数据存储系统、数据存储方法和存储介质技术方案

本公开提供一种数据存储系统、数据存储方法和存储介质。数据存储系统包括主机、存储器控制器、DRAM和闪存，存储器控制器包括SRAM且被配置为：从主机接收包括待写入闪存的数据的写命令；将数据分割成第一部分和第二部分；将第一部分存储在存储器控制器的SRAM中，将第二部分存储到与存储器控制器通信耦合的DRAM中；使用存储器控制器的闪存转换层，发起与写命令相对应的配置操作；响应于闪存转换层指示的将数据存储到闪存中的就绪状态，从SRAM提取第一部分和从DRAM提取第二部分，对所提取的第一部分和第二部分进行组合；以及通过闪存转换层将组合的第一部分和第二部分存储到闪存中。本公开提高了存储器控制器的整体写入速度，并且降低了存储器控制器的能源消耗。低了存储器控制器的能源消耗。低了存储器控制器的能源消耗。

【技术实现步骤摘要】
rate，DDR)同步动态随机存取存储器(synchronous dynamic random access memory，SDRAM)。
[0012]在一些实施例中，存储器控制器还被配置为：通过存储器控制器中的静态随机存取存储器控制器，分配静态随机存取存储器中的第一存储空间以存储第一部分；通过存储器控制器中的动态随机存取存储器控制器，分配动态随机存取存储器中的第二存储空间以存储第二部分；以及响应于将组合的第一部分和第二部分存储到闪存中，通过存储器控制器释放第一存储空间和第二存储空间。
[0013]在一些实施例中，存储器控制器是用于闪存的开放通道控制器。
[0014]根据另一个方面，一种方法，包括：通过存储器控制器从主机接收写命令，写命令包括待写入闪存的数据；通过存储器控制器，将数据分割成第一部分和第二部分；通过存储器控制器，将第一部分存储到存储器控制器中的静态随机存取存储器中；通过存储器控制器，将第二部分存储到与存储器控制器通信耦合的动态随机存取存储器中；通过存储器控制器中的闪存转换层，发起与写命令相对应的配置操作；响应于闪存转换层指示的将数据存储到闪存的就绪状态，通过存储器控制器，从静态随机存取存储器提取第一部分和从动态随机存取存储器提取第二部分；通过存储器控制器，将所提取的第一部分和所提取的第二部分进行组合；以及通过闪存转换层，将组合的第一部分和第二部分存储到闪存中。
[0015]根据另一个方面，一种非暂时性的计算机可读存储介质，该非暂时性的计算机可读存储介质存储指令，当由一个或多个处理器执行指令时，使得一个或多个处理器执行操作，该操作包括：通过存储器控制器从主机接收写命令，写命令包括待写入闪存的数据；通过存储器控制器，将数据分割成第一部分和第二部分；通过存储器控制器，将第一部分存储到存储器控制器中的静态随机存取存储器中；通过存储器控制器，将第二部分存储到与存储器控制器通信耦合的动态随机存取存储器中；通过存储器控制器中的闪存转换层，发起与写命令相对应的配置操作；响应于闪存转换层所指示的将数据存储到闪存的就绪状态，通过存储器控制器，从静态随机存取存储器提取第一部分和从动态随机存取存储器提取第二部分；通过存储器控制器，将所提取的第一部分和所提取的第二部分进行组合；以及通过闪存转换层，将组合的第一部分和第二部分存储到闪存中。
[0016]本公开实施例中，提高了存储器控制器的整体写入速度，并且降低了存储器控制器的能源消耗。
附图说明
[0017]在参考附图考虑以下描述和所附权利要求书的情况下，本公开的系统、方法和硬件设备的这些和其他特征，结构的相关元件的操作方法和功能以及部件的组合和制造的经济性将变得更加明显。附图构成本说明书的一部分，其中相似的附图标记表示附图中的相应部分。然而，应当理解的是，附图仅用于说明和描述的目的，而不旨在定义本专利技术的限制。
[0018]图1示出根据本公开的一些实施例的示例性的固态驱动器存储系统的架构的示意图。
[0019]图2示出根据本公开的一些实施例的示例性的具有外部存储器的固态驱动器存储系统的工作流的示意图。
[0020]图3示出根据本公开的一些实施例的示例性的具有组合存储器的固态驱动器存储
系统的架构的示意图。
[0021]图4示出根据本公开的一些实施例的示例性的具有组合存储器的固态驱动器存储系统的工作流的示意图。
[0022]图5示出根据本公开的一些实施例的示例性的具有组合存储器的固态驱动器存储系统中的存储数据分布的示意图。
[0023]图6示出根据本公开的一些实施例的另一示例性的具有组合存储器的固态驱动器存储系统中的存储数据分布的示意图。
[0024]图7示出根据本公开的一些实施例的示例性的使用固态驱动器存储系统中的组合存储器缓存数据的方法的流程图。
具体实施例
[0025]本公开在特定应用及其要求的背景下提供，旨在使本领域任何技术人员能够制造和使用实施例。对于本领域技术人员来说，对本公开的实施例的各种修改将是显而易见的，并且本公开定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用，而不脱离本公开的精神和范围。因此，本公开不限于所示的实施例，而是符合与本公开的原理和特征一致的最宽范围。
[0026]NAND闪存是一种使用浮栅晶体管的非易失性闪存。在NAND闪存中，数据以比特存储，其中通常一个单元存储一个比特。这些单元被分组为NAND闪存的位线。然后，多个位线被分组为页，多个页被分组以形成块。NAND闪存包括多个块，并且NAND闪存中块的确切数量取决于NAND闪存的规格。对于写操作，NAND闪存使用页作为单位进行写入。对于擦除操作，NAND闪存一次擦除一个块。块允许执行的擦除操作的次数是有限的。块允许的最大擦除次数被称为擦写周期(program erase cycle)。应当理解，除非另有指示，否则在本公开中，NAND闪存被用作闪存的示例，并且术语NAND闪存可以指任何其他类似的存储器实体。
