CN116755642B - 用于NAND Flash坏块的混合管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于NAND Flash坏块的混合管理方法及装置，属于存储技术领域，包括步骤：不在每个晶圆DIE的分组plane上预留固定数量的块作为备用块，而是在发现坏块的情况下再对坏块进行处理；所述对坏块进行处理具体包括：将每一个晶圆DIE上相同序号块组成一个超级块，将该超级块上发现坏块晶圆DIE上其他分组plane上的块作为预留块，利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复。本发明降低硬盘使用期间的写放大，延长硬盘使用寿命，增长一定的硬盘读写性能。
Description
技术领域
本发明涉及存储技术领域，更为具体的，涉及一种用于NAND Flash坏块的混合管理方法及装置。
背景技术
为了提高SSD的写性能，大部分SSD设计会将主机的写命令分发到硬盘不同的晶圆（DIE）上提高并发，让所有晶圆（DIE）能同时并发编程，提高读写性能。而硬盘大多采用多分组（plane）编程，这会大大提高编程性能，所以当晶圆（DIE）上有个别分组（plane）上出现坏块时，我们便无法对该晶圆（DIE）进行多分组（plane）编程操作，只能对晶圆（DIE）上每个分组（plane）单独进行编程，故当一个晶圆（DIE）上分组过多时，我们所需要发送给晶圆（DIE）的编程命令也相继增多，这将会带来性能上的影响。
对于硬盘存储芯片而言，在出厂时便会存在或多或少的坏块，在使用过程中也会新增坏块。为了解决存在坏块而无法对该晶圆（DIE）进行多分组（plane）编程的问题，一般会在每个分组（plane）上预留一些块作为备用块，当该分组上出现坏块时，使用预留块对其进行映射。而提前预留空白块会导致浪费一定的预留空间，无法最大化利用存储空间，将会造成一定的写放大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于NAND Flash坏块的混合管理方法及装置，降低硬盘使用期间的写放大，延长硬盘使用寿命，增长一定的硬盘读写性能等。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种用于NAND Flash坏块的混合管理方法，包括以下步骤：
不在每个晶圆DIE的分组plane上预留固定数量的块作为备用块，而是在发现坏块的情况下再对坏块进行处理；
所述对坏块进行处理具体包括：将每一个晶圆DIE上相同序号块组成一个超级块，将该超级块上发现坏块晶圆DIE上其他分组plane上的块作为预留块，利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复。
进一步地，所述利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复，具体包括子步骤：当发现有坏块，查看该坏块所属分组plane上的坏块映射表中是否有预留块，若有，则直接映射修复该坏块；若无，则隔离该晶圆DIE上同编号的块，除坏块外，其他块分别加入各自分组plane的坏块映射表，对后续各自分组plane上发生的坏块进行映射修复。
进一步地，在发现有坏块之前，包括扫描的步骤。
进一步地，所述扫描的步骤中具体包括扫描全盘。
进一步地，所述利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复，具体包括子步骤：
S1、按块序号顺序擦拭一个超级块；
S2、如果发现坏块，则将该晶圆上所有的块移出所述超级块，将该晶圆上除坏块之外的其他好块加入各自分组plane的预留块中；
S3、依次擦拭超级块，当再次在该分组plane上碰到坏块，使用该分组中预留块对其进行映射修复，直到最后一个超级快擦除完成。
进一步地，在步骤S1中，所述块序号顺序为从小到大。
进一步地，在步骤S1中，所述块序号顺序为从大到小。
进一步地，所述对坏块进行处理具体包括软件隔离处理。
进一步地，所述超级块包含64个晶圆。
一种用于NAND Flash坏块的混合管理装置，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行如上任一项所述的方法。
本发明的有益效果包括：
本发明在硬盘正式使用前，预先擦除一次全盘，在硬盘擦除到坏块时，便对其进行映射修复，该操作保证了一定数量的超级块在后续的使用中能将晶圆编程的并发尽可能的达到最高，如一个超级块包含了64个晶圆，而每个晶圆的编程都是独立进行的，所以为达到性能最高，需要让每个晶圆同时进行编程，而超级块中其中一个晶圆上存在坏块的情况下，对这个超级块进行编程的时候，晶圆同时编程的数量将只能达到63个，少了一个并发，就会导致一定的性能下降，所以对坏块映射的操作可以让晶圆的并发达到最大，提高硬盘的读写性能。
本发明中采用预留块对坏块进行修复的操作下，本身需要从硬盘的预留空间中隔离出一些块作为映射预留块，在后续硬盘运行过程中再出现坏块时，能对其进行及时的修复，而这将带来一定空间上的浪费，因为在未出现坏块时，作为映射预留块并不会参与硬盘固件的操作，只会在出现坏块时才会对其进行映射操作，所以也就带来了硬盘本身作为垃圾回收的预留空间变小，当预留空间越小，就会导致写放大增大的现象，以致于垃圾回收时，搬移的有效数据增多，存在性能下降的新技术问题。本发明没有单独从预留空间中划出一片空间作为坏块映射的预留块，而是在第一次全盘扫描擦除的时候，将超级块中无法进行映射修复的坏块所属晶圆上的其他分组的块作为预留块，该操作在保证了硬盘运行过程中出现新增坏块能对其进行映射修复外，还能一定程度的降低了用来作坏块映射的预留块所占用的空间大小。该操作能使硬盘用来做垃圾回收的预留空间变大，降低了垃圾回收时的写放大问题，而垃圾回收所需要搬移的有效数据越少，将会有更多的时间去处理主机IO，带来一定性能上的提升；同时随着预留空间的变大，在同等主机数据量的情况下，所需要做垃圾回收的次数也会相应减少，这也就能使得晶圆擦除次数降低，这能使硬盘的使用寿命得到一定时间的延长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为每一个晶圆上相同序号块组成的超级块示意图；其中，CH：硬盘通道；DIE：晶圆；PLANE：分组；BLOCK：块；
图2为本发明实施例方法流程图。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
鉴于背景中的现状，本发明的发明人进行创造性思考后认为，对于硬盘正式使用前就在每个分组plane上预留一定数量的块作为备用块，浪费了一定的硬盘空间，造成的写放大技术问题，本采取一种动态增加备用块的处理方式来进行解决，具体包括如下步骤：
