CN108630280A - 在非挥发性储存装置上提升数据耐久性的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种在非挥发性储存装置上提升数据耐久性的控制方法，此非挥发性储存装置包含一控制单元、一基板、一温度感测单元及至少一非挥发性储存单元，此控制方法包含下列步骤：供给一电力至非挥发性储存装置。写入数据至非挥发性储存单元。记录该数据被写入到此非挥发性储存单元的一数据储存时间。定期读取此温度感测单元的一测量温度。当数据储存时间长于一耐久时间门限值或是测量温度符合一耐久温度判断条件或非挥发内存使用次数(写入/抹除次数，P/E cycles)达一门限值时，在非挥发性储存单元上覆写该数据，并增加自动定期驱动机制的一数据覆写执行频率。本公开提供的控制方法可以提升数据耐久性。
Description
技术领域
本公开涉及数据存储技术领域，具体而言，涉及一种可以在非挥发性储存装置上提升数据耐久性的控制方法。
背景技术
NAND Flash是SSD用来承载、储存数据的内存，SSD并可通过Controller(控制器)进行各种运算处理，而这些过程中的任何一个细节，都有可能影响到SSD的产品效能表现、可靠度、稳定度等等。
NAND Flash的任何特性都可能成为影响到SSD性能表现。像是不同芯片类型的NAND Flash，从SLC、MLC演进到TLC，每一储存单位存放的位越多，就越可能发生错误的状况，也越可能使P/E Cycle(写入/抹除次数)次数下降而影响可靠度。而NAND Flash在DataRetention(数据耐久性)上的能力，亦是SSD是否能取代传统硬盘的一大关键。
NAND Flash的储存方式是通过电荷储存于floating gate中，并通过不同的起始驱动电压来判断储存数据，而储存于floating gate上的电荷会时间的增加，逐渐流失，且流失的速度会因温度与P/E Cycle而不同，而只要对该Block进行覆写(Re-write)即可回复floating gate的电位。现行的做法，可分为被动检查与主动检查。
被动检查是在用户要求读取某逻辑区域的数据时，固件会去读取存在NAND Flash中，相对应的实体页数据，在读取的同时检查数据的Error Bit数量，当数据的Error Bit数量达到一门限值时，会对该Block的进行覆写。
主动检查是在储存装置闲置时对储存装置所有的实体区域进行读取同时检查数据的Error Bit数量，当数据的Error Bit数量达到一门限值时，会对该Block的进行覆写但由于这种需要花费大量时间，依储存装置容量大小，需数分钟到数十分钟，在几乎不闲置或空闲时间不到几分钟系统应用中并无法发挥功能。
因此目前大多以被动检查的方式为主，但这种方式只会对用户经常读取的数据区域做检查与覆写，无法检查到使用者长时间未读取的数据区域造成该区域数据的流失。
因此，如何改善上述数据耐久性的问题便成为了一个极为重要的问题。
发明内容
有鉴于上述现有技艺的问题，本发明的目的就是在提供一种在非挥发性储存装置上提升数据耐久性的控制方法，此非挥发性储存装置包含一控制单元、一基板、一温度感测单元及至少一非挥发性储存单元，其包含下列步骤。
供给电力至该非挥发性储存装置。
写入数据至该至少一非挥发性储存单元。
记录该数据被写入至该至少一非挥发性储存单元的数据储存时间。
定期读取该温度感测单元的测量温度。
当该数据储存时间长于耐久时间门限值或是该测量温度符合耐久温度判断条件时，在该至少一非挥发性储存单元上覆写该数据。
增加自动定期驱动机制的数据覆写执行频率。
优选地，本发明的控制方法还包含：读取该非挥发性储存装置的写入/抹除次数。当该写入/抹除次数高于耐久存取门限值时，在该至少一非挥发性储存单元上覆写该数据。
优选地，该控制单元是根据该写入/抹除次数的提高而对应地增加该数据覆写执行频率。
优选地，该控制单元是根据该测量温度变化的级距而对应地增加该数据覆写执行频率。
优选地，该测量温度是该温度感测单元测量该至少一非挥发性储存单元的温度。
优选地，该温度感测单元是测量该控制单元或该基板的温度。
优选地，本发明的控制方法还包含当停止供给该电力至该非挥发性储存装置时，重新归零该数据储存时间。
优选地，本发明的控制方法还包含停止供给该电力至该非挥发性储存装置时，暂停该数据储存时间的累计，直到再次供给该电力至该非挥发性储存装置。
附图说明
图1是本发明第一优选实施例的控制方法的步骤流程图。
图2是本发明第二优选实施例的控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
为方便了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能实现的技术效果，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书的用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利要求，合先叙明。
请参阅图1，其为本发明第一优选实施例的控制方法的步骤流程图。其涉及一种在非挥发性储存装置上提升数据耐久性(Data retention)的控制方法，此非挥发性储存装置包含一控制单元、一基板、一温度感测单元及至少一非挥发性储存单元。
在一实施例中，此非挥发性储存装置可以为一固态硬盘或是一固态硬盘模块，控制单元可以为一微控制器，非挥发性储存单元可以为一NAND Flash，控制单元及非挥发性储存单元是置于基板上，此基本可以为一PCB板。可以理解的是，此基板上亦存在其他电子组件(如被动组件)与此控制单元及非挥发性储存单元一同运行。此外，此温度感测单元可以包含一温度传感器，且此温度感测单元可以置于控制单元的内或是置于基板上，若置于控制器内时，则其可以测量控制器运行时的一温度，若置于基板上，则其可以测量一般的室内温度。值得一提的是，在本实施例中是将温度感测单元置于控制单元内来举例实施，但不以此为限。
本发明的在非挥发性储存装置上提升数据耐久性的控制方法可包含下列步骤。
步骤S11是供给一电力至此非挥发性储存装置。其中此电力的供给来源可以为一计算机主机，并通过一电源传输线连接此计算机主机与此非挥发性储存装置，如SATA扁平电缆使用的电源传输线或是IDE扁平电缆使用的电源传输线。
步骤S12是可由一计算机主机写入一数据至此非挥发性储存装置中的至少一非挥发性储存单元。
步骤S13是由控制单元记录数据被写入至非挥发性储存单元的一数据储存时间，其中控制单元可利用一缓存器或是一非挥发性储存单元来记录此数据储存时间的写入时间，其中此非挥发性储存单元可包含一NAND Flash。
步骤S14是由控制单元定期读取温度感测单元所测量到的一测量温度。
步骤S15是由控制单元进行判断，当数据储存时间长于一耐久时间门限值或是测量温度符合一耐久温度判断条件时，在此非挥发性储存单元上覆写此数据一次。
在一优选实施例中，此耐久时间门限值可以设定为一特定时间，如12个月，而此耐久温度判断条件可以为高于一高温门限值或是低于一低温门限值，当控制单元判断当下的数据储存时间及测量温度符合其中的一时，便可先将此数据所在的非挥发性储存单元进行抹除并重新写入此数据一次，其中抹除/写入此非挥发性储存单元的操作可以由本技术领域中技术人员所熟知，故在此不进行赘述。步骤S16是由控制单元增加Auto-Refresh(自动定期驱动机制)的一数据覆写执行频率。换言的，若一开始数据覆写执行频率执行此自动定期驱动机制的默认周期为24个月一次，当控制单元进行数据覆写后，可一并将此数据覆写执行频率增加至24个月两次(即平均12个月一次)，以提升此非挥发性储存装置的数据耐久性。值得一提的是，本实施例所增加的数据覆写执行频率(24个月两次)仅为举例实施，但不以此为限，使用者可视其实际需求进行调整。
值得一提的是，在本实施例中，当停止供给电力至此非挥发性储存装置时，则可由控制单元重新归零此数据储存时间。举例来说，若供给电力的计算机主机重机开机时，则此数据储存时间的数值将会重新开始计算。但在另一实施例中，若是当停止供给电力至此非挥发性储存装置时，亦可以由控制单元暂停此数据储存时间的累计，直到再次供给电力至此非挥发性储存装置后，便再次地进行此数据储存时间的累计。
此外，控制单元可以根据测量温度的一变化级距而对应地增加数据覆写执行频率，其中此变化级距可以为测量温度变化的一间距。举例来说，当此测量温度高于高温门限值的后，若此测量温度每提高摄氏温度3度，则控制单元便可增加此数据覆写行频率，本实施例中的测量温度变化之间距是举例实施用，但不以此为限，可联想到的是，此测量温度的变化级距亦可以包含所读取到的测量温度的一变化模式，若是此变化模式符合一特定规律时，便可以对应地增加数据覆写执行频率。
通过这种方式可得知，使用本发明的控制方法的非挥发性储存装置可有效地避免储存于floating gate的电荷遗失的问题，特别是当此非挥发性储存装置位于一特殊环境时，如一极地气候，或是当提供电力予此非挥发性储存装置的计算机主机需维持在一经常性的运行状态，例如一工作站或是一服务器，而控制单元也可以根据此数据储存时间或是此测量温度来调整自动定期驱动机制的数据覆写执行频率，故本发明的控制方法的确可以有效地提升此非挥发性储存装置的数据耐久性，以防止数据错误的情况发生。
请参阅图2，其为本发明第二优选实施例的控制方法的步骤流程图，并请一并参阅图1。其中此控制方法是包含以下步骤。
步骤S21是供给一电力至此非挥发性储存装置。
步骤S22是可由一计算机主机写入一数据至此非挥发性储存装置中的至少一非挥发性储存单元。
步骤S23是由控制单元记录数据被写入至非挥发性储存单元的一数据储存时间。
步骤S24是由控制单元定期读取温度感测单元所测量到的一测量温度。
步骤S25是读取非挥发性储存装置的一写入/抹除次数。
步骤S26是由控制单元进行判断，当数据储存时间长于一耐久时间门限值或是测量温度符合一耐久温度判断条件或是写入/抹除次数高于一耐久存取门限值时，在此非挥发性储存单元上覆写此数据一次。
步骤S27是由控制单元增加Auto-Refresh(自动定期驱动机制)的一数据覆写执行频率。
在本实施例中的步骤是大致相同于第一实施例的步骤，故在此不进行赘述。其不同的地方在于步骤S25及步骤S26中，控制单元将会额外地定期读取写入/抹除次数，并根据所读取到的写入/抹除次数来触发覆写数据的行为。一般而言，非挥发性储存装置上可供写入/抹除次数有一上限值，如SLC的平均写入/抹除次数为六至十万次，MLC的平均写入/抹除次数为三千次)，且其数据耐久性的维持时间将会与实际的写入/抹除次数的数值成反比，因此，当所读取到的写入/抹除次数愈大时，则表示此非挥发性储存装置的数据耐久性的维持时间也愈短，则此时此控制单元将会自动地执行覆写数据的动作，以确保避免数据错误的情形发生。
在一优选的实施例中，控制单元可以根据写入/抹除次数的提高而对应地增加数据覆写执行频率。详细地说明，若是此写入/抹除次数逐渐趋近此非挥发性储存装置的上限值时，则此控制单元可以适当地增加此数据覆写执行频率。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的构思构思与实施方式，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书中。
Claims (8)
1.一种在非挥发性储存装置上提升数据耐久性的控制方法，该非挥发性储存装置包含一控制单元、一基板、一温度感测单元及至少一非挥发性储存单元，其特征在于，该控制方法包含：
供给一电力至该非挥发性储存装置；
写入一数据至该至少一非挥发性储存单元；
记录该数据被写入至该至少一非挥发性储存单元的一数据储存时间；
定期读取该温度感测单元的一测量温度；
当该数据储存时间长于一耐久时间门限值或是该测量温度符合一耐久温度判断条件时，在该至少一非挥发性储存单元上覆写该数据；以及增加自动定期驱动机制的一数据覆写执行频率。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包含：
读取该非挥发性储存装置的一写入/抹除次数；
当该写入/抹除次数高于一耐久存取门限值时，在该至少一非挥发性储存单元上覆写该数据。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，该控制单元是根据该写入/抹除次数的提高而对应地增加该数据覆写执行频率。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该控制单元是根据该测量温度变化的级距而对应地增加该数据覆写执行频率。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该测量温度是该温度感测单元测量该至少一非挥发性储存单元的温度。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该温度感测单元是测量该控制单元或该基板的温度。
7.权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包含当停止供给该电力至该非挥发性储存装置时，将该数据储存时间重新归零。
8.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包含当该电力停止供给至该非挥发性储存装置时，暂停该数据储存时间的累计，直到再次供给该电力至该非挥发性储存装置。
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