CN106445845A - 一种企业级ssd系统及其掉电保护方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种企业级SSD系统，包括：处理器、NAND阵列、DRAM、主电源、电容以及非易失存储器；其中，处理器，用于监测主电源的通电状态；DRAM，用于当处理器监测到主电源处于掉电状态，则利用电容提供的电能，将自身保存的缓存数据转移至非易失存储器。本申请在将DRAM中的缓存数据转移至上述非易失存储器的过程中，相应的数据迁移速率远高于将缓存数据迁移至NAND时的数据迁移速率，由此大幅减少了所需的电容供电时长，这样便可使用容量更低的电容来保证掉电保护的可靠性，从而减少了电容对板卡面积的占用比例。另外，本申请还公开了一种掉电保护方法。

Description

一种企业级SSD系统及其掉电保护方法

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别涉及一种企业级SSD系统及其掉电保护方法。

背景技术

目前，人们在对企业级SSD系统(SSD，即Solid State Drives)进行设计的过程中，通常采用DRAM(即Dynamic Random Access Memory)来保存Cache缓存数据。由于DRAM是易失性存储介质，SSD系统掉电后存放在DRAM中的缓存数据就会消失，为了提升SSD系统的可靠性，需要对SSD系统进行掉电保护设计，以保证DRAM中的Cache数据能够刷新到NAND中，从而提高SSD系统的可靠性。

现有的掉电保护过程，是在SSD系统出现异常掉电的情况下，通过迅速切换至电容供电的方式，将DRAM中的缓存数据刷新至NAND中。

然而，随着企业级SSD系统中容量的不断提升，DRAM的容量也不断提升，相应的，DRAM中的缓存数据也越来越大，为了确保掉电保护过程的可靠性，SSD系统中铝电解电容的容量也随之需要增大。例如，在SSD系统发生掉电事故之后，如果要想把16GB的Cache缓存数据从DRAM迁移至NAND，则需要保证电容所能提供的供电时长为30ms，这样就需要两颗1000微法的大铝电解电容来进行供电，由于这两颗铝电解电容的尺寸很大，将会大量占用宝贵的板卡面积。同理，如果企业级SSD系统的容量进一步扩大，则需要更大容量的电容，这样则需要留出更多的板卡面积来安置这些电容。

综上所述可以看出，如何在保证掉电保护可靠的情况下，减少电容对板卡面积的占用比例是目前有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种企业级SSD系统及其掉电保护方法，实现了在保证掉电保护可靠的情况下减少电容对板卡面积的占用比例的目的。其具体方案如下：

一种企业级SSD系统，包括处理器、NAND阵列、DRAM、主电源、电容以及非易失存储器；其中，

所述处理器，用于监测所述主电源的通电状态；

所述DRAM，用于当所述处理器监测到所述主电源处于掉电状态，则利用所述电容提供的电能，将自身保存的缓存数据转移至所述非易失存储器。

可选的，所述非易失存储器包括铁电存储器或磁性随机存储器或相变存储器。

可选的，所述电容为铝电解电容。

可选的，所述非易失存储器包括第一存储区和第二存储区；

其中，所述第一存储区，用于对所述DRAM所转移的缓存数据进行保存。

可选的，所述第二存储区，用于对所述企业级SSD系统中的板卡固件进行保存。

可选的，所述第一存储区，还用于在所述主电源处于正常通电的状态下，充当所述企业级SSD系统的缓存区。

本发明还公开了一种掉电保护方法，应用于企业级SSD系统，其中，所述企业级SSD系统包括处理器、NAND阵列、DRAM、主电源、电容以及非易失存储器；所述掉电保护方法包括：

监测所述主电源的通电状态；

当监测到所述主电源处于掉电状态，则触发掉电保护指令；

利用所述电容所提供的电能，在所述掉电保护指令的控制下，将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述非易失存储器。

