CN114924690B - 一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法 - Google Patents
一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114924690B CN114924690B CN202210166767.6A CN202210166767A CN114924690B CN 114924690 B CN114924690 B CN 114924690B CN 202210166767 A CN202210166767 A CN 202210166767A CN 114924690 B CN114924690 B CN 114924690B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- flash memory
- area
- wear
- migration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims abstract description 115
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims abstract description 115
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 53
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000013403 standard screening design Methods 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000007334 memory performance Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
- G06F3/0671—In-line storage system
- G06F3/0673—Single storage device
- G06F3/0679—Non-volatile semiconductor memory device, e.g. flash memory, one time programmable memory [OTP]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
- G06F3/061—Improving I/O performance
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
- G06F3/0646—Horizontal data movement in storage systems, i.e. moving data in between storage devices or systems
- G06F3/0647—Migration mechanisms
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/34—Determination of programming status, e.g. threshold voltage, overprogramming or underprogramming, retention
- G11C16/349—Arrangements for evaluating degradation, retention or wearout, e.g. by counting erase cycles
- G11C16/3495—Circuits or methods to detect or delay wearout of nonvolatile EPROM or EEPROM memory devices, e.g. by counting numbers of erase or reprogram cycles, by using multiple memory areas serially or cyclically
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法，通过实现闪存的差异化磨损并结合数据冷热特征，优化闪存的读性能。在闪存控制器中添加热读数据识别机制、差异化磨损机制和数据迁移机制。通过合理的数据放置方法，形成闪存块之间的差异化磨损。差异化磨损产生的两个区域（高磨损和低磨损区域）体现出不同的可靠性特征。高磨损区域中的数据采用热读识别机制；高磨损区域的热读数据采用可靠性差异感知的迁移机制。结合这两种机制，将热读数据从高磨损区域迁移到低磨损区域，以最大限度地提高热读数据访问的效益。本发明优化了磨损对数据可靠性的不利影响，相对于传统的均衡磨损未进行任何闪存块的可靠性的区分方式，提高了闪存的读性能。
Description
技术领域
本发明涉及闪存性能技术领域，特别是涉及一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法。
背景技术
