一种固态硬盘管理方法及固态硬盘技术

提供了一种固态硬盘管理方案，检测到SSD的第一存储空间的使用状况符合预设条件；其中，所述第一存储空间工作在第一模式；基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间；其中，所述第一存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量大于所述第二存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量。数量。数量。

【技术实现步骤摘要】
一种固态硬盘管理方法及固态硬盘


[0001]本申请涉及存储
，特别涉及一种固态硬盘管理方法及固态硬盘。

技术介绍

[0002]固态硬盘(Solid State Drive,SSD)多使用NAND Flash(与非门闪存)来实现，NAND Flash是一种非易失性随机访问存储介质，其特点是断电后数据不消失，它不同于传统的易失性随机访问存储介质和挥发性存储器如DRAM和SRAM等，因此可以作为持久化存储器使用。
[0003]SSD的单位容量由单个单元Cell能够存储的比特数量决定。随着NAND Flash的发展，单元已经发展到四级单元(Quad Level Cell,QLC)。但在NAND Flash的cell的容量在不断提升的同时，也面临着使用寿命不断降低的问题。通常达到预定使用寿命的SSD，不能继续使用。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种固态硬盘管理方法及固态硬盘SSD，可以提升固态硬盘SSD的使用寿命，同时还可以提供额外的存储容量。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种固态硬盘管理方法，所述方法包括：
[0006]检测到SSD的第一存储空间的使用状况符合预设条件；其中，所述第一存储空间工作在第一模式；
[0007]基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间；其中，所述第一存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量大于所述第二存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量。由于具有较大容量的cell的使用寿命要比具有较小容量的cell的使用寿命短，但较大容量的cell可以作为较小容量的cell使用。本专利技术中不同模式对应不同的cell的容量。Cell的容量，即cell能够存储的比特数量。在SSD的第一存储空间使用状况符合预设条件时，使SSD的第一存储工作在第二模式，由于第二模式对应的cell的容量小于第一模式对应的cell的容量。存储空间随着cell容量的减少，存储空间也减少，因此，相对工作在第一模式的第一存储空间，第一存储空间工作在第二模式后得到第二存储空间，即第二模式对应第二存储空间。随着cell容量的减少，存储空间的使用寿命增加，从而延长了SSD的使用寿命。同时在第一存储空间使用状况符合预设条件之前，第一存储空间可以提供第一模式下的容量，使第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间。在延长使用寿命的同时，还可以提供额外的第二存储空间。因此在延长使用寿命的同时，还可以提供额外的存储容量。
[0008]第一存储空间工作在第一模式是指第一存储空间中的cell能够存储的比特数量，也即第一存储空间以第一类型的cell提供数据存储；第二存储空间工作在第二模式是指第二存储空间中cell能够存储的比特数量，即第二存储空间以第二类型的cell提供数据存储。本专利技术实施例中所称的模式对应cell的类型。存储空间工作在某一种模式是指存储空
间以某一类型的cell提供数据存储。存储空间以某一类型的cell提供数据并不要求cell的物理结构就是该类型的cell。例如，存储空间工作在MLC，即存储空间以MLC类型的cell提供数据存储时，存储空间中的cell的物理结构可以是QLC或者TLC。当存储空间中的cell的物理结构是QLC时，存储空间以MLC类型的cell提供数据存储时，可以只使用QLC的低2位提供数据存储服务。当存储空间中的cell的物理结构是TLC时，存储空间以MLC类型的cell提供数据存储时，可以只使用TCL的低2位提供数据存储服务。
[0009]一种实现，所述使用状况为擦写次数、写入太字节量或写入数据量。擦写次数、写入太字节量或写入数据量决定了SSD的磨损程度，体现了SSD的使用状况。
[0010]一种实现，使所述第一存储空间工作在第二模式包括将第一模式下浮栅晶体管能够存储的bit数量的低n位作为第二模式下浮栅晶体管能够存储的n bit数量，其中n为大于0的整数。具体实现，根据当前技术工艺，n可以是1、2或3。具体实现，SSD通过固件使原工作在第一模式的第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间；也可以通过SSD的控制器本身实现。
[0011]一种实现，所述第一存储空间为所述SSD的全部存储空间，即全部存储空间工作在第一模式。SSD的全部存储空间的使用状况符合预设条件，可以使整个SSD的存储空间工作在第二模式。
[0012]另一种实现，所述第一存储空间为所述SSD多个存储空间中的一个。
[0013]一种实现，将SSD划分为多个命名空间namespace，其中一个namespace对应的一个存储空间为第一存储空间。
[0014]另一种实现，SSD包含一个命名空间namespace，namespace对应的存储空间为第一存储空间。
[0015]一种实现，在支持区域命名空间(zoned namespace,NS)的SSD中，将一个namespace划分为多个区域zone，其中，一个zone对应的存储空间为第一存储空间。
[0016]一种实现，在支持基于键值(Key-value,KV)的SSD，SSD键值对应的可用于连续存储数据的存储空间作为对应的第一存储空间。
[0017]一种实现，所述方法还包括：在基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式之前，备份所述第一存储空间中的数据。使第一存储空间工作在第二模式之前，将第一存储空间中的数据备份，防止数据丢失。具体实现，可以将数据备份到云存储或者其他存储设备。
[0018]另一种实现，所述方法还包括：在基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式之前，备份所述第一存储空间中的有效数据。使第一存储空间工作在第二模式之前，将第一存储空间中有效数据备份，在防止数据丢失的同时，也减少了备份数据量。具体实现，可以将有效数据备份到云存储或者其他存储设备。
[0019]一种实现，所述第一模式为四级单元QLC，所述第二模式为三级单元TLC、多级单元MLC和单级单元SLC中的至少一种。
