于兼容性原因被设计为符合硬盘驱动器标准，这使得提供增强的特征或者利用闪存和其他固态存储器的独特方面是困难的。一种新类型的闪速存储器——三维(3D)NAND——具有随着时间的流逝变化但在硬盘驱动器或固态驱动器体系结构中没有缓和的差错行为。这些差错行为可导致对数据的不一致且易出错的读取，以及由于错误地相信闪速存储器已劣化而使得闪速存储器提前退休。
[0005]实施例是在这个背景内出现的。

技术实现思路

[0006]在一些实施例中，提供了一种用于处理闪速存储器的区块以减少来自闪速存储器的原始比特差错的方法。该方法包括针对刷新操作识别闪速存储器的一个或多个区块并且将关于所识别的区块的信息写入到数据结构。该方法包括作为刷新操作根据该数据结构向所识别的区块发出后台读取。该方法可体现在计算机可读介质上。在一些实施例中，后台读取可基于响应于闪速存储器中的原始比特差错计数随着时间的增大的基于时间的刷新。
[0007]在一些实施例中，提供了一种存储系统。该存储系统包括闪速存储器和可配置为保存数据结构的另一存储器。该系统包括一个或多个处理器，可配置为针对刷新操作识别闪速存储器的区块，并且该一个或多个处理器可配置为将关于所识别的区块的信息写入到该数据结构。该系统包括硬件引擎，可配置为作为刷新操作根据该数据结构对所识别的区块的后台读取定序。
[0008]实施例的其他方面和优点将通过以下结合附图的详细描述而变得清楚，附图以示例方式图示了所描述的实施例的原理。
附图说明
[0009]通过结合附图参考接下来的描述，将最好地理解描述的实施例及其优点。这些附图绝不限制本领域技术人员可在不脱离描述的实施例的精神和范围的情况下对描述的实
施例做出的形式和细节上的任何改变。
[0010]图1是根据一些实施例的存储集群的透视图，该存储集群具有多个存储节点和耦合到每个存储节点的内部存储，用来提供附网存储。
[0011]图2是根据一些实施例示出互连交换机耦合多个存储节点的框图。
[0012]图3是根据一些实施例示出存储节点的内容和非易失性固态存储单元之一的内容的多级框图。
[0013]图4根据一些实施例示出了存储服务器环境，其使用图1
‑
图3的存储节点和存储单元的实施例。
[0014]图5是根据一些实施例的刀片(blade)硬件框图，示出了控制平面、计算和存储平面和与底层物理资源交互的权力机构(authority)。
[0015]图6示出了NAND闪速存储器中常见的示例位线和串联晶体管电路。
[0016]图7描绘了3D NAND闪存，其可随着时间的流逝累积静电电荷。
[0017]图8是3D NAND闪速存储器的比特差错率与时间的图线。
[0018]图9是固态存储装置的实施例的框图，其具有循环经过对于由数据结构指示的闪速存储器区块的后台读取操作的定序器。
[0019]图10是根据一些实施例的刷新3D NAND闪速存储器的方法的流程图，其可在图1
‑
图9的存储集群中实现，或者在存储阵列、固态存储装置或存储系统中实现。
[0020]图11是示出可实现本文描述的实施例的示范性计算设备的图示。
具体实施方式
[0021]本文描述的存储系统的实施例解决了三维(3D)NAND闪速存储器上的电荷累积和关联的差错增加的问题。定序器循环经过闪速存储器的区块的后台读取操作，释放电荷累积，从而刷新3D NAND闪存以获得与任由电荷累积存在的情况相比具有更低原始差错率的读取。3D NAND的智能刷新的各种特征可实现在存储集群(例如，具有多个存储节点)、存储阵列(例如，具有中央控制器或高可用性控制器对)、固态驱动器、固态存储装置或其他存储系统中。有可能其他类型的固态存储器也可受益。
[0022]下面的实施例描述了存储集群，其存储用户数据，例如源自一个或多个用户或客户端系统或存储集群外部的其他来源的用户数据。存储集群利用纠删编码(erasure coding)和元数据的冗余拷贝来在容纳在一个或多个机箱内的存储节点间分布用户数据。纠删编码指的是一种数据保护或重建的方法，其中数据被存储在一组不同的位置(例如盘、存储节点或地理位置)上。闪速存储器是可与实施例集成的一类固态存储器，但实施例可扩展到其他类型的固态存储器或其他存储介质，包括非固态存储器。对存储位置和工作量的控制在集群式对等系统中被分布在各存储位置间。诸如在各种存储节点之间调解通信，检测存储节点何时变得不可用以及在各种存储节点之间平衡I/O(输入和输出)之类的任务全都是以分布方式处理的。数据在一些实施例中以支持数据恢复的数据片段或条带的形式被布局或分布在多个存储节点上。数据的所有权可在集群内被重指派，独立于输入和输出模式。下文更详细描述的这个体系结构允许了集群中的存储节点失效，而系统保持可工作，因为数据可从其他存储节点重建并从而保持可用于输入和输出操作。在各种实施例中，存储节点可被称为集群节点、刀片或服务器。下文参考图1
