CN108121509B - 一种提高ssd读操作时raid效率的方法及ssd - Google Patents

一种提高ssd读操作时raid效率的方法及ssd Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高SSD读操作时RAID效率的方法及SSD，两个以上数据页组成一个条带，每个条带至少包括一个校验页，其它页为数据页，其特征在于增加自动重读模块，当NFC读取同一条带的一个数据页时出现UECC时，标志为第一出错页，将该数据页所在的条带的其它数据页和校验页读出并立即判断是否存在UECC，如果存在UECC，则将出错的页标志为第二出错页，并直接启动自动重读模块对第二出错页进行重读操作；如果成功则将读出的数据页和校验页输入到RAID模块，恢复出第一出错页的正确数据。硬件执行重读减少了时间消耗，提高了RAID的效率。错误数据不会进入RAID模块，减少了RAID执行XOR操作的次数，也降低了硬件执行的时间消耗，提高了性能。

Description

一种提高SSD读操作时RAID效率的方法及SSD
技术领域
本发明涉及固态硬盘控制技术，特别涉及一种提高SSD读操作时RAID效率的方法及SSD。
背景技术
SSD(固态硬盘)已经被广泛应用于各种场合，随着技术的发展，颗粒已经从2DNAND Flash发展到3D NAND FLASH，性能也已经达到3.2GBps。
基于NAND FLASH的SSD为提高可靠性，延长使用寿命都会使用纠错算法，从BCH到现在的LDPC，纠错算法也在不断发展。为构建大容量、高性能和高可靠的存储系统，SSD中还会使用磁盘冗余阵列(RAID)技术。传统SSD使用的RAID在读出错时需要固件进行大量干预。
图1是现有SSD RAID(4+1)读操作模型图,现有SSD的RAID校验信息均匀地分布在SSD上，条带号由逻辑页面LPA计算，当进行数据读取操作时，按如下流程步骤进行操作：
1)主机通知SSD有新的命令，SSD硬件自动将命令信息取到本地FIFO；
2)SSD固件查询并获取新的命令；
3)SSD固件将所获取的命令提交给CM(命令管理)模块执行；
4)CM完成预处理(读写分离等)，提交算法模块进一步执行；
5)算法模块分配read buffer，并发起对后端读请求；
6)NFC接收到读请求后，向NAND flash发起读操作；
7)NFC发起RAID操作，等待RAID完成通知硬件进行数据传输，并等待数据传输完成。
其中NFC为硬盘控制器Nand FLash Control。
图2是按现有读操作流程读取出现UECC错误的处理流程图；假设page3在读取过程中出现UECC，需要读取关联页page0～2和parity page进行RAID操作，具体处理流程示例如下：
1)从NAND flash中读取的原始数据page0～2和校验页parity page，数据分别为D0～2和Dparity，先经过RAID做XOR得到数据D3’，再将数据放入DRAM；
2)假设D0数据有错，需要先将DRAM中暂存的数据D0和D3’进行XOR得到数据D3”；
3)NFC再发起page0的重读操作read retry，直到读到准确无误的数据D0’；
4)将D0’和D3”放入RAID模块进行XOR操作恢复出page3准确的数据D3；
在整个过程中，需要固件发起将UECC的数据D0放入RAID进行XOR操作，以及发起page0的重读操作read retry。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的是如何提高SSD读出错时的RAID效率。
为了解决以上问题本发明提出了一种提高SSD读操作时RAID效率的方法，两个以上数据页组成一个条带，每个条带至少包括一个校验页，其它页为数据页，其特征在于增加自动重读模块，当NFC读取同一条带的一个数据页时出现UECC时，标志为第一出错页，将该数据页所在的条带的其它数据页和校验页读出并立即判断是否存在UECC，如果存在UECC，则将出错的页标志为第二出错页，并直接启动自动重读模块对第二出错页进行重读操作，直到重读成功或所有重读都失败；如果成功则将读出的数据页和校验页输入到RAID模块，恢复出第一出错页的正确数据。
所述的提高SSD读操作时RAID效率的方法，其特征在于所述自动重读模块由硬件模块实现。
一种SSD，SSD内的数据采用RAID方式存储，读出时通过RAID校验数据，由两个以上数据页组成一个条带，每个条带至少包括一个校验页，其它页为数据页，其特征在于增加自动重读模块，当NFC读取同一条带的一个数据页是出现UECC时，标志为第一出错页，将该数据页所在的条带的其它数据页和校验页读出并立即判断是否存在UECC，如果存在UECC，则将出错的页标志为第二出错页，并直接启动自动重读模块对第二出错页进行重读操作，直到重读成功或所有重读都失败；如果成功则将读出的数据页和校验页输入到RAID模块，恢复出第一出错页的正确数据。
根据权利要求1所述的SSD，其特征在于所述自动重读模块由硬件模块实现。
本发明的有益效果是：从NAND FLASH读出数据后，先判断是否有错误，如果有错就先进行自动重读操作进行自动纠错，直到将读取正确为止，再将准确无误的数据放入RAID模块进行XOR操作，降低固件参与的程度，提高RAI D效率。
附图说明
图1是现有SSD RAID(4+1)读操作模型图；
图2是按现有读操作流程读取出现UECC错误的处理流程图；
图3是改进后的读操作模型图；
图4是改进后的出现UECC错误的处理流程图。
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作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。
图3是改进后的读操作模型图；RAID校验信息均匀地分布在SSD上，条带号由逻辑页面LPA计算，当进行数据读取操作时，按如下流程步骤进行操作：
1)主机通知SSD有新的命令，SSD硬件自动将命令信息取到本地FIFO；
2)SSD固件查询并获取新的命令；
3)SSD固件将所获取的命令提交给CM(命令管理)模块执行；
4)CM完成预处理(读写分离等)，提交算法模块进一步执行；
5)算法模块分配read buffer，并发起对后端读请求；
6)NFC接收到读请求后，向NAND flash发起读操作；
7)NFC读出的数据进入自动重读模块发现有UECC，就不传输给RAID模块，而是直接发起read retry操作，拿到准确数据后再放入RAID进行校验操作，如进行异或计算；
