CN107678697A

CN107678697A - 一种数据非对称备份存储方法及存储器

Info

Publication number: CN107678697A
Application number: CN201711002549.4A
Authority: CN
Inventors: 林万才; 李明伟
Original assignee: JIANGSU DU WAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU DU WAN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2018-02-09
Also published as: WO2019080621A1

Abstract

一种数据非对称备份存储方法及存储器，其特征是它采用两个异构存储芯片共同作为存储单元，并将重要数据同时存储在二个异构存储芯片的存储单元中：所述的异构存储芯片是指所使用的存储芯片的容量不同、生产厂家不同、存储介质不同，它能将重要数据的可靠性从100ppm提高到1ppm。本发现克服了现有备份必须等容量备份的缺点，具有附加成本低，数据存储安全可靠的优点。

Description

一种数据非对称备份存储方法及存储器

技术领域

本发明涉及一种数据存储技术，尤其是一种数据备份技术，具体地说是一种使用异构存储芯片来实现低成本、高可性数据存储的数据非对称备份存储方法及存储器。

背景技术

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立磁盘冗余阵列。RAID就是一种由多块硬盘构成的冗余阵列。虽然RAID包含多块硬盘，但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种：

1.通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能；

2.通过把数据分成多个数据块（Block）并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度；

3.通过镜像或校验操作提供容错能力。

最初开发RAID的主要目的是节省成本，当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容量的硬盘。目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显，但是RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势，实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外，RAID还可以提供良好的容错能力，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响。

RAID技术分为几种不同的等级，分别可以提供不同的速度，安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。常用的RAID级别有以下几种：NRAID，JOD，RAID0，RAID1，RAID0+1，RAID3，RAID5等。当前经常使用的是RAID5和RAID（0+1）。

在闪存技术出现后，RAID技术和概念扩充到了芯片固态存储上，一般的大容量U盘和SSD都是由多个小容量存储芯片联合起来的RAID0技术。

实际运作中，由于存储芯片IC本身的可靠性（一般MTBF200万小时，芯片失效率为100ppm），对于存储重要数据的数据存储器，多采用RAID1冗余存储技术，以对称容量的大小进行双份存储以达到互为备份，达到容错和提高可靠性的目的，而实际操作过程中，针对一些特定应用（比如车载存储）并非所有数据均为重要数据，在存储时数据之间没有区别数据重要性等级，以至于所有数据都进行了双备份，从时效性及存储有效性上来讲是一种浪费，同理作为存储，大容量冗余，单体物理存储空间成本也相应上升。

现有发明技术中，将以上的问题进行了统一考虑，即保存了数据互为备份的优点，并在此基础上进行改良，将同等容量的备份物理载体进行裁剪，结合数据全集非均重要数据的特点，将重要数据，与一般数据进行分类，在写入时，指定其存储位置，逻辑控制进行分配写入主存储器以及小容量的备份存储器，从应用层来讲，对用户为透明的操作，实际内部硬性成本大大缩减，使用率也得到了明显的提升。

发明内容

本发明的目的是针对现有的数据存储中大多采用同构存储芯片作为存储介质存在的存储成本高，尤其是差别化存储时，副存储器利用率不高，造成资源的问题，发明一种使用异构存储芯片进行数据存储的数据非对称备份存储方法及存储器

本发明的技术方案之一是：

一种数据非对称备份存储方法，其特征是它采用两个异构存储芯片共同作为存储单元，并将重要数据同时存储在二个异构存储芯片的存储单元中：所述的异构存储芯片是指所使用的存储芯片的存储容量、生产厂家、生产批次、生产工艺、存储介质、接口方式其中一项或多项不同，它能将重要数据的存储可靠性从100ppm提高到1 ppm,此处的可靠性指的是年故障率。

