用于SSD中灵活的RAID的方法和设备技术

一种采用独立磁盘冗余阵列（RAID）方案的固态驱动器（SSD）包括闪存芯片、所述闪存芯片上的可擦除块，以及闪存控制器。所述可擦除块用于存储闪存页。所述闪存控制器以可操作方式耦接到所述闪存芯片。所述闪存控制器还用于将某些所述闪存页组织成RAID行组，并且将RAID行组成员组成信息写入所述RAID行组中的每个所述闪存页。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于SSD中灵活的RAID的方法和设备相关申请案的交叉参考本专利技术要求2011年8月12日递交的专利技术名称为“用于SSD中灵活的RAID的方法和设备（MethodandApparatusforFlexibleRAIDinSSD）”的第61/523,251号美国临时申请案以及2012年4月30日递交的专利技术名称为“用于SSD中灵活的RAID的方法和设备（MethodandApparatusforFlexibleRAIDinSSD）”的第13/460686号美国专利申请案的在先申请优先权，这些在先申请的内容以引入的方式并入本文本中，如全文再现一般。
本专利技术涉及存储器，更确切地说，涉及用于SSD中灵活（flexible）的RAID的方法和设备。
技术介绍
非易失性存储器已用作计算机和便携式信息设备中的存储器。近来，作为仅使用硬盘驱动器（HDD）的一个替代方案，使用NAND闪存存储器的固态驱动器（SSD）在计算机中的使用变得更加流行。有人认为SSD很有可能占据传统上被认为限于HDD的使用领域。近来固态驱动器（SSD）越来越多地用于计算机系统中，要么作为硬盘驱动器（HDD）的高速缓存器，要么直接替代HDD。在这样的新架构中，SDD越来越多地用于：a）提高存储的（缓存的）数据的存取速度；b）减小HDD的功率消耗；c）减小系统的尺寸、重量和功率消耗；以及d）减小存储的（缓存的）数据的存取延迟。基于NAND闪存存储器的SSD（固态驱动器）已广泛用于需要数据存取速度的各种应用中。传统的RAID（独立磁盘冗余阵列）方案已用于许多SSD设计中。然而，这些传统RAID方案只在RAID组中的所有元件都良好时才起作用。
技术实现思路
本专利技术的实施例大体实现了技术优势，它们提供了一种用于SSD中灵活的RAID的系统和方法。在一个实施例中，采用独立磁盘冗余阵列（RAID）方案的固态驱动器（SSD）包括闪存芯片、所述闪存芯片上的可擦除块，以及闪存控制器。可擦除块用于存储闪存页。闪存控制器以可操作方式耦接到闪存芯片。闪存控制器还用于将某些闪存页组织成RAID行组（RAIDlinegroup），并且将RAID行组成员组成信息（membershipinformation）写入RAID行组中的每个闪存页。在一个实施例中，采用独立磁盘冗余阵列（RAID）方案的固态驱动器（SSD）包括闪存芯片、可擦除块以及闪存控制器。可擦除块位于闪存芯片中并且用于存储一个或多个闪存页。闪存控制器以可操作方式耦接到闪存芯片。闪存控制器用于：将某些闪存页组织成RAID行组；用于从RAID行组中排除坏的闪存页；以及用于将RAID行组成员组成信息以二进制/十六进制数的形式写入RAID行组中的每个闪存页内的RAID行（RAIDL）字段。在一个实施例中，在固态驱动器（SSD）中使用独立磁盘冗余阵列（RAID）方案的方法包括：将闪存芯片阵列中的闪存页组织成RAID行组以及将RAID行组成员组成信息写入RAID行组中的每个闪存页。在校验计算和损坏（corrupt）的闪存页的重建中的至少一个过程中，RAID行组信息识别出将要被排除的闪存页。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：图1提供了固态驱动器（SSD）的一个实施例；图2所示为闪存页的实例，所述闪存页被组织在独立磁盘冗余阵列（RAID）行组中并且能够被存储在图1中的SDD中的闪存芯片中的可擦除块中。图3提供了图2中的闪存页的数据格式的图示，其中数据字段包括RAID行（RAIDL）字段；图4提供了RAID行组的一个实例，其中一个闪存页是损坏的并且两个闪存页出于重建的目的而从RAID行组中排除；图5提供了图3中的数据格式中的RAIDL字段的一个实例；图6提供了一个实例，其中图2中的RAID行组被划分成第一和第二RAID行组；图7提供了对应于图6中的第一和第二RAID行组的第一和第二RAIDL字段的一个实例；图8提供了使用图1中的SSD并且可以实施本专利技术的实施例的实施例系统的方框图；以及图9提供了在图1中的SSD中使用RAID方案的方法的实施例。具体实施方式下文将详细论述对本专利技术实施例的实施和使用。但应了解，本专利技术提供的许多适用专利技术概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅为说明性的，而不限制本专利技术的范围。近来，固态驱动器（SSD），也可以称为固态磁盘或电子磁盘，已经并入到计算机系统中，要么作为硬盘驱动器（HDD）的高速缓存器，要么直接替代HDD。在这样的新架构中，SDD越来越多地用于：提高存储的（缓存的）数据的存取速度；减小HDD的功率消耗；减小系统的尺寸、重量和功率消耗；以及减小存储的（缓存的）数据的存取延迟。然而，作为NAND闪存或其他非易失性存储器类型的SSD是易于出错的。因此，存储在其中的位会很容易变损坏。此外，随着SSD的程序擦除周期增加，错误率会增加。