8)NFC发起RAID操作，等待RAID完成通知硬件进行数据传输，并等待数据传输完成。
图4是改进后的出现UECC错误的处理流程图，
1)从NAND flash中读取的原始数据page0～2，parity page，数据分别为D0～2，Dparity；
2)如果发现D0有UECC，auto read retry模块自动进行read retry操作，直到得出准确数据D0’；
3)将D0’、D1、D2、Dparity放入RAID模块进行XOR，恢复出page3的数据D3。
在整个处理过程中，固件只发起了page0～2、parity page的读操作，其余读操作和read retry操作由硬件自动执行，降低了固件的干预程度。由于固件执行效率低于硬件执行效率，由硬件执行auto read retry减少了时间消耗，提高了RAID的效率。
同时，由于错误数据不会进入RAID模块，减少了RAID执行XOR操作的次数，也降低了硬件执行的时间消耗，提高了性能
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种提高SSD读操作时RAID效率的方法，两个以上数据页组成一个条带，每个条带至少包括一个校验页，其它页为数据页，其特征在于增加自动重读模块，当NFC读取同一条带的一个数据页时出现UECC时，标志为第一出错页，将该数据页所在的条带的其它数据页和校验页读出并立即判断是否存在UECC，如果存在UECC，则将出错的页标志为第二出错页，并直接启动自动重读模块对第二出错页进行重读操作，直到重读成功或所有重读都失败；如果成功则将读出的数据页和校验页输入到RAID模块，恢复出第一出错页的正确数据。
2.根据权利要求1所述的提高SSD读操作时RAID效率的方法，其特征在于所述自动重读模块由硬件模块实现。
3.一种SSD，SSD内的数据采用RAID方式存储，读出时通过RAID校验数据，由两个以上数据页组成一个条带，每个条带至少包括一个校验页，其它页为数据页，其特征在于增加自动重读模块，当NFC读取同一条带的一个数据页是出现UECC时，标志为第一出错页，将该数据页所在的条带的其它数据页和校验页读出并立即判断是否存在UECC，如果存在UECC，则将出错的页标志为第二出错页，并直接启动自动重读模块对第二出错页进行重读操作，直到重读成功或所有重读都失败；如果成功则将读出的数据页和校验页输入到RAID模块，恢复出第一出错页的正确数据。
4.根据权利要求3所述的SSD，其特征在于所述自动重读模块由硬件模块实现。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110389724B (zh) * 2019-07-23 2023-06-06 深圳忆联信息系统有限公司 基于固态硬盘的parity page识别方法和装置
CN113946469A (zh) * 2021-10-29 2022-01-18 苏州浪潮智能科技有限公司 一种固态硬盘的数据纠错处理方法及装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101436434A (zh) * 2007-08-16 2009-05-20 三星电子株式会社 提供快速编程及读操作的非易失性存储设备、系统和方法
CN102549554A (zh) * 2009-09-29 2012-07-04 美光科技公司 基于条带的存储器操作
CN103019617A (zh) * 2012-11-25 2013-04-03 向志华 高效实现ssd内部raid的构建方法、数据读写方法及装置
CN104156174A (zh) * 2014-07-31 2014-11-19 记忆科技(深圳)有限公司 基于条带的固态硬盘raid实现方法及装置
CN106776110A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 忆正科技（武汉）有限公司 一种用于固态存储读策略的控制方法
CN107203436A (zh) * 2017-05-25 2017-09-26 郑州云海信息技术有限公司 一种Nand Flash数据校验的方法与装置
CN107391027A (zh) * 2016-05-03 2017-11-24 三星电子株式会社 廉价磁盘冗余阵列存储设备及其管理方法
CN107423160A (zh) * 2017-07-24 2017-12-01 山东华芯半导体有限公司 一种提高NAND flash读速度的方法及装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8902652B1 (en) * 2014-05-13 2014-12-02 Sandisk Technologies Inc. Systems and methods for lower page writes

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101436434A (zh) * 2007-08-16 2009-05-20 三星电子株式会社 提供快速编程及读操作的非易失性存储设备、系统和方法
CN102549554A (zh) * 2009-09-29 2012-07-04 美光科技公司 基于条带的存储器操作
CN103019617A (zh) * 2012-11-25 2013-04-03 向志华 高效实现ssd内部raid的构建方法、数据读写方法及装置
CN104156174A (zh) * 2014-07-31 2014-11-19 记忆科技(深圳)有限公司 基于条带的固态硬盘raid实现方法及装置
CN107391027A (zh) * 2016-05-03 2017-11-24 三星电子株式会社 廉价磁盘冗余阵列存储设备及其管理方法
CN106776110A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 忆正科技（武汉）有限公司 一种用于固态存储读策略的控制方法
CN107203436A (zh) * 2017-05-25 2017-09-26 郑州云海信息技术有限公司 一种Nand Flash数据校验的方法与装置
CN107423160A (zh) * 2017-07-24 2017-12-01 山东华芯半导体有限公司 一种提高NAND flash读速度的方法及装置

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