CN109741783A - 一种选择最佳NAND Flash读操作电平的方法 - Google Patents

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王彬
李铁
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Abstract

本发明公开一种选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，将NAND Flash读操作特性测试与机器学习的线性回归算法相结合，挖掘出最佳NAND Flash存储器读操作电平与NAND Flash存储器数据稳定性影响因素(PE、Retention Time、Read Disturb)之间的线性关系。产品在读取NAND Flash存储器之前通过该线性关系找到当前对应的最佳电平，从而降低硬件纠错失败的概率，避免产品的读操作性能的下降。

Description

一种选择最佳NAND Flash读操作电平的方法
技术领域
本发明涉及一种选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，属于存储器技术领域。
背景技术
NAND Flash存储器是Flash存储器的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。NAND Flash存储器具有容量较大，体积小、读写速度快、掉电数据不丢失等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用。
由于硬件电气特性的影响，当读取存储在NAND Flash存储器中的数据时，部分数据位会发生反转。当前使用NAND Flash存储器的产品中，都会通过硬件纠错模块恢复发生反转的数据，当发生反转的数据量较大并超出硬件纠错模块的纠错能力时，使用者必须调整NAND Flash存储器的读操作电平并进行额外的读操作，将反转的数据量降低至纠错模块的能力范围内，从而获得正确的数据。但是，频繁引入额外的读操作会大幅降低产品的读操作性能。
传统的NAND Flash访问方法中，每次对NAND Flash的读操作都首先使用默认的读电平。默认的读电平获取数据错误过多并且超出硬件纠错模块的纠错能力时，用户需要调节读电平并重新执行一次或多次读操作重新获取数据。这种方法会导致NAND Flash的读操作访问性能大幅降低。
发明内容
本发明的目的是将NAND Flash读操作特性测试与机器学习的线性回归算法相结合，挖掘出最佳NAND Flash存储器读操作电平与NAND Flash存储器数据稳定性影响因素(PE、Retention Time、Read Disturb)之间的线性关系。产品在读取NAND Flash存储器之前通过该线性关系找到当前对应的最佳电平，从而降低硬件纠错失败的概率，避免产品的读操作性能的下降。
NAND Flash存储器的数据稳定性，即数据反转的概率，主要受到NAND Flash块的PE、Retention Time、Read Disturb三种因素的影响。通过对同一批次NAND Flash的批量测试，可以得到PE、Retention Time、Read Disturb处于不同阶段时最佳的读电平的值。将测试得到的数据经过线性回归算法的处理后，即可得到最佳的读电平与PE、Retention Time、Read Disturb之间的线性关系。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，包括以下步骤：S01）、对多个或者单个NAND Flash进行批量测试，得到PE、Retention Time、Read Disturb处于不同阶段时对应的最佳读电平的值，并进行记录，PE指NAND Flash块的磨损次数，Retention Time指从数据写入NAND Flash开始，到本次读取数据为止，这个阶段的时间长度，Read Disturb是指NAND Flash块的读操作次数；S02）、将批量测试得到的数据输入机器学习的线性回归模型，得出最佳读电平与PE、Retention Time、Read Disturb之间的线性函数；S03）、用户在对NAND Flash进行读操作之前，将当前PE、Retention Time、Read Disturb参数传入步骤S02得到的线性函数，从而得到当前最佳的读电平。
进一步的，对多个或者单个NAND Flash进行批量测试的方法为：取同一批次的多块NAND Flash或者单块NAND Flash的多个block块作为样本，使多块NAND Flash或者单块NAND Flash样本下的多个block块处于不同的PE、Retention Time、Read Disturb的状态下，依次遍历所有可取的读电平，分别找到PE、Retention Time、Read Disturb处于不同阶段时对应的最佳读电平的值。
进一步的，利用NAND Flash厂商提供的命令依次遍历所有可取的读电平。
进一步的，出错率最低的读电平为最佳读电平。
进一步的，对单块NAND Flash样本或者单块NAND Flash下的某个block块样本进行测试的步骤为：S11）、对NAND Flash执行x次磨损；S12）、向NAND Flash写入数据；S13）、将NAND Flash在某一温度下放置 Y小时；S14）、对NAND Flash执行Z次块读取；S15）、依次调节读电平，读取NAND Flash数据，选择出错率最低的读电平。