NAND闪存在过去几十年中迅速发展，其中闪存堆叠技术的出现使得其存储密度极具上升。随着多位存储技术的发展，每个存储单元中存放的比特数目增加了，从原先的SLC到目前的QLC，其中每个存储单元存放三个比特的TLC闪存已经被广泛使用。堆叠层数从最初的24层发展到目前最高可达170多层。更为重要的是，每个存储单元四个比特的QLC以及每个存储单元五个比特的PLC和每个存储单元六比特的HLC也正在开发之中，并且可以进一步增加层数。由于高密度闪存具有优越的读性能，被广泛用作读密集型场景下的存储设备。但是存在的问题是，闪存的读取延迟也在不断的增加，更为糟糕的是，随着闪存密度的增加，其读延迟将进一步提高。因此，降低高密度闪存的读延迟已经成为一项至关重要的任务。
读取延迟的增加至少来源于两个方面：第一个方面是随着存储单元的磨损，存储单元的可靠性会逐渐下降。闪存常采用LDPC作为ECC纠错码，而采用LDPC纠错的延迟会随着可靠性下降，纠错延迟增加。那么根据块的磨损次数的不同，可以定义块的可靠性程度。根据调查所知，磨损对闪存块造成的损伤是不可恢复的。闪存块的可靠性下降后，LDPC在纠错的时候需要更多次的参考电压比对，因此使得高误码率的数据在被读取的时候所产生的解码延迟进一步增加。对于先前启用LDPC的TLC闪存，不同可靠性的数据的最大访问等待时间差异可以达到22倍。第二个方面是数据的保存时间对数据可靠性带来的影响。根据先前的工作可知，数据在存储单元中保存的时间将会影响数据的可靠性。存储单元中的电子会随着保存时间的增加而泄露，从而影响数据的可靠性。闪存块的可靠性下降后，闪存单元中电子更易溢出，导致原始误码率（RBER）增加，从而使得闪存读延迟恶化。
综上所述，不同可靠性的闪存块之间读取延迟差异之大，是由闪存块承受的编程/擦除次数和保存时间共同导致的，这极大地影响了闪存的性能和可靠性。闪存块的编程/擦除次数决定了保存时间对数据可靠性影响的大小，即闪存块的编程/擦除次数越高（低），保存时间对可靠性的影响越大（小）。显然，将数据存放在编程/擦除次数低的闪存块中可以获取较好的数据可靠性。通过先前的工作和实验发现，SSD所服务的工作负载中普遍存在大部分的读请求集中在一小部分的地址空间中，如果将这些请求所访问的数据迁移到高可靠性的闪存块上，将大大提升性能。
发明内容
为了克服上述技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法。本发明通过分析和识别闪存块的磨损状况，形成高磨损区域和低磨损区域，通过将热读数据放置在可靠性较好的低磨损区域，而将热写数据放置在可靠性较差的高磨损区域。通过动态识别数据的冷热变化，结合数据迁移机制，从而极大地改善了闪存读性能。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法，包括如下步骤：
在闪存控制器中添加热读数据识别机制、差异化磨损机制以及数据迁移机制；通过映射表记录页面读取次数，标记数据的访问特征；通过闪存块的编号将每个plane中的闪存块划分为高磨损区域和低磨损区域；通过闪存控制器控制数据的写入区域形成差异化磨损；通过闪存控制器将高磨损区域中访问次数大于数据迁移阈值的热读数据迁移到低磨损区域中，优化闪存读性能；所述数据迁移阈值会随着闪存的使用动态调整；其中：
所述高磨损区域是指闪存控制器将主机端下发写请求写入的区域；低磨损区域是指高磨损区域中的热读数据迁入的区域；区域的划分是在每个plane中进行的；每个plane中包含两个区域，每个闪存块在plane中的下标决定了闪存块属于哪一个区域；高磨损区域和低磨损区域包含的闪存块的个数是不同的，通过设置高磨损区域和低磨损区域的闪存块个数比确定两个区域的容量比；
高磨损区域中的数据采用热读数据识别机制，每次读请求会增加页的读取次数；通过映射表记录当前访问数据的读取次数，当读取次数超过数据迁移阈值时，被识别为热读数据；当闪存控制器识别出热读数据，则进行是否触发数据迁移机制的判断；数据迁移机制包含两种数据迁移方式，主动迁移和被动迁移；若被识别为热读数据，则根据当前数据的访问延迟和高磨损区域与低磨损区域之间的可靠性差异判断采取何种数据迁移方式；在每次读取数据之后，则将数据的读取次数加一；
低磨损区域中的数据采用先进先出即FIFO的剔除机制，当低磨损区域中的空闲空间不足时，则将最早使用的闪存块中的有效数据迁移到高磨损区域中；初始时，低磨损区域中没有存储数据，空闲空间充足；一旦低磨损区域被热读数据填满之后，则选择最早被使用的闪存块，将其中的有效数据通过垃圾回收迁移到高磨损区域中；在低磨损区域中维持一个索引指向最早使用的闪存块；当最早使用的闪存块被回收时，索引的值加一，指向下一个最早被使用的闪存块。
所述差异化磨损机制：当主机端发起写请求时，闪存控制器将请求写入的数据放置到高磨损区域中；低磨损区域由于不承受主机端的写入数据，低磨损区域不会产生磨损；随着主机端写入量的增加，高磨损区域由于承受了主机端的写入数据的磨损，可靠性会逐渐下降，从而与低磨损区域的可靠性产生差异；可靠性差异是否形成的判断依据是数据的访问延迟或高磨损区域和低磨损区域中的平均编程/擦除次数的差值是否超过阈值。
所述的主动迁移方式是在高磨损区域和低磨损区域之间存在可靠性差异时，将高磨损区域中的热读数据迁移到低磨损区域中；
主动迁移过程首先由闪存控制器将热读数据读取到SSD内部的DRAM中；再将DRAM中的热读数据写入到低磨损区域中并修改对应映射表；在迁移时，高磨损区域中只选择热读数据进行迁移；主动迁移方式是在现有的闪存内部管理策略之外新增数据迁移开销，能够做到及时迁移。
所述的被动迁移方式在高磨损区域和低磨损区域之间不存在可靠性差异时，通过垃圾回收、均衡磨损和异地更新将热读数据迁移到低磨损区域中；
被动迁移是指通过垃圾回收、均衡磨损和异地更新进行数据的迁移；垃圾回收、均衡磨损和异地更新会产生数据的迁移；被动迁移将垃圾回收、均衡磨损和异地更新迁移的数据中的热读数据写入到低磨损区域中，不存在额外数据迁移开销，将热读数据逐渐累积到低磨损区域中。