因此，即使使用了增强型纠错编码（ECC）算法（例如，BoseRay-Chaudhuri(BCH)ECC算法），某一数据单元也仍然有可能是不可纠正的。如下文将更详细地说明，本专利技术的实施例使SSD能够灵活地将闪存页、可擦除块，以及/或者闪存芯片组织成独立磁盘冗余阵列（RAID）组。RAID行组成员可以基于以下条件来选择或拣选（chosen/selected）：例如，每个硅裸片的状态、写入到达模式（writearrivalpattern），或是在数据实际上写入存储媒介中时会影响RAID行组中的成员组成的某其他因素或多个因素。换句话说，RAID行组中的成员组成是灵活的（flexible）。RAID行组中的成员可以由RAID组成员组成信息识别出来，该信息可以与要存储的数据一起写入。当某个组成员被读取并被ECC算法确定是损坏的时，RAID行组成员所在位置的下一邻居可以被读取回来并且用于使用例如异或（exclusiveor,XOR）过程来重建所述损坏的组成员，分析显示，这样的方法可以大大提高SSD的可靠性并且延长驱动器寿命。现参看图1，示出了利用类似于基于硬盘的传统RAID（廉价（或独立）磁盘的冗余阵列）的冗余数据存储机制或方案的SSD10的实施例。如图所示，SSD10大体包括闪存控制器12和闪存芯片14，其中每一者都可以包括若干内存裸片（memorydie）。闪存控制器12（亦称，NAND闪存控制器或SSD控制器）用于例如将闪存芯片14桥接到主控（host）或使用SSD10的计算机。在一个实施例中，闪存控制器12是执行固件级代码的嵌入式处理器。闪存控制器12可以例如执行ECC、耗损均衡（wearleveling）、坏块映射（badblockmapping）、读取清除（readscrubbing）和读取扰动（readdisturb）管理、读取和写入缓存（readandwritecaching）、垃圾回收（garbagecollection），以及加密（encryption）。仍然参看图1，在一个实施例中，闪存芯片14可以是非易失性NAND闪存芯片。即使如此，也可以使用其他类型的闪存芯片例如动态随机存取存储器（DRAM）。此外，闪存芯片14可以是多层单元（MLC）闪存存储器或单层单元（SLC）闪存存储器。尽管图1中示出了两个闪存芯片14，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用独立磁盘冗余阵列（RAID）方案的存储装置，其包括：闪存芯片；可擦除块，所述可擦除块位于所述闪存芯片中，所述可擦除块用于存储一个或多个闪存页；以及闪存控制器，所述闪存控制器以可操作方式耦接到所述闪存芯片，所述闪存控制器用于将某些所述闪存页组织成RAID行组并且将RAID行组成员组成信息写入所述RAID行组中的每个所述闪存页。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.12 US 61/523,251;2012.04.30 US 13/460,6861.一种采用独立磁盘冗余阵列(RAID)方案的存储装置，其包括：闪存芯片；可擦除块，所述可擦除块位于所述闪存芯片中，所述可擦除块用于存储一个或多个闪存页；以及闪存控制器，所述闪存控制器以可操作方式耦接到所述闪存芯片，所述闪存控制器用于将至少两个所述闪存页组织成RAID行组并且将RAID行组成员组成信息写入所述RAID行组中的每个所述闪存页，其中每个所述闪存页包括用于存储所述RAID行组成员组成信息的RAID行字段，其中所述RAID行字段用于指示出所述RAID行组中用于校验计算的闪存页。2.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述RAID行字段用于指示出所述RAID行组中用于页重建的闪存页。3.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述RAID行字段用于指示出在校验计算和页重建中至少一个过程中从所述RAID行组中排除的闪存页。4.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述RAID行字段用于重建所述RAID行组中后来的坏闪存页。5.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述RAID行字段存储十六进制数，所述十六进制数用于指示出在校验计算和页重建中至少一个过程中所包含的闪存页。6.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述RAID行字段存储十六进制数，所述十六进制数用于指示出在校验计算和页重建中至少一个过程中被排除的闪存页。7.根据权利要求1所述的存储装置，其中每个所述闪存页包括逻辑块寻址LBA扇区，所述LBA扇区用于存储数据和元数据中的至少一者。8.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述RAID行组中的所述闪存页中的至少一者是校验块。9.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述闪存控制器用于将所述RAID行组划分成具有互补的RAID行组成员组成信息的较小RAID行组，所述互补的RAID行组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亦仁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：
国别省市：