使用小容量存储芯片作为副存储单元，大容易存储芯片作为主存储单元，且两者的容量比至少在4倍或以上。

本发明采用逻辑控制技术、FLASH海量存储技术、固态存储技术，通用USB、SATA、eMMC总线技术，将数据备份封装成一种非对称的存储单元，用于对重要数据的区别存储，指定重要数据存储空间；当用户需要写入重要数据时，带指定地址写入，写入主副存储芯片物理扇区号重叠部分的空间，逻辑控制单元（LCU）识别到此命令后，自动将主、副存储器对应的空间写入相同的数据，从而使数据的有效性可以比对，进行容错，对应非重要数据可以只写入主存储芯片的扇区，从而限制非重要数据占用副存储器空间，从而降低存储成本。

当用户需要写入重要数据时，可带地址写入，写入16383扇区以内的空间，逻辑控制单元（LCU）识别到此命令后，自动将主、副存储器对应的空间写入相同的数据，从而使数据的有效性可以比对，进行容错，对应非重要数据可以写入16383以外的扇区，从而限制非重要数据占用副存储器空间，从而降低存储成本。

本发明的技术方案之二是：

一种数据非对称备份存储器，其特征是它主要由副存储芯片、主存储芯片和逻辑控制单元组成，所述的副存储芯片和主存储芯片为异构结构的存储芯片，逻辑控制单元通过判断将重要数据分别写入副存储芯片的存储空间和主存储芯片的重要数据存储空间中，逻辑控制单元通过判断将非重要数据写入主存储单元的非重要数据区中。

所述的异构结构是指主副存储芯片的容量不同、生产厂家不同、存储介质不同，它能将重要数据的存储可靠性从100ppm提高到1 ppm。

本明的数据非对称备份存储器，其特征是它被应用于车载存储器中。

本发明的有益效果：

本发现克服了现有备份必须等容量备份的缺点，特别是现阶段存储晶元成本高的情况下，单体存储空间成本变的很昂贵，而现代社会对数据安全的要求越来越高，数据容错的需求也提上了更高的要求，非对称的备份存储有效的解决了这一现有矛盾！

以8G+256G的非对称存储在汽车上的应用为例，智能汽车及未来自动驾驶汽车在运行过程中重要数据（如驾驶动作、自动驾驶状态、自动控制指令等）约占1.5%左右，，其他如发动机、排放、环境音视频等数据为一般数据。采用非对称（异构）RIAD1冗余存储控制方式，在成本上可由原来的增加100%减少到仅需增加约4%，降本增效成效十分明显，在重要数据的可靠性指标上，可以由100ppm提高到1ppm，提高100倍。

附图说明

图1是本发明的芯片存储器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

一种数据非对称备份存储方法，它采用两个异构存储芯片共同作为存储单元，并将重要数据同时存储在二个异构存储芯片的存储单元中：所述的异构存储芯片是指存储芯片的存储容量、生产厂家、生产批次、生产工艺、存储介质、接口方式其中一项或多项不同，它能将重要数据的存储可靠性从100ppm提高到1 ppm，此处的可靠性指的是年故障率。。

具体实施时二个异构存储芯片中一般用小容量存储芯片作为副存储单元，大容易存储芯片作为主存储单元，且两者的容量比至少在4倍或以上为最佳，如图1所示。本发明的存储方法采用了逻辑控制技术、FLASH海量存储技术、主结构USB-OTG技术、固态存储技术，通用USB、SATA、eMMC总线技术，将数据备份存存封装成一种非对称的存储单元，用于对重要数据的区别存储，指定存储空间；当用户需要写入重要数据时，带指定地址写入，写入主副存储芯片物理扇区号重叠部分的空间，逻辑控制单元（LCU）识别到此命令后，自动将主、副存储器对应的空间写入相同的数据，从而使数据的有效性可以比对，进行容错，对应非重要数据可以只写入主存储芯片的扇区，从而限制非重要数据占用副存储器空间，从而降低存储成本。当用户需要写入重要数据时，可带地址写入，如：写入16383扇区以内的空间，逻辑控制单元（LCU）识别到此命令后，自动将主、副存储器对应的空间写入相同的数据，从而使数据的有效性可以比对，进行容错，对应非重要数据可以写入16383以外的扇区，从而限制非重要数据占用副存储器空间，从而降低存储成本。