所述数据迁移阈值会随着闪存的使用动态调整：当高磨损区域的平均编程/擦除次数小于低磨损区域的平均编程/擦除次数的三倍时，采用阈值T1；当高磨损区域的平均编程/擦除次数大于低磨损区域的平均编程/擦除次数的三倍时，采用阈值T2，T2 < T1；在造成极小额外开销的前提下最大限度的减小数据可靠性下降对访问速度的影响。
与现有技术相比，本发明的效益是实现差异化磨损，并将高磨损区域中的热读数据迁移到低磨损区域中，使得读取性能得到显著改善。
附图说明
图1为本发明热读数据识别和迁移判断流程图；
图2为本发明主动迁移、被动迁移和迁移阈值调整流程图；
图3为实施本发明的架构图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明做详细描述。
本发明通过分析和识别闪存块的磨损状况，形成高磨损区域和低磨损区域，通过将热读数据放置在低磨损区域，而将热写数据放置在高磨损区域。通过动态识别数据的冷热变化，结合数据迁移机制，从而极大地改善了闪存读性能。
本发明所采用的技术方法是通过识别高磨损区域中的热读数据，并将其迁移到低磨损区域中，使得热读数据重新放置在高可靠性的闪存块中以降低磨损造成的闪存块的可靠性下降导致的延迟所带来的性能损耗。
高磨损区域和低磨损区域的形成过程如下：首先，为了不影响闪存的并行性，本发明的分区在plane内部进行。将每个plane中的闪存块分为两个区域，通过闪存块的编号进行分区。第二，将其中一个区域用于服务主机端的写请求（高磨损区域），另一个区域则用于存储热读数据，服务热读请求（低磨损区域）。
数据迁移方法的基本过程如下：首先，如果有读请求访问，则由热读标识过程进行检查。第二，如果数据被识别为热读并且热读数据存储在高磨损区域中，它们被标记并准备迁移。在迁移之前，需要检查高磨损区域和低磨损区域之间的磨损差异决定采取何种迁移方式。最后，根据对应的迁移方式激活迁移过程。在激活迁移过程时，将识别出来的热读数据读取到固态硬盘中的DRAM中，并发出一次编程操作，将它们写入低磨损区域中。图1显示上述过程的简单流程。主要分为两个方面。
第一方面，提供一种热读数据识别机制，包括：
在本发明中，采用了一种简单的基于访问阈值的热读数据识别方法。该方法的基本思想是记录对读数据的读取操作的次数。一旦访问次数高于迁移阈值，数据就被标记为热读数据。由于高磨损区域和低磨损区域之间的磨损次数差异会越来越大，对不同的磨损次数差异使用不同的迁移阈值。磨损次数差异越大，迁移阈值越小。为了减轻记录所有数据使用访问计数器的元数据开销，最多采用三个比特记录访问次数。当记录达到最大值之后，则访问计数器将不在增长。每次数据的更新都将访问计数器清零。一旦页面访问数高于迁移阈值，数据就会被识别为热读数据，并为进一步迁移做好准备。
简单的识别方法工作良好有两个原因：第一，使用有限的元数据来记录数据的访问次数。在这种情况下，只记录最近的读取操作热度识别；第二，不同的可靠性差异采取不同阈值有效地减少了数据迁移。
第二方面，提供一种主动迁移和被动迁移结合的数据迁移机制，包括：
与传统的数据迁移方式不同，基于闪存的固态硬盘采取垃圾回收和均衡磨损等策略管理闪存。本发明考虑到垃圾回收和均衡磨损等策略，设计了主动迁移和被动迁移结合的迁移方式。主动迁移的基本思想是利用垃圾回收和均衡磨损等策略，以及主机端的写更新操作，将数据以一种无新增开销的方式进行迁移。以垃圾回收为例，当触发垃圾回收时，一个闪存块内的有效数据将会被读取，并且写到另一个空闲闪存块中。这时，识别其中的热读数据，并将热读数据写入低磨损区域中，从而完成热读数据的迁移。主动迁移的基本思想与传统的数据迁移相似，主动地将高磨损区域中的热读数据迁移到低磨损区域中。相比于被动迁移，主动迁移方式更为及时，但会产生额外的数据迁移开销。利用所述方法，可以完成热读数据的迁移。该方法的优点是同时考虑时效性和迁移开销，最大化时效性的同时最小化迁移开销。
采用上述两种方法，将在以下三种情况下起作用：（1）第一种情况是，高磨损区域和低磨损区域之间不存在可靠性差异，则只采用被动迁移，并且此时热读数据识别的阈值设置为最大。如图2中的a图所示，将高磨损区域中的热读数据通过被动迁移，迁移到低磨损区域中。（2）第二种情况是，高磨损区域和低磨损区域之间存在可靠性差异，则采用主动迁移和被动迁移相结合方式。如图2中的b图所示，将高磨损区域中的热读数据通过主动迁移和被动迁移，迁移到低磨损区域中。（3）第三种情况是，高磨损区域和低磨损区域之间存在较大差异，则采用主动迁移和被动迁移相结合方式，并且进一步降低热读数据识别的阈值。如图2中的c图所示，降低迁移阈值之后，将高磨损区域中的热读数据通过主动迁移和被动迁移，迁移到低磨损区域中。
参阅图3，为实施本发明方法的架构图。增加了两个新组件：差异化磨损机制和数据迁移机制。主要分为以下几个步骤实现：
1.当主机端下发读请求时，通过读取数据的访问计数器和迁移阈值来判断当前读取数据是否是热读数据。若读取数据被判定为热读数据，则进入对热读数据采取主动迁移还是被动迁移进行判断。
2.当发现当前读取的数据是热读数据时，则检测高磨损区域和低磨损区域的平均编程/擦除次数的差值是否超过阈值。若超过阈值或当前数据访问延迟大于延迟阈值，则触发主动迁移机制，将数据从高磨损区域迁移到低磨损区域。
3.当发现当前读取的数据是热读数据时，但是高磨损区域和低磨损区域的平均编程/擦除次数的差值没有超过阈值并且数据的访问延迟小于延迟阈值时，则不触发主动迁移，而是等待被动迁移将热读数据迁移到低磨损区域。
4.被动迁移等待垃圾回收、均衡磨损或写更新的触发。当垃圾回收、均衡磨损或写更新迁移数据时，被动迁移将其中的热读数据迁移到低磨损区域中。
上述数据迁移过程是根据数据的可靠性差异来判断是否进行迁移。若访问的数据满足上述方法的判断条件，则迁移；否则，访问次数增加。并且根据数据可靠的差异来调整热读数据的识别阈值。可靠性差异大（小），对应的阈值小（大）。