可选的，所述将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述非易失存储器的过程之前，还包括：

预先对所述非易失存储器进行分区处理，得到第一存储区和第二存储区。

可选的，所述将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述非易失存储器的过程，包括：

将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述第一存储区。

可选的，所述掉电保护方法，还包括：

在所述主电源处于正常通电的状态下，利用所述第二存储区充当所述企业级SSD系统的缓存区。

本发明中，企业级SSD系统，包括处理器、NAND阵列、DRAM、主电源、电容以及非易失存储器；其中，处理器，用于监测主电源的通电状态；DRAM，用于当处理器监测到主电源处于掉电状态，则利用电容提供的电能，将自身保存的缓存数据转移至非易失存储器。

可见，本发明在企业级SSD系统中引入了非易失存储器，当SSD系统中的主电源掉电后，则在电容所提供的电能的支持下，将DRAM中保存的缓存数据转移至上述非易失存储器，由于上述非易失存储器的接口速率与DRAM大致相当，甚至高于DRAM的接口速率，所以在将DRAM中的缓存数据转移至上述非易失存储器的过程中，相应的数据迁移速率远高于将缓存数据迁移至NAND时的数据迁移速率，由此大幅减少了所需的电容供电时长，这样便可使用容量更低的电容来保证掉电保护的可靠性，从而减少了电容对板卡面积的占用比例。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种企业级SSD系统结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种掉电保护方法流程图。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种企业级SSD系统，参见图1所示，该系统包括处理器11、NAND阵列12、DRAM13、主电源14、电容15以及非易失存储器16；其中，

处理器11，用于监测主电源14的通电状态；

DRAM13，用于当处理器11监测到主电源14处于掉电状态，则利用电容15提供的电能，将自身保存的缓存数据转移至非易失存储器16。

本实施例中，上述非易失存储器包括但不限于铁电存储器或磁性随机存储器或相变存储器。另外，上述电容具体可以为铝电解电容。

在传统的企业级SSD系统中，人们通常会将SSD系统的板卡固件固化在SPI Flash(SPI，即Serial Peripheral Interface)或EEPROM(即Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory)中，当板卡上电后，将SPI Flash或EEPROM中的板卡固件读取至处理器中，然后在DRAM中进行执行。由于SPI Flash或EEPROM也需要占用一定的板卡面积，为了进一步提高板卡的面积有效利用率，本实施例中，可以在上述非易失存储器中创建第一存储区和第二存储区；其中，

第一存储区，用于对DRAM所转移的缓存数据进行保存。

第二存储区，用于对上述企业级SSD系统中的板卡固件进行保存。

另外，考虑到在单位面积相同的情况下，上述非易失存储器相对于DRAM，能够存储更多的数据，所以，为了进一步提升板卡面积的有效利用率，本实施例可以令上述非易失存储器发挥部分原本只有DRAM才具备的功能。具体的，本实施例中，上述第一存储区，还可以用于在主电源处于正常通电的状态下，充当企业级SSD系统的缓存区。这样，可以减少DRAM的容量大小，从而减少板卡上DRAM所占的空间位置。

可见，本发明实施例在企业级SSD系统中引入了非易失存储器，当SSD系统中的主电源掉电后，则在电容所提供的电能的支持下，将DRAM中保存的缓存数据转移至上述非易失存储器，由于上述非易失存储器的接口速率与DRAM大致相当，甚至高于DRAM的接口速率，所以在将DRAM中的缓存数据转移至上述非易失存储器的过程中，相应的数据迁移速率远高于将缓存数据迁移至NAND时的数据迁移速率，由此大幅减少了所需的电容供电时长，这样便可使用容量更低的电容来保证掉电保护的可靠性，从而减少了电容对板卡面积的占用比例。换句话说，在保证相同板卡面积的情况下，相对于传统的设计方案，本发明实施例能够存储更大容量的缓存数据，从而提升的SSD系统的整体性能。

相应的，本发明实施例还公开了一种掉电保护方法，应用于企业级SSD系统，其中，企业级SSD系统包括处理器、NAND阵列、DRAM、主电源、电容以及非易失存储器；参见图2所示，上述掉电保护方法包括：