在发明构思中，不在每个分组plane上预留固定数量的块作为备用块，优先降低硬盘使用前就发生的空间浪费，降低了写放大，保证硬盘使用的性能最大化。在发现坏块的情况下，再对其进行隔离策略，将该晶圆DIE上其他分组plane上的该行块作为预留块，对后续发现的坏块进行映射修复。在具体实施过程中，如图2所示，包括如下子步骤：
S1、按块序号从小到大顺序擦拭一个超级块；超级块如图1所示。
S2、如果发现坏块，则将该晶圆上所有的块移出超级块，将该晶圆上除坏块之外的其他好块加入各自分组（plane）的预留块中。
S3、依次擦拭超级块，再次在该分组（plane）上碰到坏块，使用该分组中预留块对其进行映射修复，直到最后一个超级快擦除完成。
需要说明的是，在本发明权利要求书中所限定的保护范围内，以下实施例均可以从上述具体实施方式中，例如公开的技术原理，公开的技术特征或隐含公开的技术特征等，以合乎逻辑的任何方式进行组合和/或扩展、替换。
实施例1
一种用于NAND Flash坏块的混合管理方法，包括以下步骤：
不在每个晶圆DIE的分组plane上预留固定数量的块作为备用块，而是在发现坏块的情况下再对坏块进行处理；
所述对坏块进行处理具体包括：将每一个晶圆DIE上相同序号块组成一个超级块，将该超级块上发现坏块晶圆DIE上其他分组plane上的块作为预留块，利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复。
实施例2
在实施例1的基础上，所述利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复，具体包括子步骤：当发现有坏块，查看该坏块所属分组plane上的坏块映射表中是否有预留块，若有，则直接映射修复该坏块；若无，则隔离该晶圆DIE上同编号的块，除坏块外，其他块分别加入各自分组plane的坏块映射表，对后续各自分组plane上发生的坏块进行映射修复。
实施例3
在实施例2的基础上，在发现有坏块之前，包括扫描的步骤。
实施例4
在实施例3的基础上，所述扫描的步骤中具体包括扫描全盘。
实施例5
在实施例1的基础上，所述利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复，具体包括子步骤：
S1、按块序号顺序擦拭一个超级块；
S2、如果发现坏块，则将该晶圆上所有的块移出所述超级块，将该晶圆上除坏块之外的其他好块加入各自分组plane的预留块中；
S3、依次擦拭超级块，当再次在该分组plane上碰到坏块，使用该分组中预留块对其进行映射修复，直到最后一个超级快擦除完成。
实施例6
在实施例5的基础上，在步骤S1中，所述块序号顺序为从小到大。
实施例7
在实施例5的基础上，在步骤S1中，所述块序号顺序为从大到小。
实施例8
在实施例1的基础上，所述对坏块进行处理具体包括软件隔离处理。
实施例9
在实施例1的基础上，所述超级块包含64个晶圆。
实施例10
一种用于NAND Flash坏块的混合管理装置，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行如实施例1~实施例9任一项所述的方法。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的方法。
作为另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
Claims (9)
1. 一种用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
不在每个晶圆DIE的分组plane上预留固定数量的块作为备用块，而是在发现坏块的情况下再对坏块进行处理；
所述对坏块进行处理具体包括：将每一个晶圆DIE上相同序号块组成一个超级块，将该超级块上发现坏块晶圆DIE上其他分组plane上的块作为预留块，利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复；所述利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复，具体包括子步骤：
S1、按块序号顺序擦拭一个超级块；
S2、如果发现坏块，则将该晶圆上所有的块移出所述超级块，将该晶圆上除坏块之外的其他好块加入各自分组plane的预留块中；
S3、依次擦拭超级块，当再次在该分组plane上碰到坏块，使用该分组中预留块对其进行映射修复，直到最后一个超级快擦除完成。
2. 根据权利要求1所述的用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，所述利用该预留块对后续发现的坏块进行映射修复，具体包括子步骤：当发现有坏块，查看该坏块所属分组plane上的坏块映射表中是否有预留块，若有，则直接映射修复该坏块；若无，则隔离该晶圆DIE上同编号的块，除坏块外，其他块分别加入各自分组plane的坏块映射表，对后续各自分组plane上发生的坏块进行映射修复。
3. 根据权利要求2所述的用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，在发现有坏块之前，包括扫描的步骤。
4. 根据权利要求3所述的用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，所述扫描的步骤中具体包括扫描全盘。
5. 根据权利要求1所述的用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，在步骤S1中，所述块序号顺序为从小到大。
6. 根据权利要求1所述的用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，在步骤S1中，所述块序号顺序为从大到小。
7. 根据权利要求1所述的用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，所述对坏块进行处理具体包括软件隔离处理。
8. 根据权利要求1所述的用于NAND Flash坏块的混合管理方法，其特征在于，所述超级块包含64个晶圆。
9. 一种用于NAND Flash坏块的混合管理装置，其特征在于，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行如权利要求1~8任一项所述的方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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