采用上述实施方法，由于采用主动迁移和被动迁移操作，因此数据的迁移开销降低到最小。并且，热读数据在存储空间上所占的比例小，这部分的迁移开销可以忽略不记。
此外，这种实现需要两种类型的开销：存储和固件开销。存储开销包括每个页面的读取计数器和一个索引常量。页面读取计数器可以记录在逻辑地址到物理地址的映射表中。所以存储开销成本很小，可以忽略不记。固件开销包括涉及热读数据的识别进程。这些简单过程的开销可以忽略不计。对于迁移成本，由于本发明设计了主动迁移和被动迁移相结合的迁移方式并且热读数据所占的存储空间很小，因此成本可以忽略不计。
Claims (5)
1.一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
在闪存控制器中添加热读数据识别机制、差异化磨损机制以及数据迁移机制；通过映射表记录页面读取次数，标记数据的访问特征；通过闪存块的编号将每个plane中的闪存块划分为高磨损区域和低磨损区域；通过闪存控制器控制数据的写入区域形成差异化磨损；通过闪存控制器将高磨损区域中访问次数大于数据迁移阈值的热读数据迁移到低磨损区域中，优化闪存读性能；所述数据迁移阈值会随着闪存的使用动态调整；其中：
所述高磨损区域是指闪存控制器将主机端下发写请求写入的区域；低磨损区域是指高磨损区域中的热读数据迁入的区域；区域的划分是在每个plane中进行的；每个plane中包含两个区域，每个闪存块在plane中的下标决定了闪存块属于哪一个区域；高磨损区域和低磨损区域包含的闪存块的个数是不同的，通过设置高磨损区域和低磨损区域的闪存块个数比确定两个区域的容量比；
高磨损区域中的数据采用热读数据识别机制，每次读请求会增加页的读取次数；通过映射表记录当前访问数据的读取次数，当读取次数超过数据迁移阈值时，被识别为热读数据；当闪存控制器识别出热读数据，则进行是否触发数据迁移机制的判断；数据迁移机制包含两种数据迁移方式，主动迁移和被动迁移；若被识别为热读数据，则根据当前数据的访问延迟和高磨损区域与低磨损区域之间的可靠性差异判断采取何种数据迁移方式；在每次读取数据之后，则将数据的读取次数加一；
低磨损区域中的数据采用先进先出即FIFO的剔除机制，当低磨损区域中的空闲空间不足时，则将最早使用的闪存块中的有效数据迁移到高磨损区域中；初始时，低磨损区域中没有存储数据，空闲空间充足；一旦低磨损区域被热读数据填满之后，则选择最早被使用的闪存块，将其中的有效数据通过垃圾回收迁移到高磨损区域中；在低磨损区域中维持一个索引指向最早使用的闪存块；当最早使用的闪存块被回收时，索引的值加一，指向下一个最早被使用的闪存块。
2.如权利要求1所述的读性能优化方法，其特征在于，所述差异化磨损机制：当主机端发起写请求时，闪存控制器将请求写入的数据放置到高磨损区域中；低磨损区域由于不承受主机端的写入数据，低磨损区域不会产生磨损；随着主机端写入量的增加，高磨损区域由于承受了主机端的写入数据的磨损，可靠性会逐渐下降，从而与低磨损区域的可靠性产生差异；可靠性差异是否形成的判断依据是数据的访问延迟或高磨损区域和低磨损区域中的平均编程/擦除次数的差值是否超过阈值。
3.如权利要求1所述的读性能优化方法，其特征在于，所述的主动迁移方式是在高磨损区域和低磨损区域之间存在可靠性差异时，将高磨损区域中的热读数据迁移到低磨损区域中；
主动迁移过程首先由闪存控制器将热读数据读取到SSD内部的DRAM中；再将DRAM中的热读数据写入到低磨损区域中并修改对应映射表；在迁移时，高磨损区域中只选择热读数据进行迁移；主动迁移方式是在现有的闪存内部管理策略之外新增数据迁移开销，能够做到及时迁移。
4.如权利要求1所述的读性能优化方法，其特征在于，所述的被动迁移方式在高磨损区域和低磨损区域之间不存在可靠性差异时，通过垃圾回收、均衡磨损和异地更新将热读数据迁移到低磨损区域中；
被动迁移是指通过垃圾回收、均衡磨损和异地更新进行数据的迁移；垃圾回收、均衡磨损和异地更新会产生数据的迁移；被动迁移将垃圾回收、均衡磨损和异地更新迁移的数据中的热读数据写入到低磨损区域中，不存在额外数据迁移开销，将热读数据逐渐累积到低磨损区域中。
5. 如权利要求1所述的读性能优化方法，其特征在于，所述数据迁移阈值会随着闪存的使用动态调整：当高磨损区域的平均编程/擦除次数小于低磨损区域的平均编程/擦除次数的三倍时，采用阈值T1；当高磨损区域的平均编程/擦除次数大于低磨损区域的平均编程/擦除次数的三倍时，采用阈值T2，T2 < T1；在造成极小额外开销的前提下最大限度的减小数据可靠性下降对访问速度的影响。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210166767.6A CN114924690B (zh) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210166767.6A CN114924690B (zh) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114924690A CN114924690A (zh) | 2022-08-19 |
| CN114924690B true CN114924690B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=82804917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210166767.6A Active CN114924690B (zh) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114924690B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101819821A (zh) * | 2010-03-25 | 2010-09-01 | 清华大学深圳研究生院 | 一种固态硬盘动态损耗均衡方法 |
