固態(tài)驅(qū)動(dòng)器控制器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)處理方法、多通道固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、raid控 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及固態(tài)驅(qū)動(dòng)器控制器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)處理方法、多通道 (multi-channel)固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、獨(dú)立或廉價(jià)盤冗余陣列（RAID)控制器以及其中記錄有用于 向固態(tài)驅(qū)動(dòng)器提供順序信息的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。更具體地，本發(fā)明涉及 固態(tài)驅(qū)動(dòng)器控制器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)處理方法、多通道固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、RAID控 制器以及其中記錄有用于向固態(tài)驅(qū)動(dòng)器提供順序信息的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介 質(zhì)，它們使用在高耐用性（endurance)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)塊（parity block)并在低耐 用性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊的RAID來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器或者固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD)是指使用非易失性閃存存儲(chǔ)器制造的存儲(chǔ) 設(shè)備。鑒于閃速存儲(chǔ)器的特性，就地覆寫(xiě)（in-place overwrite)的方法（其中預(yù)記錄的數(shù) 據(jù)被刪除然后被重寫(xiě)）被用來(lái)寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)，因此在數(shù)據(jù)刪除的次數(shù)達(dá)到閃存存儲(chǔ)器的刪 除的最大次數(shù)的時(shí)候不再使用就地覆寫(xiě)方法。
[0003] 在SSD中，使用各種各樣的閃存存儲(chǔ)器，包括單級(jí)單元（single level cell，SLC)、 多級(jí)單元（multi-level cell，MLC)、三級(jí)單元（triple level cell，TLC)及其組合。
[0004] 考慮到具有NAND單元存儲(chǔ)器陣列的SSD的特性，為了實(shí)現(xiàn)就地（in-place)更新， 刪除操作必須在執(zhí)行寫(xiě)入操作之前被執(zhí)行。
[0005] SLC、MLC和TLC分別在執(zhí)行大約100000次、10000次和1000次刪除操作之后可能 就損壞了（wear out)。
[0006] 為了延長(zhǎng)SSD的這種有限的壽命，被稱為閃存轉(zhuǎn)換層（FTL)的復(fù)雜處理邏輯軟件 執(zhí)行地址映射、垃圾回收和耗損均衡（wear-leveling)。
[0007] 同時(shí)，獨(dú)立或廉價(jià)盤冗余陣列（RAID)可以由多個(gè)固態(tài)盤構(gòu)成。RAID架構(gòu)使能并行 數(shù)據(jù)訪問(wèn)或者通過(guò)增加的平均故障間隔時(shí)間（Mean Time Between Failure，MTBF)來(lái)改善 容錯(cuò)能力。
[0008] 存在許多類型的RAID。其中，包括奇偶校驗(yàn)比特的RAID可以包括，例如，RAID 5 和 RAID 6。
[0009] 在RAID 5類型中，數(shù)據(jù)條帶（data stripe)被分布并存儲(chǔ)在多個(gè)盤中，經(jīng)XOR運(yùn) 算的、條帶化的數(shù)據(jù)條的奇偶校驗(yàn)比特也被分布并且存儲(chǔ)。當(dāng)盤故障發(fā)生時(shí)，該奇偶校驗(yàn)比 特在重建在該故障盤中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中被使用。
[0010] RAID 6另外地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的第二奇偶校驗(yàn)，提供比RAID 5類型改善的容錯(cuò)能力。 [0011] 在包括奇偶校驗(yàn)比特方案的RAID中，數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生不同類型的訪問(wèn)模式 (pattern)。也就是說(shuō)，每當(dāng)在每個(gè)盤中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的區(qū)域被更新時(shí)，與該數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的奇 偶校驗(yàn)的區(qū)域也被更新。
[0012] 例如，假設(shè)在RAID 5等級(jí)（level)中在數(shù)據(jù)第一次被寫(xiě)入之后僅被更新一次，與 數(shù)據(jù)塊相比，奇偶校驗(yàn)塊被更頻繁地更新，平均比數(shù)據(jù)塊要多數(shù)據(jù)塊的更新的數(shù)目（例如， 盤的總數(shù)-1)。此外，在RAID 6等級(jí)中，與數(shù)據(jù)塊相比，奇偶校驗(yàn)塊被更頻繁地更新。
[0013] 因此，在包括（具有奇偶校驗(yàn)比特的）RAID的SSD存儲(chǔ)系統(tǒng)中，由于SSD奇偶校驗(yàn) 塊的頻繁更新，SSD的壽命可能被縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 技術(shù)問(wèn)題