‑
图5论述各种系统方面。参考图6
‑
图
10描述3D NAND的智能刷新。
[0023]存储集群被包含在机箱(即，容纳一个或多个存储节点的外壳)内。在机箱内包括了一种向每个存储节点提供电力的机制，例如配电总线，以及一种通信机制，例如使能存储节点之间的通信的通信总线。根据一些实施例，存储集群可在一个位置中作为独立系统运行。在一个实施例中，机箱包含配电和通信总线两者的至少两个实例，它们可被独立使能或禁用。内部通信总线可以是以太网总线，然而，诸如快速外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)、InfiniBand和其他之类的其他技术是同等合适的。机箱为外部通信总线提供了一种端口，用于使能多个机箱之间的直接或通过交换机的通信，以及与客户端系统的通信。外部通信可使用诸如以太网、InfiniBand、光纤通道等等之类的技术。在一些实施例中，外部通信总线对于机箱间和客户端通信使用不同的通信总线技术。如果交换机被部署在机箱内或机箱之间，则交换机可充当多个协议或技术之间的转化。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理闪速存储器的区块的方法，包括：针对刷新操作识别所述闪速存储器的一个或多个区块；作为所述刷新操作向所识别的区块发出后台读取；将关于所识别的区块的信息写入到数据结构；并且在对于用户数据或元数据的读取操作、对于用户数据或元数据的写入操作、后台维护操作、擦除操作和后台读取之间进行仲裁；并且其中所述发出是根据所述数据结构的。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述识别包括：响应于接收到读取文件的请求，确定所述文件的索引节点；确定属于所述文件的索引节点的数据部分；并且确定所述闪速存储器的包括所述数据部分的一个或多个区块。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述识别包括：确定所述闪速存储器的哪些区块包括文件系统元数据。4.如权利要求1所述的方法，其中，发出所述后台读取包括：在预定时间间隔内循环所述后台读取，并且其中所述后台读取避免从所识别的区块对数据的任何转移。5.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：将关于所述所识别的区块的所述信息分布到多个数据结构，所述多个数据结构是可配置为发出所述后台读取的多个硬件引擎可访问的。6.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：利用关于另外的针对所述刷新操作的所识别区块的信息更新所述数据结构，并且其中所述闪速存储器是三维(3D)闪速存储器。7.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：对所述所识别的区块的后台读取定序来作为所述刷新操作。8.一种其上具有指令的有形非暂态计算机可读介质，所述指令当被处理器执行时使得该处理器执行一种方法，该方法包括：针对刷新操作识别闪速存储器的多个区块；将关于所识别的区块的信息写入到硬件引擎可访问的数据结构；将关于所述所识别的区块的信息写入到数据结构；并且在对于用户数据或元数据的读取操作、对于用户数据或元数据的写入操作、后台维护操作、擦除操作和后台读取之间进行仲裁；并且其中所述发出是根据所述数据结构的。9.如权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述方法还包括：接收读取文件的请求；并且确定属于所述文件的数据部分，其中识别所述多个区块包括确定所述闪速存储器的包括属于所述文件的数据部分的区块。10.如权利要求8所述的计算机可读介质，其中，识别所述闪速存储器的多个区块包括识别所述闪速存储器的包括文件系统元数据的区块。11.如权利要求8所述的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈里，
申请(专利权)人：净睿存储股份有限公司，
类型：发明
国别省市：