| WO2015142513A1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | Sandisk Technologies Inc. | Detection of read disturbances on non-volatile memories through counting of read accesses within divisions of the memory |
| CN107391035A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-24 | 华中科技大学 | 一种通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法 |
| CN108710472A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-26 | 北京大学深圳研究生院 | 用于存储单元内部的磨损均衡管理方法及分布式存储系统 |
| CN109656483A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-19 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种固态盘静态磨损均衡方法及装置 |
| CN110688326A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-14 | 西安微电子技术研究所 | 一种基于多阈值的闪存磨损均衡算法 |
| CN111007988A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-14 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种raid内部磨损均衡方法、系统、终端及存储介质 |
| CN111708481A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-25 | 浙江大学 | 一种基于超级块的固态硬盘ssd双区磨损均衡处理方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8085586B2 (en) * | 2007-12-27 | 2011-12-27 | Anobit Technologies Ltd. | Wear level estimation in analog memory cells |
| US10802911B2 (en) * | 2017-08-16 | 2020-10-13 | Western Digital Technologies, Inc. | Non-volatile storage with wear-adjusted failure prediction |
| US20200393974A1 (en) * | 2020-08-27 | 2020-12-17 | Intel Corporation | Method of detecting read hotness and degree of randomness in solid-state drives (ssds) |
-
2022
- 2022-02-23 CN CN202210166767.6A patent/CN114924690B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101819821A (zh) * | 2010-03-25 | 2010-09-01 | 清华大学深圳研究生院 | 一种固态硬盘动态损耗均衡方法 |
| WO2015142513A1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | Sandisk Technologies Inc. | Detection of read disturbances on non-volatile memories through counting of read accesses within divisions of the memory |
| CN107391035A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-24 | 华中科技大学 | 一种通过编程错误感知降低固态盘磨损的方法 |
| CN108710472A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-26 | 北京大学深圳研究生院 | 用于存储单元内部的磨损均衡管理方法及分布式存储系统 |
| CN109656483A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-19 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种固态盘静态磨损均衡方法及装置 |
