CN105468533B - 数据写入方法、装置及存储器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据写入方法、装置及存储器，用于向非易失性存储介质NVM中写入数据，所述方法包括：从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较；在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。该方法减少了写入数据时的写操作的次数，因此可以解决由于数据写入时大量写操作而带来的高能耗以及降低NVM的使用寿命的问题。

Description

数据写入方法、装置及存储器

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，特别是涉及一种数据写入方法、装置及存储器。

背景技术

非易失性存储器NVM(Non-Volatile Memory)的特点是在断电时不会丢失内容。例如闪速存储器(Flash Memory)、PCM(Phase Change Memory，相变存储器)、FRAM(Ferroelectric Random Access Memory，铁电介质存储器)等，这些存储器即使在断电后仍能保持片内信息。目前非易失性存储器中应用最广的是Flash，但它的读写速度很难与DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)相媲美，所以只能替代磁盘作为外存。而像PCM和FRAM这类存储器具有读写速度快、密度大、可字节寻址等特点，被视为下一代新型非易失性存储器，并可以用来替换DRAM和SDRAM。其中PCM是NVM中最典型的代表，下面以PCM为例进行说明。

PCM是利用特殊材料(硫族化合物GST)在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据的，并且存储数据通过写操作来实现，写操作包括：SET操作(写入0)和RESET操作(写入1)。现有的NVM设备中，在写入数据时，通常在存储介质中选取一个存储块，并且将待写入数据写入到该存储块，而不考虑所选的存储块中的存储位的值，这使得相同位置上存储块中存储位的值与待写入数据的数据位的值可能不同，甚至可能完全不同，例如：待写入数据为8*8大小，并且待写入数据的每个数据位的值都为1，而存储块中的存储位的值都为0，那么在写入时需要对存储块中的每个存储位的值都进行改写，导致在数据写入时，需要对存储中存储位的写操作较多。

在NVM的应用设备中，不管是NVM的RESET操作，还是SET操作，NVM的写操作能耗比读操作能耗要高10-100倍左右。所以在NVM在工作过程中，大量写操作不仅会带来高能耗，而且还会降低NVM的使用寿命。

发明内容

本发明实施例中提供了一种数据写入方法、装置及存储器，可减少写入数据时的写操作次数，降低了由于写操作的能耗，提高了NVM的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种数据写入方法，用于向非易失性存储介质NVM中写入数据，所述方法包括：

从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中，包括：

在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

确定所述目标数据块中与所述待写入数据块不同的数据位；

在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块不同的数据位的数据进行改写。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块，包括：

分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集中样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：

从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

第二方面，本发明实施例提供了数据写入装置，用于向非易失性存储介质NVM中写入数据，包括：

样本数据块确定模块，用于从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

样本数据块比较模块，用于将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

目标样本数据块确定模块，用于在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

写入模块，用于将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述写入模块，包括：

目标数据块确定单元，在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

数据位确定单元，用于确定所述目标数据块中与所述待写入数据块不同的数据位；

数据改写单元，用于在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块不同的数据位的数据进行改写。

结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述目标样本数据块确定模块，包括：

相似率计算单元，分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

确定单元，用于将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述装置还包括：

样本数据块删除模块，用于从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断模块，用于判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

更新模块，用于当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

第三方面，本发明实施例提供了一种存储器，包括：非易失性存储介质NVM和NVM控制器，其中，

所述VNM，用于存储数据；

所述NVM控制器，用于从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

结合第三方面，在第三方面第一种可能的实现方式中，所述NVM控制器具体用于：

在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

确定所述目标数据块中与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位；

在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位的数据进行改写。

结合第三方面，在第三方面第二种可能的实现方式中，所述NVM控制器具体用于：

分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集中样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

结合第三方面，在第三方面第三种可能的实现方式中，所述NVM控制器还用于：

从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的该方法，在将待写入数据块写入到NVM中时，从待写入数据块中选取一个样本数据块，然后将从NVM中预先获取的N个样本数据块分别与选取的待写入数据块的样本数据块进行比较，并将在N个样本数据块中确定出与待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块，最后将待写入数据块写入与该目标样本数据块对应的空闲地址空间中。在本发明实施例提供的数据写入方法中，由于向NVM写入数据时，并不是将待写入数据块随机写入到NVM中，而是将待写入数据块写入从NVM中获取的N个样本数据块中确定的一个与待写入数据块的样本数据块最匹配的样本数据块所对应的空闲存储空间。因此，本发明实施例提供的数据写入方法在写入数据时可以减少对NVM中数据位的改写数量，从而减少了写操作的次数。从而降低了写操作能耗，提高了NVM的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种存储器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种数据写入方法的流程示意图；