[0027]逻辑块地址(logical block address，LBA)是用于在应用程序级或主机级指定数据位置的通用方案。LBA对应用程序或主机可见，并且要访问固态驱动器中由LBA指向的数据，需要将LBA转换为固态驱动器中的物理地址。当主机在特定LBA(例如LBA 0)存储数据，并随后重写到相同的LBA时，新数据可以被存储在固态驱动器中的不同物理地址中，但修改NAND闪存的映射表，使得LBA现在指向存储新数据的新物理地址。新数据仍然以串行方式被写入NAND闪存。
[0028]固态驱动器(solid
‑
state drive，SSD)是一种使用NAND闪存持久存储数据的存储器驱动器。固态驱动器控制器是固态驱动器上的嵌入式处理器或开放通道控制器，并且固态驱动器控制器被配置为执行固态驱动器的固件级软件并加速固态驱动器上的数据访问和处理。
[0029]随机存取存储器(random
‑
access memory，RAM)是一种易失性的计算机存储器，它允许在几乎相同的时间内读数据或写数据，而不考虑存储器内数据的物理位置。
[0030]同步动态随机存取存储器(Synchronous Dynamic Random
‑
Access Memory，SDRAM)是一种提供更快数据访问的动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)。
[0031]静态随机存取存储器(static random
‑
access memory，SRAM)是一种随机存取存储器，其通常比需要定期刷新的动态随机存取存储器更快、更昂贵。
[0032]闪存转换层(flash translation layer，FTL)是被配置为管理固态驱动器操作的中间层。闪存转换层包括硬件、软件、或硬件和软件两者，并且闪存转换层被配置为执行逻辑地址到物理地址的转换、垃圾回收、磨损均衡、纠错码(error correction code，EC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据存储系统，包括：主机；存储器控制器，与所述主机通信耦合；动态随机存取存储器，与所述存储器控制器通信耦合；以及闪存，与所述存储器控制器通信耦合；其中，所述存储器控制器包括静态随机存取存储器，并且所述存储器控制器被配置为：从所述主机接收写命令，所述写命令包括待写入所述闪存的数据，将所述数据分割成第一部分和第二部分，将所述第一部分存储到所述静态随机存取存储器中，将所述第二部分存储到所述动态随机存取存储器中，使用所述存储器控制器中的闪存转换层，发起与所述写命令相对应的配置操作，响应于所述闪存转换层指示将所述数据存储到所述闪存中的就绪状态，从所述静态随机存取存储器提取所述第一部分和从所述动态随机存取存储器提取所述第二部分，对所提取的第一部分和所提取的第二部分进行组合，以及将组合的第一部分和第二部分存储到所述闪存中。2.根据权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述存储器控制器在专用集成电路上实现。3.根据权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述闪存包括在固态驱动器。4.根据权利要求1所述的数据存储系统，其中，为了将所述数据分割为所述第一部分和所述第二部分，所述存储器控制器还被配置为将所述数据分割成多个段，其中，所述多个段包括第一类段和第二类段，每个所述第一类段具有第一长度，每个所述第二类段具有第二长度，在所述数据中，每个所述第一类段与至少一个所述第二类段相邻，并且所述第一部分包括所述第一类段，所述第二部分包括所述第二类段。5.根据权利要求4所述的数据存储系统，其中，所述第一长度和所述第二长度可通过所述主机上的软件调整。6.根据权利要求1所述的数据存储系统，其中，为了将所述数据分割为所述第一部分和所述第二部分，所述存储器控制器还被配置为将所述数据分割成多个段，其中，所述多个段包括第一类段和第二类段，每个所述第一类段具有第一长度，每个所述第二类段具有第二长度，两个相邻的所述第一类段和所述第二类段相加为固态驱动器中的扇区的大小，并且所述第一部分包括所述第一类段，所述第二部分包括所述第二类段。7.根据权利要求6所述的数据存储系统，其中，所述第一长度和所述第二长度可通过所述主机上的软件调整。8.根据权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述动态随机存取存储器是一个或多个双倍数据速率同步动态随机存取存储器。9.根据权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述存储器控制器还被配置为：通过所述存储器控制器中的静态随机存取存储器控制器，在所述静态随机存取存储器中分配第一存储空间以存储所述第一部分；通过所述存储器控制器中的动态随机存取存储器控制器，在所述动态随机存取存储器中分配第二存储空间以存储所述第二部分；以及
响应于将组合的第一部分和第二部分存储到所述闪存中，通过所述存储器控制器释放所述第一存储空间和所述第二存储空间。10.根据权利要求1所述的数据存储系统，其中，所述存储器控制器是用于所述闪存的开放通道控制器。11.一种数据存储方法，包括：通过存储器控制器从主机接收写命令，所述写命令包括待写入闪存的数据；通过所述存储器控制器，将所述数据分割成第一部分和第二部分；通过所述存储器控制器，将所述第一部分存储到所述存储器控制器中的静态随机存取存储器中；通过所述存储器控制器，将所述第二部分存储到与所述存储器控制器通信耦合的动态随机存取存储器中；通过所述存储器控制器中的闪存转换层，发起与所述写...

【专利技术属性】
技术研发人员：王记锋，许玉铭，吴文涛，薛菲，高祥，金加靖，
申请(专利权)人：平头哥上海半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：