存储的单元/页/子页/块的损耗均衡制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对诸如闪存的存储器的单元或页或子页或块进行损耗均衡的方法。所述方法包括：接收（S10）要在存储器的单元或页或子页或块上写入的数据块；在所接收的数据块中对要被写入的指定类型的二进制数据“0”或“1”的次数进行计数（S40）；以及在存储器的单元或页或子页或块之间分配（S50）所接收的数据块的写入，以关于在要被写入的数据块中计数的指定类型的二进制数据“0”或“1”的数量对存储器进行损耗均衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及存储器管理领域，并且具体地涉及诸如闪存的存储器中使用的损耗均衡(wear-leveling)技术。
技术介绍
固态存储器或设备(也被称为SSD)例如将数据存储到基于NAND的闪存中。由固态存储器控制器或闪存控制器控制在SSD上执行的诸如读取和写入操作的操作。在SSD的段上写入新数据之前，必须擦除段上已经写入的数据，然后可以重写新数据。这些存储器仅能够承受有限数量的擦除-写周期，通常在10000和100000之间，其通常被认为是这些设备的耐力。耐力是用于测量SSD可靠性的重要设计标准。将闪存组织成多个擦除块或扇区，并且在写入数据之前必须擦除每个擦除块或扇·区。典型的擦除块的尺寸是256KB，然而其范围可从128KB到2048KB或甚至更多。在不干预擦除的情况下，不能重写擦除块中的任意指定地址。擦除周期是累积的并且仅影响被循环的那些擦除块。换言之，任意擦除块中的错误被限制在所述块的数据。擦除周期的范围从10000到1000000，依赖于制造商的制造工艺。损耗均衡是用于延长SSD寿命的通用技术。通常在固态存储器控制器或闪存控制器中执行这种功能。损耗均衡允许将数据写入均匀分布到整个存储媒体上。更精确地，损耗均衡是存储设备中的控制器用于在所有闪存块之间平均整体损耗的算法，例如通过将逻辑块地址重新映射到SSD中不同物理块地址。现有技术中，存在多种现有损耗均衡算法。它们集中在平均地使用每个闪存块。这些算法彼此不同之处主要在于，块重新映射的频率、找到要写入数据的“最少损耗”的块的算法以及数据块交换能力的变化。依赖于静态数据块是否被移来移去，可将这些算法分成两类动态损耗均衡和静态损耗均衡。如果损耗均衡算法不将静态数据移来移去，则将其称为动态损耗均衡，否则称为静态损耗均衡。所有的现有损耗均衡算法，或动态或静态，可在块级别上进行操作，即它们旨在在SSD中可用的所有闪存块上平衡擦除/写入操作。然而，对于任意特定单元的实际损耗与曾经被写入其中O的数量成比例。例如，如果闪存单位具有10000擦除/写入周期的耐力规范，那么每个单位可因此被擦除和写入O达10000次。因此，由于被写入闪存块的数据块可被视为是随机的，因此不需要具有相同数量的0，由于变化数量的O被写入到闪存块，所以闪存块很可能经历明显不同的损耗级别，由此导致一部分块比其他的块更早地损耗。因此，块级别的损耗均衡出现的缺点主要是因为不同的数据块可能施加不同的损耗在闪存块上，并且因此任意两个块上的实际损耗可能是明显不同的，即使都具有准确相同数量的擦除-写入操作。由于闪存单元是可能潜在地导致整个块的故障的最小存储器单元，因此需要追踪和控制各个单独存储器单元的损耗的基于单位的损耗均衡算法。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术实现为一种用于对诸如闪存的存储器的单元或页或子页或块进行损耗均衡的方法。所述方法包括接收要在存储器的单元或页或子页或块上写入的数据块；在所接收的数据块中对要被写入的指定类型的二进制数据“O”或“I”的次数进行计数；以及在存储器的单元或页或子页或块之间分配所接收的数据块的写入，以关于在要被写入的数据块中计数的指定类型的二进制数据“O”或“I”的数量对存储器进行损耗均衡。