图3为图2中步骤S300的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种数据写入示意图；

图5为图2中步骤S400的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种数据写入方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种数据写入装置的结构示意图；

图8为图7中写入模块的结构示意图；

图9为图7中目标样本数据块确定模块的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种数据写入装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明实施例提供的该方法，可以用于包括但不局限于非易失性存储器NVM，例如：闪速存储器(Flash Memory)、PCM(Phase Change Memory，相变存储器)、FRAM(Ferroelectric Random Access Memory，铁电介质存储器)等，对于其它通过改写存储位状态进行写操作的存储设备同样可以适用。

需要说明的是，本发明实施例中所描述的非易失性存储器可以包括：相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、阻变存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)、磁性存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)或铁电式存储器(FerroelectricRandom Access Memory，FRAM)等新型非易失性存储器。这些新型NVM都具有访问速度快且具有非易失性的特点，并且，这些新型NVM能够按字节(Byte)寻址，将数据以位(bit)为单位写入非易失性存储介质中。

图1为本发明实施例提供的一种非易失性存储器100的结构示意图。如图1所示,非易失性存储器100可以包括NVM控制器102、内存104、主机接口106以及存储介质108。

主机接口106用于连接主机，与主机进行通信。例如，用于接收主机下发的I/O请求，或将从存储介质108中读出的数据返回给主机。其中，主机接口106可以包括串行高级技术附件(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)接口、通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)接口、光纤通道技术(Fibre Channel，FC)接口或快捷外设互联标准(Peripheral Component Interconnect Express,PCI-E)接口等。可以理解的是，主机接口106仅仅是通信接口的一种示例，在NVM100中，除了与主机进行通信的主机接口106外，还可以包括与后端存储介质108进行通信的后端通信接口。

内存104，用于存放处理器1022当前正在使用的(即执行中)的数据和程序109。例如，当主机向NVM写入数据时，内存104可以用于缓存主机要写入的数据。当主机从NVM中读取数据时，内存104可以用于缓存从存储介质108中读取的待向主机返回的数据。内存104可以是高速RAM存储器或者非易失性存储器等各种可以存储程序代码的非短暂性的(non-transitory)机器可读介质。

程序109可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

存储介质108，用于存储数据。存储介质108可以由多个存储单元组成。在本发明实施例中，存储介质108中的存储单元是指用于存储数据的最小存储介质单元。例如，存储单元可以包括相变存储单元、磁性存储单元、阻变存储单元等非易失性存储单元。

NVM控制器102主要包括处理器(processor)1022、缓存(cache)1024以及后端通信接口(Communication Interface)1026。处理器1022、缓存1024、以及后端通信接口1026通过通信总线完成相互间的通信。

其中，缓存1024是位于处理器1022与内存104之间的临时存储器，它的容量比内存104小但是交换速度却比内存104要快。缓存1024用于缓存处理器1022待写入存储介质108的数据或者用于缓存内存104传输的从存储介质108读取的数据。缓存1024可以是RAM、ROM、闪存(Flash memory)等各种可以存储数据的机器可读介质。缓存1024可以包括多级，例如可以包括一级缓存、二级缓存及三级缓存。

后端通信接口1026，用于与存储介质108进行通信。例如，可以用于管理对处理器1022下发的对存储介质108的访问命令以及进行数据传输。可以理解的是，后端通信接口1026中可以包括多个通信通道，用于连接存储介质108中不同的存储单元。

处理器1022可以是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。在处理器1022中安装有操作系统和其他软件程序，不同的软件程序可以视作一个处理模块，具有不同的功能。例如，处理器1022可以实现对存储介质108的访问请求，或者对存储介质108中的数据进行管理等等。例如，处理器1022可以通过通信总线接收主机接口106转发的输入输出I/O请求，并根据主机下发的I/O请求通过后端通信接口1026访问存储介质108，向存储介质108中写入数据或者从存储介质108中读取数据。

在本发明实施例中，处理器1022在向存储介质108写入数据时，可以执行程序109，具体可以执行下述方法实施例中的相关步骤，以实现磨损均衡。下面将对本发明实施例中NVM100具体如何实现磨损均衡的方法进行详细介绍。

图2为本发明实施例提供的一种数据写入方法的流程示意图。如图2所示，该数据写入方法可以包括以下步骤。

步骤S100：从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块。

参见上述图1所示，NVM控制器102中的处理器1022通过主机接口106接收主机下发的数据写入请求，在数据写入请求中携带有待写入数据，处理器1022将待写入数据写入到缓存1024中形成待写入数据块。