进一步的，不同NAND Flash样本执行步骤S13时，将Retention Time换算到同一温度下比较。
进一步的，X≤10000，Y≤3个月，Z≤1000000。
本发明的有益效果：本发明将NAND Flash读操作特性测试与机器学习的线性回归算法相结合，挖掘出最佳NAND Flash存储器读操作电平与NAND Flash存储器数据稳定性影响因素(PE、Retention Time、Read Disturb)之间的线性关系。产品在读取NAND Flash存储器之前通过该线性关系找到当前对应的最佳电平，从而降低硬件纠错失败的概率，避免产品的读操作性能的下降。用户在对NAND Flash进行读操作之前，只需将当前PE、RetentionTime、Read Disturb参数传入线性公式即可得到当前最佳的读电平，通过该电平访问NANDFlash，可以极大的降低NAND Flash数据错误超出硬件模块纠错能力的概率，从而保持对NAND Flash读取的高速、稳定。
附图说明
图1为对单块NAND Flash样本或者单块NAND Flash下的某个block块样本进行测试的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
由于NAND Flash硬件特性的原因，存储在NAND Flash中的数据会发生数据反转，但是选取合适的读电平能够降低数据反转的概率。本实施例针对当前应用比较多的TLC类型NAND Flash，每次读操作的效果由A、B、C、D、E、F、G七个读电平决定。
存储在NAND Flash上的数据稳定性主要受到PE、Retention Time和Read Disturb三种因素的影响。PE是指NAND Flash块的磨损次数，一般是磨损的次数越大，数据越不稳定。Retention Time是指从数据写入NAND Flash开始，到第一次读取数据的时间长度。Retention Time需要换算到同一温度进行比较，比如数据写入NAND Flash之后，在40℃放置了48小时，在70℃放置了6个小时，那么在进行计算时，可以把时间都换算到40℃，也可以换算到70℃，通过现在常用的换算方法即可。Read Disturb特性是指数据写入NAND Flash之后，位于同一块(block)的其他数据被读取时，当前数据的稳定性会受到影响，因此要记录NAND Flash块的读操作次数。最佳NAND Flash读电平的选取，必须要同时考虑PE、Retention Time、Read Disturb三种因素。
确定要考虑的三种因素后，选择最佳NAND Flash读操作水平的方法包括以下步骤：
S01）、对多个或者单个NAND Flash进行批量测试，得到PE、Retention Time、ReadDisturb处于不同阶段时对应的最佳读电平的值，并进行记录。对多个或者单个NAND Flash进行批量测试的方法为：取同一批次的多块NAND Flash或者单块NAND Flash的多个block块作为样本，使多块NAND Flash或者单块NAND Flash样本下的多个block块处于不同的PE、Retention Time、Read Disturb的状态下，利用NAND Flash厂商提供的命令依次遍历所有可取的读电平，分别找到PE、Retention Time、Read Disturb处于不同阶段时A、B、C、D、E、F、G的当前最优值并进行记录，出错率最低的读电平为最佳读电平；
创建读操作电平特性数据统计样表，记录PE、Retention Time、Read Disturb处于不同阶段时，对应的最佳读电平特性；
表1 最佳NAND Flash读操作电平特性数据统计样表
S02）、将批量测试得到的数据输入机器学习的线性回归模型，得出最佳读电平与PE、Retention Time、Read Disturb之间的线性函数；
A、B、C、D、E、F、G七个电平与PE、Retention Time、Read Disturb的线性函数为：
optimal_a = fA(PE, Retention_Time, Read_Disturb)，
optimal _b = fB(PE, Retention_Time, Read_Disturb)，
optimal _c = fC(PE, Retention_Time, Read_Disturb)，
optimal _d = fD(PE, Retention_Time, Read_Disturb)，
optimal _e = fE(PE, Retention_Time, Read_Disturb)，
optimal _f = fF(PE, Retention_Time, Read_Disturb)，
optimal _g = fG(PE, Retention_Time, Read_Disturb)，
S03）、通过以上的七个线性函数，NAND Flash读操作之前可以获取当前状态最佳的读电平，用户在对NAND Flash进行读操作之前，将当前PE、Retention Time、Read Disturb参数传入步骤S02得到的线性函数，从而得到当前最佳的读电平，从而使NAND Flash数据的错误率维持在较低水平，避免了由于错误率太高而导致的读性能大幅下降。