| CN110688326A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-14 | 西安微电子技术研究所 | 一种基于多阈值的闪存磨损均衡算法 |
| CN111007988A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-14 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种raid内部磨损均衡方法、系统、终端及存储介质 |
| CN111708481A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-25 | 浙江大学 | 一种基于超级块的固态硬盘ssd双区磨损均衡处理方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| DWR: Differential Wearing for Read Performance Optimization on High-Density NAND Flash Memory;Yunpeng Song; Qiao Li; Yina Lv; Changlong Li; Liang Shi;2022 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE);20220519;全文 * |
| 基于高密度闪存的服务质量优化技术研究;吕熠娜;中国博士学位论文电子期刊网;20231215;全文 * |
| 闪存固态硬盘系统结构与技术;高聪明等;计算机研究与发展;20210715;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114924690A (zh) | 2022-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8171207B2 (en) | Adaptive hybrid density memory storage device and control method thereof | |
| US8352690B2 (en) | Cache synchronization for solid state disks | |
| CN108762664B (zh) | 一种固态硬盘页级缓存区管理方法 | |
| US10936203B2 (en) | Memory storage device and system employing nonvolatile read/write buffers | |
| CN110413537B (zh) | 一种面向混合固态硬盘的闪存转换层及转换方法 | |
| CN110888600B (zh) | 一种面向nand闪存的缓冲区管理方法 | |
| CN107423229B (zh) | 一种面向页级ftl的缓冲区改进方法 | |
| CN108845957B (zh) | 一种置换和回写自适应的缓冲区管理方法 | |
| US20090094391A1 (en) | Storage device including write buffer and method for controlling the same | |
| CN109213693B (zh) | 存储管理方法、存储系统和计算机程序产品 | |
| US20230214158A1 (en) | Read performance of memory devices | |
| KR101403922B1 (ko) | 접근 빈도에 따라 데이터를 할당하는 저장장치 및 저장방법 | |
| CN111352593B (zh) | 一种区分快写和正常写的固态硬盘数据写入方法 | |
| CN111580754B (zh) | 一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法 | |
| CN110321081B (zh) | 一种闪存读缓存的方法及其系统 | |
| CN106909323B (zh) | 适用于dram/pram混合主存架构的页缓存方法及混合主存架构系统 | |
| US11061598B2 (en) | Optimized handling of multiple copies in storage management | |
| Yao et al. | An advanced adaptive least recently used buffer management algorithm for SSD | |
| US10891057B1 (en) | Optimizing flash device write operations | |
| CN108563586B (zh) | 一种分离固态盘中垃圾回收数据与用户数据的方法 | |
| US20240020014A1 (en) | Method for Writing Data to Solid-State Drive | |
| CN114138189A (zh) | 一种加速3d nand闪存中的子块擦除的方法 | |
| CN115203079A (zh) | 一种将数据写入固态硬盘的方法 | |
| CN114924690B (zh) | 一种基于非均衡磨损闪存的读性能优化方法 | |
| KR101191650B1 (ko) | 낸드 플래시 메모리에서 데이터의 주소를 사상시키는 장치 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |