CN105741875A - 一种提高混合存储器随机读性能的方法 - Google Patents

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CN105741875A CN201610061392.1A CN201610061392A CN105741875A CN 105741875 A CN105741875 A CN 105741875A CN 201610061392 A CN201610061392 A CN 201610061392A CN 105741875 A CN105741875 A CN 105741875A
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景蔚亮
陈邦明
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    • 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
    • G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits

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Abstract

本发明涉及计算机芯片读取优化领域，尤其涉及一种提高混合存储器随机读性能的方法。在混合存储器中，当***频繁对某一级存储芯片中的数据块进行随机读操作，那么就把该数据块中的数据转移到随机读性能更好的存储芯片中，从而提高整个混合存储器的性能。

Description

一种提高混合存储器随机读性能的方法
技术领域
本发明涉及计算机芯片读取优化领域，尤其涉及一种提高混合存储器随机读性能的方法。
背景技术
以NAND闪存做存储介质混合而成的NAND混合存储器如图1所示，第一级单层单元型NAND芯片(SLC)，第二级为双层单元型NAND芯片(MLC)，第三级为三层单元型NAND芯片(TLC)依次类推和最后一级3D-NAND型芯片，这几种类型的芯片由存储控制器控制对其进行读写操作以及执行一些特定算法，比如数据管理，磨损均衡等。
如果在NAND混合存储器中，***在一段时间内对3D-NAND中的某一个数据块(block)进行大量的随机读操作，由于3D-NAND的随机读性能最差，那么整个NAND混合存储器的性能就会受很大影响。这样就会拖慢整个***的处理效率，所以亟需一种提高混合存储器随机读性能的方法。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明公开了一种提高混合存储器随机读性能的方法，其具体的技术方案为：
一种提高混合存储器随机读性能的方法，所述混合存储器中包括第0级到第N-1级存储芯片(1<N)，第0级到第n级存储器芯片的数据随机读的性能逐渐下降，其特征在于，所述方法包括：统计第n级存储芯片(0＜n≤N-1)中的数据在一段时间内的被随机读的次数，并按照用户配置，并将最频繁的被随机读的数据迁移到第m级存储芯片(0≤m＜n)中，其中，n、N、m均为自然数。
上述的方法，其特征在于，所述存储芯片包括相变存储器、磁性随机存储器、阻变式存储器或铁电存储器。
上述的方法，其特征在于，所述混合存储器中设置有存储控制器，且每一级所述存储芯片均与所述存储控制器连接。
上述的方法，其特征在于，第n级中被频繁随机读的数据通过所述存储控制器迁移至第m级存储芯片中。
上述的方法，其特征在于，所述存储芯片包括单层单元型NAND芯片、双层单元型NAND芯片、三层单元型NAND芯片和3D-NAND型芯片。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本申请设计的一种提高混合存储器随机读性能的方法，本发明提出一种提高混合存储器随机读性能的方法。在混合存储器中，频繁对某一级存储芯片中的数据块进行随机读操作，那么就把该数据块中的数据转移到随机读性能更好的存储芯片中，从而提高整个混合存储器的性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是最后一级的NAND存储器芯片示意图；
图2每一级芯片都由存储控制器控制对其进行读写操作以及执行一些特定算法示意图；
图3是混合固态存储器的示意图；
图4是本发明最频繁的被随机读的数据的迁移示意图；
图5是NAND混合存储器中有四级结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
目前的基础存储芯片的优缺点如下表所示：
由上表可知，在NAND混合存储器中，按照芯片类型的顺序SLC，MLC，TLC，3D-NAND，读写速度越来越慢，可擦写的次数也越来越少，而容量则是越来越大，成本也越来越低，为了使这些不同类型的芯片构成的NAND混合存储器芯片的性能和寿命达到最优。在使用时通常把那些用户最频繁读或者写的数据保存在读写速度快且可擦写次数高的单层单元型NAND芯片中，相反把用户最不经常读或者写的数据保存在读写速度慢且可擦写次数低的后一级的芯片中。
另一种混合存储器由新型存储器芯片和NAND存储器芯片组成如图2所示，其中新型存储器芯片可以是相变存储器(PCM)，磁性随机存储器(MRAM),阻变式存储器(RRAM)，铁电存储器(FeRAM)等，最后一级的NAND存储器芯片可以是图1中的任意一种或者多种类型的NAND芯片。图2中每一级芯片都由存储控制器控制对其进行读写操作以及执行一些特定算法，比如数据管理，磨损均衡等。各级存储芯片的优缺点如下表格所示：
由上表格可知，新型混合存储器相比NAND存储器芯片读写速度快，可擦写的次数多，同样随机读性能也更好。
针对上述不同存储芯片的特性，本发明现提出的一种可以提高混合存储器随机读性能的方法，具体的如图3，假设该混合固态存储器中有N级不同类型的存储芯片。从第0级到第N-1级，存储器芯片的随机读性能是逐渐下降的，也就是说第一级的随机读性能最优，第N级的随机读性能最差。所述不同类型的存储芯片可以是NAND型闪存芯片，比如单层单元型NAND芯片(SLC)，双层单元型NAND芯片(MLC)，三层单元型NAND芯片(TLC)，或者3D-NAND型芯片等，也可以是新型存储器芯片，例如相变存储器(PCM)，磁性随机存储器(MRAM)，阻变式存储器(RRAM)，铁电存储器(FeRAM)等。
基于图3所示混合存储器结构，本发明提出了一种提高混合存储器随机读性能的方法为：如图4所示，当在某一段时间内，***频繁对第n级(0<n≦N-1)存储器中的某个数据块(block)中的数据进行随机读操作，那么就把这个频繁被随机读的数据块转移到第m级(0<m<n)存储器芯片中。这样就可以提高对该数据块的随机读的性能，从而提高整个混合存储器的随机读性能。
为了便于说明本发明现举一实例如下。
假设一种NAND混合存储器结构如图5所示：该NAND混合存储器中由SLC、MLC、TLC以及3D-NAND构成，他们的随机读性能是依次降低的。如上表所示的是3D-NAND中的一个数据块中的数据，其包含了m个页数据(page)，每个page又包含n个地址数据。如果在某一段时间内频繁对该一数据块进行随机读操作，例如读取page[0]中的数据3、读取page[1]中的数据4、读取page[2]中的数据5、读取page[3]中的数据[2]等大量随机读操作，由于3DNAND随机读性能非常差，那么这段时间内混合存储器的整体性能就会下降。应用本发明这种提高混合存储器随机读性能的方法，因为***频繁对上述数据块中的数据进行随机读操作，那么就将该数据块数据全部转移到随机读性能更好的存储器中，比如SLC，那么接下来***再频繁对该数据块中的数据进行随机读操作时，由于SLC的随机读性相比3DNAND要好的多，因此会明显提高***对该数据块随机读取数据的速度，从而提高了该NAND混合存储器的随机读性能。
综上所述，本申请设计的一种提高混合存储器随机读性能的方法，本发明提出一种提高混合存储器随机读性能的方法。如果在混合存储器中，频繁对某一级存储芯片中的数据块进行随机读操作，那么就把该数据块中的数据转移到随机读性能更好的存储芯片中，从而提高整个混合存储器的性能。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种提高混合存储器随机读性能的方法，所述混合存储器中包括第0级到第N-1级存储芯片(1<N)，第0级到第n级存储器芯片的数据随机读的性能逐渐下降，其特征在于，所述方法包括：统计第n级存储芯片(0＜n≤N-1)中的数据在一段时间内的被随机读的次数，并按照用户配置，并将最频繁的被随机读的数据迁移到第m级存储芯片(0≤m＜n)中，其中，n、N、m均为自然数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储芯片包括相变存储器、磁性随机存储器、阻变式存储器或铁电存储器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合存储器中设置有存储控制器，且每一级所述存储芯片均与所述存储控制器连接。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第n级中被频繁随机读的数据通过所述存储控制器迁移至第m级存储芯片中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储芯片包括单层单元型NAND芯片、双层单元型NAND芯片、三层单元型NAND芯片和3D-NAND型芯片。
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