CN108255630A - 一种降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于预先将部分TLC类型的闪存强制转化SLC类型作为应急数据存储空间，所述应急数据存储空间预先完成擦除操作，当固态硬盘正常供电时接收到主机写入操作时，先将主机数据写入缓存中，后再将数据更新到TLC类型的物理存储空间中，当固态硬盘接收到异常掉电信号或通知时，立即停止接收主机新的写入操作指令，并立即将缓存中还未更新到TLC类型的物理存储空间中的数据立即更新到应急数据存储空间。实现将发生异常掉电时数据写入的速度提升3倍以上,大大降低了异常掉电时处理的时间需求,进而实现了降低对掉电保护电容容量的需求,达到降低成本的目的。

Description

一种降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法
技术领域
本发明涉及固态硬盘控制技术，特别涉及一种降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法。
背景技术
异常掉电除了会导致缓存的用户数据丢失，甚至可能使已写入NAND中的数据丢失，因此一些对数据完整性有较高要求的***中，通常要求存储设备(SSD)有掉电保护功能。掉电保护通常是通过增加电容实现，使得在异常掉电的情形下，电容中储蓄的电量能保证所有缓存的用户数据正确写入NAND。对某些类型的NAND，构成它的普通Block可以牺牲部分容量转变为速度更快的Block。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的是如何提高发生异常掉电是FLASH应急处理的速度,降低处理所需要的时间,减少掉电保护电容容量的需求。
为了解决以上问题本发明提出了一种降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于预先将部分TLC类型的闪存强制转化SLC类型作为应急数据存储空间，所述应急数据存储空间预先完成擦除操作，当固态硬盘正常供电时接收到主机写入操作时，先将主机数据写入缓存中，后再将数据更新到TLC类型的物理存储空间中，当固态硬盘接收到异常掉电信号或通知时，立即停止接收主机新的写入操作指令，并立即将缓存中还未更新到TLC类型的物理存储空间中的数据立即更新到应急数据存储空间。
所述的降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于固态硬盘上电时检查应急数据存储空间是否为空，如果不为空，则立即将应急数据存储空间更新到TLC类型的物理存储空间中，同时擦除应急数据存储空间。
所述的降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于固态硬盘上还设有记录当前应急数据存储空间被擦除的次数M，当M达到预先设置的阀值时，从TLC类型的存储空间中找到一个没被使用过的存储空间作为新的应急数据存储空间，将新的应急数据存储空间强制转化为SLC类型。这样处理的目的是因为SLC或TLC类型的FLASH的每个BLOCK的擦写次数都是有限，且随着擦写次数的增加，其出现坏块的概率也增加，如果是在异常掉电过程中发生写入块为坏块的情况，就需要再重写，需要尽可能降低出现坏块的概率，因此提出了该机制来保证作为应急数据存储空间上的存储空间被擦写的次数控制在一定的范围以内。
所述的降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于当固态硬盘接收到异常掉电信号或通知时，将缓存中的数据写入到应急数据存储空间的写操作不做纠错校验。这样做的目的是为了进一步的降低数据写入的时间消耗，正常数据写入完成后还会对写入的数据进行回读并与校验码进行校验，判断写入的数据的正确性，因为对应急数据存储空间的擦写次数作了限制，因此其出现坏快概率低，且异常掉电出现概率低，优先保证尽可能的降低异常处理时间，因此简化写入的操作。
本发明的有益效果是：实现将发生异常掉电时数据写入的速度提升3倍以上,大大降低了异常掉电时处理的时间需求,进而实现了降低对掉电保护电容容量的需求,达到降低成本的目的。
附图说明
图1是异常掉电处理流程图；
图2是初始化处理流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是异常掉电处理流程图，在改进的异常掉电处理流程中，用户数据会写入预先分配的高速块中，从而快速完成异常掉电处理。在将缓存中的数据刷新(FLASH)到TLC类型的物理存储空间中增加是否处于异常掉电状态，如果否按普通正常地址分配过程将数据写入的Block的对应的Page中，如果是异常掉电状态，则获取初始化阶段分配的高速Block，也就是将TLC类型强制转化猥SLC类型的存储空间，并记录为应急数据存储空间。例如，在以TLCNAND作为存储介质的固态存储设备中，普通Block需要按TLC方式进行数据写入，高速Block可以按SLC方式写入，后者的写入速度是前者的3倍以上，按本文提出的方法进行异常掉电处理，写入缓存的用户数据所需的时间是通常处理方法的1/3，因此使用本方案的固态存储设备所需的备电容量可以大幅降低，从而减少整个***的成本。
图2是初始化处理流程图，包含异常掉电过程写入高速块的处理流程。在此阶段我们会为异常掉电处理过程预分配高速块Block，也就是应急数据存储空间。***上电时检查高速块Block上是否缓存有用户数据，如果有则将缓存的数据搬移到普通的Block中，并回收高速Block。可以通过擦除高速Block的方式回收，也可以通过重新分配新的Block的方式重新建立新的高速Block。
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于预先将部分TLC类型的闪存强制转化SLC类型作为应急数据存储空间，所述应急数据存储空间预先完成擦除操作，当固态硬盘正常供电时接收到主机写入操作时，先将主机数据写入缓存中，后再将数据更新到TLC类型的物理存储空间中，当固态硬盘接收到异常掉电信号或通知时，立即停止接收主机新的写入操作指令，并立即将缓存中还未更新到TLC类型的物理存储空间中的数据立即更新到应急数据存储空间。
2.根据权利要求1所述的降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于固态硬盘上电时检查应急数据存储空间是否为空，如果不为空，则立即将应急数据存储空间更新到TLC类型的物理存储空间中，同时擦除应急数据存储空间。
3.根据权利要求1或2所述的降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于固态硬盘上还设有记录当前应急数据存储空间被擦除的次数M，当M达到预先设置的阀值时，从TLC类型的存储空间中找到一个没被使用过的存储空间作为新的应急数据存储空间，将新的应急数据存储空间强制转化为SLC类型。
4.根据权利要求3所述的降低固态硬盘异常掉电处理时间的方法,其特征在于当固态硬盘接收到异常掉电信号或通知时，将缓存中的数据写入到应急数据存储空间的写操作不做纠错校验。
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