如图1所示，对单块NAND Flash样本或者单块NAND Flash下的某个block块样本进行测试的步骤为：S11）、对NAND Flash执行x次磨损；S12）、向NAND Flash写入数据；S13）、将NAND Flash在某一温度下放置 Y小时；S14）、对NAND Flash执行Z次块读取；S15）、依次调节读电平，读取NAND Flash数据，选择出错率最低的读电平；X≤10000，Y≤3个月，Z≤1000000。
不同NAND Flash样本执行步骤S13时，将Retention Time换算到同一温度下比较。
传统的NAND Flash访问方法中，每次对NAND Flash的读操作都首先使用默认的读电平。默认的读电平获取数据错误过多并且超出硬件纠错模块的纠错能力时，用户需要调节读电平并重新执行一次或多次读操作重新获取数据。这种方法会导致NAND Flash的读操作访问性能大幅降低。
通过本专利所阐述的方法，用户在对NAND Flash进行读操作之前，只需将当前PE、Retention Time、Read Disturb参数传入线性公式即可得到当前最佳的读电平，通过该电平访问NAND Flash，可以极大的降低NAND Flash数据错误超出硬件模块纠错能力的概率，从而保持对NAND Flash读取的高速、稳定。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，其特征在于：包括以下步骤：S01）、对多个或者单个NAND Flash进行批量测试，得到PE、Retention Time、Read Disturb处于不同阶段时对应的最佳读电平的值，并进行记录，PE指NAND Flash块的磨损次数，RetentionTime指从数据写入NAND Flash开始，到第一次读取数据的时间长度，Read Disturb是指NAND Flash块的读操作次数；S02）、将批量测试得到的数据输入机器学习的线性回归模型，得出最佳读电平与PE、Retention Time、Read Disturb之间的线性函数；S03）、用户在对NAND Flash进行读操作之前，将当前PE、Retention Time、Read Disturb参数传入步骤S02得到的线性函数，从而得到当前最佳的读电平。
2.根据权利要求1所述的选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，其特征在于：对多个或者单个NAND Flash进行批量测试的方法为：取同一批次的多块NAND Flash或者单块NANDFlash的多个block块作为样本，使多块NAND Flash或者单块NAND Flash样本下的多个block块处于不同的PE、Retention Time、Read Disturb的状态下，依次遍历所有可取的读电平，分别找到PE、Retention Time、Read Disturb处于不同阶段时对应的最佳读电平的值。
3.根据权利要求2所述的选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，其特征在于：利用NAND Flash厂商提供的命令依次遍历所有可取的读电平。
4.根据权利要求1所述的选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，其特征在于：出错率最低的读电平为最佳读电平。
5.根据权利要求2所述的选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，其特征在于：对单块NAND Flash样本或者单块NAND Flash下的某个block块样本进行测试的步骤为：S11）、对NAND Flash执行x次磨损；S12）、向NAND Flash写入数据；S13）、将NAND Flash在某一温度下放置 Y小时；S14）、对NAND Flash执行Z次块读取；S15）、依次调节读电平，读取NAND Flash数据，选择出错率最低的读电平。
6.根据权利要求5所述的选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，其特征在于：不同NAND Flash样本执行步骤S13时，将Retention Time换算到同一温度下比较。
7.根据权利要求5所述的选择最佳NAND Flash读操作电平的方法，其特征在于：X≤10000，Y≤3个月，Z≤1000000。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110689914A (zh) * 2019-09-06 2020-01-14 苏州浪潮智能科技有限公司 一种固态硬盘的读纠错方法、装置、设备及存储介质
CN111192620A (zh) * 2019-12-31 2020-05-22 山东华芯半导体有限公司 一种SSD中优化NAND Flash读参考电压的方法
CN113626091A (zh) * 2021-08-19 2021-11-09 深圳忆联信息系统有限公司 固态硬盘的启动优化方法、装置、计算机设备及存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060126383A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Saifun Semiconductors, Ltd. Method for reading non-volatile memory cells