处理器1022可以从待写入数据块中选取一个数据块确定为样本数据块，样本数据块为预设大小，例如：1k、2k或者其他固定大小。在本发明实施例中，如图4所示，图中a为待写入数据块的样本数据块，其大小为8*8。可以理解的是，在该步骤中，处理器1022可以按照预设位置在待写入数据块中按照预设大小选取样本数据块，具体的获取样本数据块的策略可以根据实际情况具体设定，在此不对样本数据块的大小和获取位置做具体限定。

步骤S200：将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较。

预设样本集中的N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，如图4所示，图中b为预设样本集中的样本数据块，同样为8*8。在本发明实施例中，N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数。参见图1所示，预设样本集中的N个样本数据块可由处理器1022预先通过后端通信接口1026对存储介质108进行扫描，从存储介质108中读取N个空闲地址空间的数据块作为N个样本数据块，并且在读取N个样本数据块时还同时建立了样本集中N个样本数据块与N个空闲地址空间的物理地址之间的对应关系，以便于根据样本集中N个样本数据块可以寻找到与每个样本数据块对应的空闲地址空间的物理地址，的数据块为无用数据块。需要说明的是，在本发明实施例中选取待写入数据块的样本数据块的策略可以与样本集中的样本数据块的获取策略相同，根据这种方式，待写入数据块的样本数据块和样本集中的样本数据块都是按照预设大小在预设位置获取得到的。

在步骤S300：在N个样本数据块中确定与待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块。

在本发明一实施例中，如图3所示，该步骤可以包括以下步骤：

步骤S301：分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率。

在该实施例中，相似率是指所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集中样本数据块中相同的数据位的数量与所述样本集的样本数据块内所有数据位的数量的比值。其中，相同的数据位是指两个数据块中相同位置且数据相同的数据位，如图4所示，待写入数据块的样本数据块a的左上角的数据位的数据为1，预设样本集中的样本数据块b的左上角的数据位的数据也为1，那么位于两者左上角的数据位就是相同的数据位。

以图4为例，图中，待写入数据块的样本数据块a与预设样本集中的样本数据块b中相同的数据位的数量为24，而预设样本集中的样本数据块b中所有数据位的数量为64，那么在图4中，待写入数据块的样本数据块a与预设样本集中的样本数据块b的相似率就为24/64。

步骤S302：将N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

在本发明其它实施例中，在步骤S300中，一种情形下，可以根据待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块中相同的数据位的数量，直接在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块。在另一种情形下，还可以根据待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块中不相同的数据位的数量，或，不相同的数据位与样本集中样本数据块的所有数据位的数量的比值，来确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块。

步骤S400：将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

在本发明实施例中，如图5所示，该步骤可以包括以下步骤：

步骤S401：在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块。

根据上述步骤S200中建立的样本集中N个样本数据块与N个空闲地址空间的物理地址之间的对应关系，当确定目标样本数据块后，可以根据该对应关系查找到与目标样本数据块对应的目标数据块。

步骤S402：确定所述目标数据块中与所述待写入数据块不同的数据位。

参见上述步骤300中关于样本数据块的描述可知，目标数据块中与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位上的数据不相同。

步骤S403：在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块不同的数据位的数据进行改写。

根据这种方式，在该步骤中，可以通过在目标数据块的地址空间中，仅对目标数据块内与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位的数据进行改写。

例如，在图4中，若将待写入数据块的样本数据块a写入到预设样本集中的样本数据块b中，那么写入后得到的数据块为c。其中，阴影所示的数据位为数据不同的数据位，而未填充阴影的数据位为数据相同的数据位。在将数据写入时，如图4所示，可以只需要对阴影所示的数据位的数据进行改写，例如，以PCM为例，可以只改变对应的数据为的存储介质的晶体状态。可以理解的是，在图4所示的示意图中，数据块中c中未填充阴影的数据位的数据与待写入数据块的样本数据块a、预设样本集中的样本数据块b中相同数据位的数据都相同，因此无需对为填充阴影的数据位的数据进行改写。可见，在图4中，由于待写入数据块的样本数据块a与预设样本集中的样本数据块b相同的数据位为24个，所以在图4中将待写入数据块的样本数据块a写入到预设样本集中的样本数据块b时，需要进行改写40次。

本发明实施例提供的该方法，在将待写入数据块写入到NVM中时，从待写入数据块中选取一个样本数据块，然后在从NVM中预先获取的N个样本数据块分别与选取的待写入数据块的样本数据块进行比较，并在N个样本数据块中确定出与待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块，最后将待写入数据块写入与该目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

由于向NVM写入数据时，并不是将待写入数据块随机写入到NVM中，而是在预先从NVM中获取的N个样本数据块中选取出一个与待写入数据块的样本数据块最匹配的样本数据块，最匹配的样本数据块是指与待写入数据块的样本数据块中相同数据位的数量最多，这样在将待写入数据块写入到目标样本数据块时，可以只对与目标样本数据块对应的目标数据块内、与待写入数据块不同的数据位进行改写，而对于相同的数据位则不进行改写，因此，本发明实施例提供的数据写入方法在写入数据时可以减少对NVM中数据位的改写数量，从而减少了写操作的次数。从而降低了写操作能耗，提高了NVM的使用寿命。

在上述图2所示的实施例中，描述的是对待写入数据块的写入过程，当待写入数据块完成写入到与目标样本数据块对应的空闲地址空间后，与目标样本数据块相对应的空闲地址空间将不再是空闲地址，无法再继续写入数据，即预设样本集中的样本数据块一旦被选择为目标样本数据块后，该样本数据块将会失效，在后续对其它待写入数据块的写入过程中，将不会选择与之前被选择为目标样本数据块的样本数据块进行比较。

这样，在持续写入待写入数据块的过程中，预设样本集中的可用的样本数据块的数量会减少，当预设样本集中样本数据块的数量少于预设数量时，后续在与预设样本集中样本数据块进行比较时，选择得到的目标样本数据块与待写入数据块中的样本数据块的匹配度可能不理想，使得数据写入时的改写次数较多。为了减少数据写入时的改写次数，在预设样本集中的可用的样本数据块的数量减少的过程中，还会对预设样本集中进行更新。

如图6所示，该方法还可以包括以下步骤：

步骤S500：在所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块。

由于预设样本集中的所有样本数据块都是存储在图1中的缓存1024中，当目标样本数据块被选择后，与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间就会时效，那么在该步骤中可以将与目标样本数据块对应样本数据块从缓存1024中删除，这样还会提高缓存1024的空间利用率。

在本发明其它实施例的又一种情形下与目标样本数据块对应的样本数据块还可以不被删除，而是被标记出来，并且预设样本集中被标记出来的样本数据块将不再参与后续的待写入数据块写入时的比较过程。无论哪种方式，其目的都是为了避免在后续写入过程中仍选择与该目标样本数据块对应的样本数据块。

步骤S600：判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量。

在实际应用中，预设数量可以根据用户需要自由设定，例如N为100。在本发明其它实施例中，预设数量还可以为预设比例，例如：预设比例为40％或60％。另外，为了避免对预设样本集更新频率过高，还可以同时根据预设样本集的更新频率以及预设样本集中剩余的样本数据块的数量同时设置该预设数量或预设比例。

当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，进行步骤S700，否则，结束流程。

步骤S700:从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

在该步骤中，NVM控制器102中的处理器1022可以重新对存储介质108进行扫描，从存储介质108中获取新的样本数据块，并且获取的新的样本数据块的数量正好为预设样本集中缺少的样本数据块的数量。

本发明实施例中，通过对预设样本集进行更新，可以在持续待写入数据块不同的样本数据块写入到NVM中，保证后续在与样本集中样本数据块进行比较时，可以使得选择得到的目标样本数据块与待写入数据块中的样本数据块的匹配度较为理想，进而可以进一步减少数据写入时的改写次数。

图7为本发明实施例提供的一种数据写入装置的结构示意图。如图7所示，该数据写入装置可以包括：样本数据块确定模块11、样本数据块比较模块12、目标样本数据块确定模块13和写入模块14，其中，

样本数据块确定模块11，用于从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

样本数据块比较模块12，用于将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

目标样本数据块确定模块13，用于在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

写入模块14，用于将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

本公开实施例提供的该装置，可以减少写入数据时对NVM中数据位的改写数量，即减少了写入数据时的写操作的次数。因此，该装置可以解决由于数据写入时大量写操作而带来的高能耗以及降低NVM的使用寿命的问题。

在本发明一实施例中，如图8所示，写入模块14可以包括：目标数据块确定单元141、数据位确定单元142和数据改写单元143，其中：

目标数据块确定单元141，在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

数据位确定单元142，用于确定所述目标数据块中与所述待写入数据块不同的数据位；

数据改写单元143，用于在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块不同的数据位的数据进行改写。