步骤S11：监测主电源的通电状态；

步骤S12：当监测到主电源处于掉电状态，则触发掉电保护指令；

步骤S13：利用电容所提供的电能，在掉电保护指令的控制下，将当前DRAM中保存的缓存数据转移至非易失存储器。

可见，本发明实施例在企业级SSD系统中引入了非易失存储器，当SSD系统中的主电源掉电后，则在电容所提供的电能的支持下，将DRAM中保存的缓存数据转移至上述非易失存储器，由于上述非易失存储器的接口速率与DRAM大致相当，甚至高于DRAM的接口速率，所以在将DRAM中的缓存数据转移至上述非易失存储器的过程中，相应的数据迁移速率远高于将缓存数据迁移至NAND时的数据迁移速率，由此大幅减少了所需的电容供电时长，这样便可使用容量更低的电容来保证掉电保护的可靠性，从而减少了电容对板卡面积的占用比例。换句话说，在保证相同板卡面积的情况下，相对于传统的设计方案，本发明实施例能够存储更大容量的缓存数据，从而提升的SSD系统的整体性能。

另外，考虑到在单位面积相同的情况下，上述非易失存储器相对于DRAM，能够存储更多的数据，所以，为了进一步提升板卡面积的有效利用率，本实施例在上述步骤S13中的将当前DRAM中保存的缓存数据转移至非易失存储器的过程之前，还可以进一步包括：预先对非易失存储器进行分区处理，得到第一存储区和第二存储区。相应的，上述将当前DRAM中保存的缓存数据转移至非易失存储器的过程，包括：将当前DRAM中保存的缓存数据转移至第一存储区。而在主电源处于正常通电的状态下，则可以利用上述第二存储区充当企业级SSD系统的缓存区。

最后，还需要说明的是，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。

以上对本发明所提供的一种企业级SSD系统及其掉电保护方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种企业级SSD系统，其特征在于，包括处理器、NAND阵列、DRAM、主电源、电容以及非易失存储器；其中，

所述处理器，用于监测所述主电源的通电状态；

所述DRAM，用于当所述处理器监测到所述主电源处于掉电状态，则利用所述电容提供的电能，将自身保存的缓存数据转移至所述非易失存储器。

2.根据权利要求1所述的企业级SSD系统，其特征在于，所述非易失存储器包括铁电存储器或磁性随机存储器或相变存储器。

3.根据权利要求1所述的企业级SSD系统，其特征在于，所述电容为铝电解电容。

4.根据权利要求1至3任一项所述的企业级SSD系统，其特征在于，所述非易失存储器包括第一存储区和第二存储区；

其中，所述第一存储区，用于对所述DRAM所转移的缓存数据进行保存。

5.根据权利要求4所述的企业级SSD系统，其特征在于，

所述第二存储区，用于对所述企业级SSD系统中的板卡固件进行保存。

6.根据权利要求4所述的企业级SSD系统，其特征在于，

所述第一存储区，还用于在所述主电源处于正常通电的状态下，充当所述企业级SSD系统的缓存区。

7.一种掉电保护方法，其特征在于，应用于企业级SSD系统，其中，所述企业级SSD系统包括处理器、NAND阵列、DRAM、主电源、电容以及非易失存储器；所述掉电保护方法包括：

监测所述主电源的通电状态；

当监测到所述主电源处于掉电状态，则触发掉电保护指令；

利用所述电容所提供的电能，在所述掉电保护指令的控制下，将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述非易失存储器。

8.根据权利要求7所述的掉电保护方法，其特征在于，所述将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述非易失存储器的过程之前，还包括：

预先对所述非易失存储器进行分区处理，得到第一存储区和第二存储区。

9.根据权利要求8所述的掉电保护方法，其特征在于，所述将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述非易失存储器的过程，包括：

将当前所述DRAM中保存的缓存数据转移至所述第一存储区。

10.根据权利要求8所述的掉电保护方法，其特征在于，还包括：

在所述主电源处于正常通电的状态下，利用所述第二存储区充当所述企业级SSD系统的缓存区。