大容量高速固态存储器容量管理系统技术方案

本发明专利技术涉及固态存储器技术领域，具体地说，涉及大容量高速固态存储器容量管理系统。其包括闪存芯片，所述闪存芯片内含有多个基础存储单元，还包括前置平台和后置平台，所述前置平台借助基础存储单元建立校验分区和使用分区，为所述后置平台提供运行基础。本发明专利技术中通过校验分区和使用分区为后置平台提供运行基础，后置平台通过校验分区内存储的校验码对使用分区内存储的数据进行校验，通过校验及时的找出数据存储在基础存储单元内存在的错误，并进行纠错，从而提高存储在基础存储单元内数据的稳定性。据的稳定性。据的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
大容量高速固态存储器容量管理系统


[0001]本专利技术涉及固态存储器
，具体地说，涉及大容量高速固态存储器容量管理系统。

技术介绍

[0002]固态存储器，即固态硬盘（SSD）主要采用FLASH芯片作为存储介质，其存储原理如下：基于闪存的固态硬盘是固态硬盘的主要类别，其内部构造十分简单，固态硬盘内主体其实就是一块PCB板，而这块PCB板上最基本的配件就是控制芯片，缓存芯片（部分低端硬盘无缓存芯片）和用于存储数据的芯片。
[0003]主控芯片是固态硬盘的大脑，其作用一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷，二则是承担了整个数据中转，连接闪存芯片和外部SATA接口。
[0004]用于存储数据的芯片由若干个基础存储单元构成，基础存储单元采用二进制的形式对数据进行保存，而固态硬盘闪存具有擦写次数限制的问题，这也是许多人诟病其寿命短的所在。闪存完全擦写一次叫做1次P/E，因此闪存的寿命就以P/E作单位。34nm的闪存芯片寿命约是5000次P/E，而25nm的寿命约是3000次P/E。随着SSD固件算法的提升，新款SSD都能提供更少的不必要写入量。一款120G的固态硬盘，要写入120G的文件才算做一次P/E。普通用户正常使用，即使每天写入50G，平均2天完成一次P/E，3000个P/E能用20年。
[0005]由此可见，固态硬盘使用年限的问题已经不需要进行解决了，可是基础存储单元是有很多个的，在使用的过程中难免会有少数的基础存储单元出现异常，这时候不仅仅影响了固态硬盘的容量，更严重的是因为少数的基础存储单元出现异常导致存储数据的稳定性下降。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供大容量高速固态存储器容量管理系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，提供了大容量高速固态存储器容量管理系统，其包括闪存芯片，所述闪存芯片内含有多个基础存储单元，还包括前置平台和后置平台，所述前置平台借助基础存储单元建立校验分区和使用分区，为所述后置平台提供运行基础；所述后置平台通过校验分区内存储的校验码对使用分区内存储的数据进行校验。
[0008]作为本技术方案的进一步改进，所述前置平台包括坏检模块和容量分区模块，所述坏检模块的输出端连接至容量分区模块的输入端；所述坏检模块用于对基础存储单元进行检测，以得到基础存储单元的损坏情况；所述容量分区模块的输入端接收到坏检模块输出的损坏情况，根据损坏情况建立校验分区和使用分区。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述后置平台包括校验模块，所述校验模块对存
入使用分区的数据生成校验码，并将校验码存入校验分区；后期运行的过程中，所述校验模块借助校验码对与之对应的数据进行校验。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述使用分区包括低寿区和高寿区；在坏检和校验的过程中得到稳定性基础存储单元和非稳定性基础存储单元；校验分区和高寿区均为稳定性基础存储单元构成；低寿区由非稳定性基础存储单元构成，其形成来源为校验分区和高寿区。
[0011]作为本技术方案的进一步改进，所述后置平台包括提示模块，所述提示模块与可视化设备连接；在坏检校验之后，借助可视化设备针对非稳定性基础存储单元进行提示。
[0012]作为本技术方案的进一步改进，所述基础存储单元为浮栅晶体管，所述浮栅晶体管包括衬底、源极和漏极；所述衬底之上依次设置有隧道氧化层、浮栅层、氧化层和控制栅极；所述源极和漏极连接在衬底上，在电压作用下电子由源极流向漏极；所述浮栅层被绝缘层包围，通过对浮栅层充放电子，来对浮栅晶体管进行数据的写入和擦除。
[0013]作为本技术方案的进一步改进，所述校验模块采用冗余校验码对数据进行校验，冗余校验码的生成步骤如下：S1.1、在数据的K位数据码后再拼接R位的校验码，校验码整个编码长度为N位，并得到生成多项式G(x)；S1.2、存储的数据用多项式C(X)表示，将C(x)左移R位，得到C(x)*2R；S1.3、用C(x)*2R除以生成多项式G(x)得到的余数，认定该余数为校验码。