在实施方式中，所述方法可包括一个或多个下述特征 关于与存储器的单元或页或子页或块中的每一个相关联的损耗均衡信息，进一步执行分配所接收的数据块的写入；损耗均衡信息是已经写入存储器的单元或页或子页或块的“O”的数量；保持所接收的数据块的池；将池的所接收数据块之间具有最大数量的“O”的数据块，写入到具有代表所述存储器的最少损耗单元或页或子页或块的损耗均衡信息的存储器的单元或页或子页或块；将池的所接收数据块之间具有最小数量的“O”的数据块，写入到具有代表所述存储器的最大损耗单元或页或子页或块的损耗均衡信息的存储器的单元或页或子页或块；存储器的最少损耗单元或页或子页或块与具有最小数量“O”的损耗均衡相关联；并且存储器的最多损耗单元或页或子页或块与具有最大数量“O”的损耗均衡相关联；利用存储器的单元或页或子页或块各自的损耗均衡信息，在计数器中记录存储器的单元或页或子页或块中每一个；对计数器中记录的单元或页或子页或块进行分类；在对每个接收的数据块的写入进行分配之后，更新损耗均衡信息；分配所接收的数据块的写入被限制在存储器的一组单元或页或子页或块上，存储器的该组单元或页或子页或块包括具有不同损耗均衡信息的存储器的单元或页或子页或块。根据另一方面，本专利技术实现为一种用于对诸如闪存的存储器的单元或页或子页或块进行损耗均衡的系统，包括用于接收要被写入存储器的单元或页或子页或块的数据块的装置；以及存储器控制器；其中所述存储器控制器在所接收的数据块中对要被写入的指定类型的二进制数据“O”或“I”的次数进行计数；以及在存储器的单元或页或子页或块之间分配所接收的数据块的写入，以关于在要被写入的数据块中计数的指定类型的二进制数据“O”或“I”的数量对存储器进行损耗均衡。在实施方式中，系统可包括一个或多个下列特征控制存储器在计数器中记录用于存储器的每个单元或页或子页或块的损耗均衡信息，并且在对每个所接收的数据块的写入的每次分配之后，跟新损耗均衡信息；存储器控制器进一步包括写入分配器，其保持存储器的一组单元或页或子页或块，存储器的该组单元或页或子页或块包括具有不同损耗均衡信息的存储器的单元或页或子页或块；根据另一方面，本专利技术实现为计算机程序，其存储于计算机可读介质上，用于对诸如闪存的存储器的单元或页或子页或块进行损耗均衡，其包括用于促使计算机进行根据本专利技术的方法的步骤的装置。附图说明通过非限制性实例的方式并且参照附图，将介绍实现本专利技术的系统和过程，其中图I是闪存的示意图；图2是固态设备的示意图；图3是根据本专利技术的过程的实施方式的流程图； 图4是根据本专利技术实施方式的计算机硬件的框图。具体实施例方式本专利技术涉及用于对诸如闪存的存储器的单元或页或子页或块(单元/页/子页/块)进行损耗均衡的方法。对单元/页/子页/块进行损耗均衡意味着对存储器的单元/页/子页/块的损耗进行平衡。为了这个目的，接收要被写入存储器的单元/页/子页/块的数据块。然后，在接收的数据块中对要被写入的指定类型的二进制数据“O”或“I”的次数进行计数。接下来，在存储器的单元/页/子页/块之间分配接收的数据块的写入，使得关于要被写入的数据块中计数的指定类型的二进制数据“O”或“I”的数量对存储器进行损耗均衡。在诸如闪存的存储器中，利用二进制系统来代表其上存储的数据块，所述系统还被称为基于数2的系统。这涉及，数据块包括使用两个符号“和“I”的数字值来代表的二进制数据；这个数量针对通过“O”和“I”代表的二进制数据。因此，当对数据块内指定类型的二进制数据的数量进行计数(例如，“β”)时，还暗含地对数据块内其他指定类型的二进制数据的数量进行计数(例如，“I”)。在其他方面，对“O”计数意味着对“I”计数，并且反之亦然。此处，本专利技术提出了用于对例如，诸如闪存的固态设备的存储器进行损耗均衡的新解决方案。其依赖于基于静态单元的损耗平衡。所述基于静态单元内的损耗均衡旨在存储器的所有单元上保持平均损耗，而不是如现有技术中在块上的粗略平均损耗。本专利技术工作原理是仅将“O”写入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·希德希亚恩，E·S·埃莱夫特里乌，R·哈斯，胡晓宇，I·伊利亚迪斯，R·A·普赖特卡，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：