CN102890621A (zh) * 2011-07-22 2013-01-23 弗森-艾奥公司 确定固态存储介质配置参数的装置、系统和方法
WO2014194141A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Western Digital Technologies, Inc. Reading voltage calculation in solid-state storage devices
CN107291382A (zh) * 2017-05-19 2017-10-24 记忆科技(深圳)有限公司 一种固态硬盘降低读响应延迟的方法及固态硬盘
US20170345489A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Solid state storage device using state prediction method
CN107527644A (zh) * 2017-08-28 2017-12-29 郑州云海信息技术有限公司 一种固态硬盘读参考电压的优化方法及装置
CN107577440A (zh) * 2017-10-11 2018-01-12 深圳佰维存储科技股份有限公司 提高存储器寿命的方法
CN107863128A (zh) * 2017-11-28 2018-03-30 广东工业大学 一种多级闪存单元纠错方法、系统、装置及可读存储介质
CN108647111A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 联芸科技（杭州）有限公司 用于存储器的读取控制装置、读取控制方法和存储器控制器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060126383A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Saifun Semiconductors, Ltd. Method for reading non-volatile memory cells
CN102890621A (zh) * 2011-07-22 2013-01-23 弗森-艾奥公司 确定固态存储介质配置参数的装置、系统和方法
WO2014194141A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Western Digital Technologies, Inc. Reading voltage calculation in solid-state storage devices
US20170345489A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Solid state storage device using state prediction method
CN107291382A (zh) * 2017-05-19 2017-10-24 记忆科技(深圳)有限公司 一种固态硬盘降低读响应延迟的方法及固态硬盘
CN107527644A (zh) * 2017-08-28 2017-12-29 郑州云海信息技术有限公司 一种固态硬盘读参考电压的优化方法及装置
CN107577440A (zh) * 2017-10-11 2018-01-12 深圳佰维存储科技股份有限公司 提高存储器寿命的方法
CN107863128A (zh) * 2017-11-28 2018-03-30 广东工业大学 一种多级闪存单元纠错方法、系统、装置及可读存储介质
CN108647111A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 联芸科技（杭州）有限公司 用于存储器的读取控制装置、读取控制方法和存储器控制器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
易伟: "固态硬盘与阵列加固方法研究", 《CNKI博士论文全文数据库》 *
王世元: "NAND Flash错误特性模型及应用研究", 《CNKI硕士论文全文数据库》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110689914A (zh) * 2019-09-06 2020-01-14 苏州浪潮智能科技有限公司 一种固态硬盘的读纠错方法、装置、设备及存储介质
CN110689914B (zh) * 2019-09-06 2021-08-10 苏州浪潮智能科技有限公司 一种固态硬盘的读纠错方法、装置、设备及存储介质
CN111192620A (zh) * 2019-12-31 2020-05-22 山东华芯半导体有限公司 一种SSD中优化NAND Flash读参考电压的方法
CN111192620B (zh) * 2019-12-31 2023-09-08 山东华芯半导体有限公司 一种SSD中优化NAND Flash读参考电压的方法
CN113626091A (zh) * 2021-08-19 2021-11-09 深圳忆联信息系统有限公司 固态硬盘的启动优化方法、装置、计算机设备及存储介质

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