实施例二。

如图1所示。

一种数据非对称备份存储器，它主要由副存储芯片、主存储芯片和逻辑控制单元组成，所述的副存储芯片和主存储芯片为异构结构的存储芯片，逻辑控制单元通过判断将重要数据分别写入副存储芯片的存储空间和主存储芯片的重要数据存储空间中，逻辑控制单元通过判断将非重要数据写入主存储单元的非重要数据区中。所述的异构结构是指主副存储芯片的容量不同、生产厂家不同、生产工艺、生产批次、存储介质等不同，它能将重要数据的存储可靠性从100ppm提高到1 ppm。图1中的存储技术采用了逻辑控制技术、FLASH海量存储技术、固态存储技术，通用USB、SATA、eMMC等总线技术，将数据备份存存封装成一种非对称的存储单元，当用户需要写入重要数据时，带指定地址写入，写入主副存储芯片物理扇区号重叠部分的空间，逻辑控制单元（LCU）识别到此命令后，自动将主、副存储器对应的空间写入相同的数据，从而使数据的有效性可以比对，进行容错，对应非重要数据可以只写入主存储芯片的扇区，从而限制非重要数据占用副存储器空间，从而降低存储成本，特别对应上1T容量存储要求的工作环境，存储成本尤为重要。当用户需要写入重要数据时，可带地址写入，比如：可写入16383扇区以内的空间，逻辑控制单元（LCU）识别到此命令后，自动将主、副存储器对应的空间写入相同的数据，从而使数据的有效性可以比对，进行容错，对应非重要数据可以写入16383以外的扇区，从而限制非重要数据占用副存储器空间，从而降低存储成本。

实施例三。

以8G+256G的非对称存储在汽车上的应用为例，智能汽车及未来自动驾驶汽车在运行过程中重要数据（如驾驶动作、自动驾驶状态、自动控制指令等）约占1.5%左右，其他如发动机、排放、环境音视频等数据为一般数据。采用非对称RIAD1冗余存储控制方式，将重要数据同时在8G副存储器和256G主存储器的重要数据区中存储，而8G存储器的成本仅为256G存储器的4%，相当于只要增加约4%的成本，即可实现原来对称存储时两个256G存储器相同的效果，同时在重要数据的可靠性指标上，可以由100ppm提高到1ppm，提高100倍。而且8G存储器和256G存储器最好采用不同生产厂家、不同存储介质的存储器以实现真正意义上的异构。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种数据非对称备份存储方法，其特征是它采用两个异构存储芯片共同作为存储单元，并将重要数据同时存储在二个异构存储芯片的存储单元中：所述的异构存储芯片是指所使用的存储芯片的存储容量、生产厂家、生产批次、生产工艺、存储介质、接口方式其中一项或多项不同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是使用小容量存储芯片作为副存储单元，大容易存储芯片作为主存储单元，且两者的容量比至少在4倍或以上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是它采用逻辑控制技术、FLASH海量存储技术、固态存储技术，通用USB、SATA、eMMC总线技术，将数据备份封装成一种非对称的存储单元，用于对重要数据的区别存储，指定重要数据存储空间；当用户需要写入重要数据时，带指定地址写入，写入主副存储芯片物理扇区号重叠部分的空间，逻辑控制单元（LCU）识别到此命令后，自动将主、副存储器对应的空间写入相同的数据，从而使数据的有效性可以比对，进行容错，对应非重要数据可以只写入主存储芯片的扇区，从而限制非重要数据占用副存储器空间，从而降低存储成本。

4.一种数据非对称备份存储器，其特征是它主要由副存储芯片、主存储芯片和逻辑控制单元组成，所述的副存储芯片和主存储芯片为异构结构的存储芯片，逻辑控制单元通过判断将重要数据分别写入副存储芯片的存储空间和主存储芯片的重要数据存储空间中，逻辑控制单元通过判断将非重要数据写入主存储单元的非重要数据区中。

5.根据权利要求1所述的数据非对称备份存储器，其特征是所述的异构结构是指主副存储芯片的存储容量、生产厂家、生产批次、生产工艺、存储介质、接口方式其中一项或多项不同，它能将重要数据的存储可靠性从100ppm提高到1 ppm。

6.一种权利要求5所述的数据非对称备份存储器，其特征是它被应用于车载存储器中。