在本发明另一实施例中，如图9所示，目标样本数据块确定模块13可以包括：相似率计算单元131和确定单元132，其中：

相似率计算单元131，分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

确定单元132，用于将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

在本发明另一实施例中，如图10所示，该装置还可以包括：样本数据块删除模块15、判断模块16和更新模块17，其中，

样本数据块删除模块15，用于从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断模块16，用于判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

更新模块17，用于当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

从上述描述可知，本发明实施例提供的数据写入装置可以将待写入数据块写入从NVM中获取的N个样本数据块中确定的一个与待写入数据块的样本数据块最匹配的样本数据块所对应的空闲存储空间。因此，本发明实施例提供的数据写入装置在写入数据时可以减少对NVM中数据位的改写数量，从而减少了写操作的次数。从而降低了写操作能耗，提高了NVM的使用寿命。

图1为本发明实施例提供的一种存储器的结构示意图。如图1所示，该存储器至少包括：存储介质108和NVM控制器102，其中，

存储介质108，用于存储数据；

NVM控制器102与存储介质108通过数据接口相连接，用于从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

在本发明另一实施例中，NVM控制器102，还具体用于：

在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

确定所述目标数据块中与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位；

在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块的样本数据块对确定的与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位的数据进行改写。

在本发明又一实施例中，NVM控制器102，还具体用于：

分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集中样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

在本发明又一实施例中，NVM控制器102，还具体用于：

从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

需要说明的是，图1所示的NVM控制器可以用于上述方法实施例中的方法，关于本发明实施例提供的存储器的具体描述，可以参见上述方法实施例的描述，在此不再赘述。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种数据写入方法，用于向非易失性存储介质NVM中写入数据，其特征在于，所述方法包括：

从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中，包括：

在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

确定所述目标数据块中与所述待写入数据块不同的数据位；

在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块不同的数据位的数据进行改写。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块，包括：

分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集中样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

5.一种数据写入装置，用于向非易失性存储介质NVM中写入数据，其特征在于，包括：

样本数据块确定模块，用于从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

样本数据块比较模块，用于将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

目标样本数据块确定模块，用于在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

写入模块，用于将所述待写入数据块写入与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述写入模块，包括：

目标数据块确定单元，在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

数据位确定单元，用于确定所述目标数据块中与所述待写入数据块不同的数据位；

数据改写单元，用于在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块不同的数据位的数据进行改写。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述目标样本数据块确定模块，包括：

相似率计算单元，分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

确定单元，用于将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

样本数据块删除模块，用于从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断模块，用于判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

更新模块，用于当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。

9.一种存储器，其特征在于，包括：非易失性存储介质NVM和NVM控制器，其中，

所述NVM，用于存储数据；

所述NVM控制器，用于从待写入数据块中确定所述待写入数据块的样本数据块；

将所述待写入数据块的样本数据块分别与预设样本集中的N个样本数据块进行比较，其中，所述N个样本数据块中的每一个样本数据块的大小与所述待写入数据块的样本数据块的大小相同，所述N个样本数据块分别从所述NVM中的N个空闲地址空间的数据块中获得,其中，N为不小于2的整数；

在所述N个样本数据块中确定与所述待写入数据块的样本数据块匹配度最高的一个样本数据块作为目标样本数据块；

将所述待写入数据块写入所述NVM内与所述目标样本数据块对应的空闲地址空间中。

10.根据权利要求9所述的存储器，其特征在于，所述NVM控制器具体用于：

在所述N个空闲地址空间的数据块中确定与所述目标样本数据块对应的目标数据块；

确定所述目标数据块中与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位；

在存储所述目标数据块的地址空间中，根据所述待写入数据块对确定的与所述待写入数据块的样本数据块不同的数据位的数据进行改写。

11.根据权利要求9所述的存储器，其特征在于，所述NVM控制器具体用于：

分别计算所述待写入数据块的样本数据块与所述N个样本数据块的相似率，所述相似率为所述待写入数据块的样本数据块中与所述样本集中样本数据块中相同的数据位的数量与所述待写入数据块的样本数据块内所有数据位的数量的比值；

将所述N个样本数据块中与所述待写入数据块的样本数据块相似率最高的样本数据块确定为目标样本数据块。

12.根据权利要求9所述的存储器，其特征在于，所述NVM控制器还用于：

从所述预设样本集中删除与所述目标样本数据块对应的样本数据块；

判断所述预设样本集中的样本数据块的数量是否小于预设数量；

当所述预设样本集中的样本数据块的数量小于所述预设数量时，从所述NVM中的空闲地址空间的数据块中获取新的样本数据块并加入到所述预设样本集中，对所述预设样本集进行更新。