[0020]一种实现，所述第一模式为三级单元TLC；所述第二模式为多级单元MLC和单级单元SLC中的至少一种。
[0021]一种实现，所述第一模式为多级单元MLC；所述第二模式为单级单元SLC。
[0022]一种实现，使用状况为第一存储空间中存储的数据的更新频率。当更新频率符合
预设条件，使第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间；其中，预设条件为预定阈值。本另一种实现，使用状况为第一存储空间存储的数据的性质。当存储的数据的性质符合预设条件，使第一存储空间工作在第二模式，其中，预设条件为元数据、纠删码(Erasure Coding,EC)中的校验数据或独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks,RAID)中的校验数据。即第一存储空间中存储的数据的性质为元数据、EC中的校验数据或RAID中的校验数据，元数据、EC中的校验数据或RAID中的校验数据更新频率高。具体的，SSD包含多个存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态硬盘SSD管理方法，其特征在于，所述方法包括：检测到SSD的第一存储空间的使用状况符合预设条件；其中，所述第一存储空间工作在第一模式；基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间；其中，所述第一存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量大于所述第二存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用状况为擦写次数、写入太字节量、或写入数据量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一存储空间为所述SSD的所有存储空间。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一存储空间为所述SSD的多个存储空间中的一个。5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式之前，备份所述第一存储空间中的有效数据。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一存储空间为SSD的命名空间namespace对应的存储空间。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一存储空间为区域命名空间zoned namespace中的一个区域zone对应的存储空间。8.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述第一模式为四级单元QLC；所述第二模式为三级单元TLC、多级单元MLC和单级单元SLC中的至少一种。9.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述第一模式为三级单元TLC；所述第二模式为多级单元MLC和单级单元SLC中的至少一种。10.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述第一模式为多级单元MLC；所述第二模式为单级单元SLC。11.根据权利要求1至10任一所述的方法，其特征在于，所述SSD用于公有云存储。12.一种固态硬盘SSD，其特征在于，所述SSD包含固态硬盘控制器和存储介质，所述存储介质包含第一存储空间；所述固态硬盘控制器用于：检测到所述第一存储空间的使用状况符合预设条件；其中，所述第一存储空间工作在第一模式；基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间；其中，所述第一存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量大于所述第二存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量。13.根据权利要求12所述的SSD，其特征在于，所述使用状况为擦写次数、写入太字节量、写入数据量、存储的数据的更新频率或存储的数据的性质。14.根据权利要求12或13所述的SSD，其特征在于，所述第一存储空间为所述SSD的所有存储空间。15.根据权利要求12或13所述的SSD，其特征在于，所述第一存储空间为所述SSD的多个存储空间中的一个。
16.根据权利要求11至15任一所述的SSD，其特征在于，所述固态硬盘控制器还用于在基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式之前，备份所述第一存储空间中的有效数据。17.根据权利要求12或13所述的SSD，其特征在于，所述第一存储空间为SSD的命名空间namespace对应的存储空间。18.根据权利要求12或13所述的SSD，其特征在于，所述第一存储空间为区域命名空间zoned namespace中的一个区域zone对应的存储空间。19.根据权利要求12至18任一所述的SSD，其特征在于，所述第一模式为四级单元QLC；所述第二模式为三级单元TLC、多级单元MLC和单级单元SLC中的至少一种。20.根据权利要求12至18任一所述的SSD，其特征在于，所述第一模式为三级单元TLC；所述第二模式为多级单元MLC和单级单元SLC中的至少一种。21.根据权利要求12至18任一所述的SSD，其特征在于，所述第一模式为多级单元MLC；所述第二模式为单级单元SLC。22.根据权利要求12至21任一所述的SSD，其特征在于，所述SSD用于公有云存储。23.一种固态硬盘管理装置，其特征在于，所述固态硬盘管理装置包含检测单元和使能单元；其中，所述检测单元用于检测到固态硬盘SSD的第一存储空间的使用状况符合预设条件；其中，所述第一存储空间工作在第一模式；所述使能单元用于基于上述检测结果使所述第一存储空间工作在第二模式得到第二存储空间；其中所述第一存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量大于所述第二存储空间的一个单元cell能够存储的比特数量。24.根据权利要求23所述的固态硬盘管理装置，其特征在于，所述使用状况为擦写次数、写入太字节量、写入数据量、存储的数据的更新频率或存储的数据的性质。25.根据权利要求23或24所述的固态硬盘管理装置，其特征在于，所述第一存储空间为所述SSD的所有存储空间。26.根据权利要求23或24所述的固态硬盘管理装置，其特征在于，所述第一存储空间为所述SSD的多个存储空间中的一个。27.根据权利要求23至26任一所述的固态硬盘管理装置，其特征在于，所述固态硬盘管理装置还包括备份单元，所述备份单元用于备份所述第一存储空间中的有效数据。28.根据权利要求23或24所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：