[0014]作为本技术方案的进一步改进，所述校验模块在生成校验码的同时确定数据来源；所述校验模块根据数据来源确定数据需要存储的是低寿区/高寿区；所述校验模块根据数据来源辅助有损数据进行修复。
[0015]作为本技术方案的进一步改进，所述低寿区中基础存储单元的使用采用均值平衡算法，其算法步骤如下：S2.1、确定低寿区中基础存储单元的寿命均值；S2.2、优先使用高于寿命均值的基础存储单元。
[0016]作为本技术方案的进一步改进，所述S2.2中对高于寿命均值的基础存储单元再次均化，得到二次均值，且优先使用高于二次均值的基础存储单元；均值平衡算法中寿命均值和二次均值的确定均在每次低寿区中基础存储单元变化时。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、该大容量高速固态存储器容量管理系统中，通过校验分区和使用分区为后置平台提供运行基础，后置平台通过校验分区内存储的校验码对使用分区内存储的数据进行校验，通过校验及时的找出数据存储在基础存储单元内存在的错误，并进行纠错，从而提高存储在基础存储单元内数据的稳定性。
[0018]2、该大容量高速固态存储器容量管理系统中，坏检是在数据没有写入之前进行
的，即闪存芯片第一次使用时进行的，这时候使用分区内可能不存在低寿区，但需要形成高寿区和校验分区，而这时候得到的容量是闪存芯片真实的容量，然后根据真实用来确定校验分区的容量，这就无需考虑因基础存储单元损坏多预留校验分区的问题，使校验分区的容量更加适配，避免了不必要的容量浪费。
[0019]3、该大容量高速固态存储器容量管理系统中，数据的源数据，也就是基础数据存储在高寿区内，一方面高寿区内存储稳定性高，还有就是相对来说基础数据修改的频率比较低，这样对高寿区中的基础存储单元擦除和写入的次数就比较少，也就是说高寿区产生校验的次数减少。
[0020]4、该大容量高速固态存储器容量管理系统中，使修改频率更高的边缘数据存储至低寿区，一是边缘数据存在修改的次数多，修改量大，这样就提高了多个同时修改的数据在一个基础存储单元中的概率，这样进行一次擦除和写入即可完成多个数据的修改，降低了来回擦除和写入的次数，进一步延长基础存储单元的使用寿命，还有就是，低寿区中的校验形成的更为密集，而低寿区的基础存储单元稳定性本来就不高，这种高密度的校验可以提高数据的稳定性，同样也会出现一次校验对多个数据产生效果的情况，从而提高了校验的效率。
[0021]5、该大容量高速固态存储器容量管理系统中，坏检在首次使用后，后期定期的对校验分区的基础存储单元进行坏检，使坏检中电子容易跑出来的基础存储单元进行释放，这样可以保证校验码的安全性，同时对校验分区中的容量进行合理化的利用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的前置平台和后置平台的内部模块框图；图2为本专利技术的浮栅晶体管结构示意图；图3为本专利技术的写入数据时浮栅晶体管工作原理示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大容量高速固态存储器容量管理系统，其包括闪存芯片（100），所述闪存芯片（100）内含有多个基础存储单元，其特征在于：还包括前置平台（200）和后置平台（300），所述前置平台（200）借助基础存储单元建立校验分区和使用分区，为所述后置平台（300）提供运行基础；所述后置平台（300）通过校验分区内存储的校验码对使用分区内存储的数据进行校验；所述前置平台（200）包括坏检模块（210）和容量分区模块（220），所述坏检模块（210）的输出端连接至容量分区模块（220）的输入端；所述坏检模块（210）用于对基础存储单元进行检测，以得到基础存储单元的损坏情况；所述容量分区模块（220）的输入端接收到坏检模块（210）输出的损坏情况，根据损坏情况建立校验分区和使用分区；所述后置平台（300）包括校验模块（310），所述校验模块（310）对存入使用分区的数据生成校验码，并将校验码存入校验分区；后期运行的过程中，所述校验模块（310）借助校验码对与之对应的数据进行校验；所述使用分区包括低寿区和高寿区；在坏检和校验的过程中得到稳定性基础存储单元和非稳定性基础存储单元；校验分区和高寿区均为稳定性基础存储单元构成；低寿区由非稳定性基础存储单元构成，其形成来源为校验分区和高寿区。2.根据权利要求1所述的大容量高速固态存储器容量管理系统，其特征在于：所述后置平台（300）包括提示模块（320），所述提示模块（320）与可视化设备连接；在坏检校验之后，借助可视化设备针对非稳定性基础存储单元进行提示。3.根据权利要求1所述的大容量高速固态存储器容量管理系统，其特征在于：所述基础存储单元为浮栅晶体管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙骥，周桐，徐永欣，
申请(专利权)人：上海飞斯信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：