用于操作计算机化存储器的方法和系统技术方案

在一种用于操作计算机化存储器的方法中，存储器被组织用于在这种存储器的单元内存储数据。针对单元(i)的集合中的每一个单元(i)确定损耗水平(c(i))。确定损耗水平(c(i))中的最大损耗水平(c_max)。接收选择用于数据擦除的一个或多个单元(i)的推荐子集，并且在子集中识别出其损耗水平(c(i))小于最大损耗水平(c_max)的至少一个单元(i)用于后续的数据擦除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于操作计算机化存储器的方法、计算机程序产品和设备。
技术介绍
固态存储器设备包括可以将电子电路用于存储数据的可改写非易失性存储器设备。目前，固态存储器设备已经开始在某些领域例如用于笔记本电脑或台式电脑的大容量存储应用中代替常规存储设备例如硬盘驱动器和光盘驱动器。也在研究将固态存储器设备用于代替其他领域例如企业级存储系统中的常规存储设备。这是因为固态存储器设备提供了出色的带宽和优异的随机1/0(输入/输出)性能以及由于缺少可移动部件而带来的很有价值的鲁棒性。但是，向固态存储器设备例如闪存存储器中写入数据需要注意到闪存技术中的细节NAND闪存存储器以页面和块为单位组织。多个页面构成ー个块。尽管读写操作能够应用于页面作为此类操作的最小単位，但是擦除操作只能应用于整个块。并且尽管在其他的存储技术中过时数据可以简单地重写为新数据，但是闪存技术需要先进行擦除操作，然后才能将新数据写入已擦除的块。闪存技术中的另ー个细节是如今的闪存存储器设备被限定为有限次数的编程擦除(PE)周期。闪存存储器设备通常具有定义其PE周期最大次数的耐用规格。因此，写入技术在被称为“异地写入”的应用中是将新数据或更新数据写入由自由页面分配器提供的某些自由页面，而不是将其写入驻留有过时数据的相同页面。包含过时数据的页面被标记为无效页面。通过这样的手段，由于避免了在块内直接重写数据所需的擦除循环，因此可以延长基于闪存的固态驱动器(SSD)并且还有日志结构文件系统的预期寿命。但是，可用的自由页面可能会随着时间而耗尽。闪存存储器设备中的块也可能由混合的有效和无效页面占据。新的自由空间需要通过块回收过程建立，块回收过程也被称为垃圾收集过程，该过程回收由过时数据也就是无效数据占据的空间。块回收过程首先基于指定策略识别出要擦除的块。然后，驻留在这种块内的有效数据被复制/重新定位到包含自由页面的其他块，并最后擦除目标块以使它们变为可用于重写。块回收机构引入了额外的读写操作，其范围取决于具体部署的策略以及系统參数。这种额外的写入也被称作“写入放大”现象。写入放大将不利地影响SSD的寿命和耐用度，原因在于它会在别处生成迟早需要再次擦除的数据，并且它会降低闪存存储器设备的整体性能。闪存存储器设备甚至可能会在仅消耗了其块的ー小部分时就停止工作。在此情况下，仍然可能有尚未使用或未充分使用的块。损耗均衡算法确保擦除更加均匀地分布在闪存存储器块上。
技术实现思路
根据本专利技术的ー种应用，提供了一种用于操作计算机化存储器的方法，其中存储器被组织用于在存储器的単元集合内存储数据。针对集合中的每ー个单元确定损耗水平，并且在确定的损耗水平中识别出最大损耗水平。接收选择用于数据擦除的一个或多个单元的推荐子集。在子集中识别出其损耗水平小于最大损耗水平的至少ー个単元用于后续的数据擦除。识别步骤可以优选地包括如果子集中每ー个単元的损耗水平都等于最大损耗水平，那么除非是集合中其他的每ー个単元的损耗水平都等于最大损耗水平，否则就放弃将子集中的每ー个単元选择用于数据擦除。在实施例中，所述方法可以包括以下的一种或多种特征-単元的损耗水平由过去应用于单元的擦除次数表示；与ー个单元相关联的擦除次数在每一次擦除该单元后都增加；-根据存储在所述子集中所述ー个或多个单元内的数据特征推荐所述子集中的一个或多个单元以供选择用于数据擦除；-単元集合中的每ー个単元都包括子単元的集合，并且根据所述子集的一个或多个单元中包含有效数据的子単元数量推荐所述子集中的所述ー个或多个单元以供选择用 于数据擦除；-识别步骤包括针对子集中的至少ー个单元将所述单元的损耗水平与最大损耗水平相比较；-所述子集包括多于ー个単元，其中根据与子集中単元相关联的不同于损耗水平的特征将子集中的单元排序，并且识别出子集中具有优选特征且损耗水平小于最大损耗水平的至少ー个単元用于后续的数据擦除；-子集包括推荐供选择用于数据擦除的单个单元；-所述子集包括多于ー个単元，并且子集中的这些单元被连续地考察用于后续的数据擦除；-第一识别器根据与子集中単元相关联的不同于损耗水平的特征识别出当前优选的単元，并且第二识别器根据与子集中単元相关联的损耗水平识别出当前优选的选择用于擦除的单元；-単元集合中的每ー个単元都包括子単元集合，并且其中第一识别器根据其包含有效数据的子単元数量识别出当前优选的単元；-如果集合中每ー个単元的损耗水平都等于最大损耗水平，那么就根据与子集中単元相关联的不同于损耗水平的特征识别出用于数据擦除的优选单元；-単元集合中的每ー个単元都包括子単元集合，并且选择用于擦除的単元在其包含有效数据的子単元数量方面是优选的。根据本专利技术的另ー种应用，提供了一种计算机程序产品，包括其中实施有计算机可读取程序代码的计算机可读取介质，计算机可读取程序代码包括被设置用于实现以上介绍的任何ー种方法的计算机可读取程序代码。根据本专利技术的再ー种应用，提供了一种存储设备。存储设备包括有包含単元集合的存储器。控制器适合用于确定集合中每ー个単元的损耗水平并在确定的损耗水平中识别出最大损耗水平。控制器进ー步适合用于接收一个或多个单元中选择用于数据擦除的推荐子集。控制器进ー步适合用于在子集中识别出其损耗水平小于最大损耗水平的至少ー个单元用于后续的数据擦除，其中识别优选地包括对于子集中的每ー个単元，如果所述每ー个単元的损耗水平都等于最大损耗水平，那么除非是集合中其他的每ー个単元的损耗水平都等于最大损耗水平，否则就放弃将所述子集中的每ー个単元选择用于数据擦除。在一个实施例中，存储设备中的存储器是闪存存储器，包括形式为模块的单元并且每ー个模块都包括形式为页面的子単元。应该理解方法步骤可以用不同于方法权利要求中列举步骤的顺序执行。这种不同的顺序也应该被包括在步骤顺序如当前所列的此类权利要求的范围内。介绍的涉及方法应用的实施例也应该被认为是结合任何其他种类例如装置、计算机程序产品等公开的实施例。附图说明通过參照当前为优选但仍然只是根据本专利技术结合附图获得的示范性实施例的下述详细说明可以更加完整地理解本专利技术及其实施例。 附图示出了 图I是根据本专利技术实施例的方法流程图，图2是根据本专利技术实施例的存储设备的方块图，图3是根据本专利技术实施例的存储器控制器的方块图，以及图4是表示通过本专利技术的方法实现的改进的损耗均衡的两张示意图。具体实施例方式作为以下说明内容的引言，首先要指出的是本专利技术的主要方面涉及受损耗影响的存储器设备中的损耗均衡。这样的存储器设备优选地可以是固态存储器设备例如闪存存储器、相变存储器、磁随机存储器等。在下文中例如涉及块而不是単元时以及涉及页面而不是子単元，但是提及的可能都是闪存的技术术语。但是，仍然应该理解对于整个申请来说，无论是内容还是保护范围都不应该受限于闪存存储器技术。任何其他的固态存储技术都应该被涵盖在内，以日志方式利用存储设备的任何日志结构的文件系统也都应该被涵盖在内。在这样的存储器设备中，监测存储器单元的集合的损耗以使得可以观测瞬时最大损耗。存储器単元的集合可以优选地包括存储器设备中所有的可用単元，或者可以包括用于在存储器设备中存储用户数据的所有可用単元，或者一般性地可以包括少于存储器设备中可用単元数量的多个单元。本文语境中的损耗可能更多地是使用问题而不是纯粹本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于操作计算机化存储器的方法，所述存储器被组织用于在存储器的单元集合内存储数据，所述方法包括：？确定集合中每一个单元(i)的损耗水平(c(i))并且在确定的损耗水平(c(i))当中识别出最大损耗水平(c_max)，？接收被选择用于数据擦除的一个或多个单元(i)的推荐子集；并且？在所述子集中识别出其损耗水平(c(i))小于最大损耗水平(c_max)的至少一个单元(i)用于后续的数据擦除，？其中识别优选地包括：对于子集中的每一个单元(i)，如果所述每一个单元(i)的损耗水平(c(i))都等于最大损耗水平(c_max)，那么除非所述集合中其他的每一个单元(i)的损耗水平(c(i))都等于最大损耗水平(c_max)，否则就放弃将所述每一个单元(i)选择用于数据擦除。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：I·伊利亚迪斯，G·谢吕比尼，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：