[0015] 已作出本發(fā)明以努力解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，并且本發(fā)明提供一種包括獨(dú)立或廉價(jià) 盤冗余陣列（RAID)的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器控制器一一其在高耐用性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)塊并在 低耐用性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊，由此通過(guò)在RAID群組（RAID group)中、在適合類型的存儲(chǔ) 器中存儲(chǔ)從RAID控制器傳送的奇偶校驗(yàn)塊和數(shù)據(jù)塊來(lái)提高存儲(chǔ)效率和壽命一一、固態(tài)驅(qū)動(dòng) 器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)處理方法、多通道固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、RAID控制器以及其中記錄有用于向固 態(tài)驅(qū)動(dòng)器提供順序信息的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
[0016] 技術(shù)方案
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，以上和其他目的能夠通過(guò)提供如下的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器控制器來(lái) 實(shí)現(xiàn)，該固態(tài)驅(qū)動(dòng)器控制器包括：接口部件（unit)，其接收包括奇偶校驗(yàn)塊和數(shù)據(jù)條帶塊 的基于RAID的數(shù)據(jù)；以及，存儲(chǔ)器控制器，其控制在至少一個(gè)第一存儲(chǔ)器單元陣列中存儲(chǔ) 奇偶校驗(yàn)塊，并且在具有不高于所述第一存儲(chǔ)器單元陣列的耐用性的耐用性的至少一個(gè)第 二存儲(chǔ)器單元陣列中存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)條帶塊。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，以上和其他目的能夠通過(guò)提供如下固態(tài)驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)， 該固態(tài)驅(qū)動(dòng)器包括：接口部件，其接收包括奇偶校驗(yàn)塊和數(shù)據(jù)條帶塊的基于RAID的數(shù)據(jù)； 存儲(chǔ)器部件，其包括至少一個(gè)第一存儲(chǔ)器單元陣列和具有不高于所述第一存儲(chǔ)器單元陣列 的耐用性的耐用性的至少一個(gè)第二存儲(chǔ)器單元陣列；以及，存儲(chǔ)器控制器，其控制存儲(chǔ)器部 件在所述第一存儲(chǔ)器單元陣列中存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)塊，并且在所述第二存儲(chǔ)器單元陣列中存儲(chǔ) 所述數(shù)據(jù)條帶塊。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，以上和其他目的能夠通過(guò)提供如下固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)處 理方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)處理方法包括：識(shí)別關(guān)于包括奇偶校驗(yàn)塊和數(shù)據(jù)條帶塊的基于RAID 的數(shù)據(jù)的順序信息；基于所述順序信息，控制存儲(chǔ)器部件在具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收 的塊為奇偶校驗(yàn)塊時(shí)，將具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收的塊存儲(chǔ)在高耐用性的存儲(chǔ)器單元 中，并且在具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收的塊不是奇偶校驗(yàn)塊時(shí)，將具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求 的所接收的塊存儲(chǔ)在低耐用性的存儲(chǔ)器單元中。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，以上和其他目的能夠通過(guò)提供如下固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)處 理方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)處理方法包括：生成關(guān)于包括奇偶校驗(yàn)塊和數(shù)據(jù)條帶塊的基于RAID 的數(shù)據(jù)的順序信息；基于所述順序信息，控制存儲(chǔ)器部件在具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收 的塊為奇偶校驗(yàn)塊時(shí)，將具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收的塊存儲(chǔ)在高耐用性的存儲(chǔ)器單元 中，并且在被請(qǐng)求進(jìn)行新的寫(xiě)入的所接收的塊不是奇偶校驗(yàn)塊時(shí)，將具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求 的所接收的塊存儲(chǔ)在低耐用性的存儲(chǔ)器單元中。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，以上和其他目的能夠通過(guò)提供如下多通道固態(tài)驅(qū)動(dòng)器來(lái) 實(shí)現(xiàn)，該多通道固態(tài)驅(qū)動(dòng)器包括：接口部件，其接收包括奇偶校驗(yàn)塊和數(shù)據(jù)條帶塊的基于 RAID的數(shù)據(jù)；包括多個(gè)存儲(chǔ)器通道的存儲(chǔ)器部件，每個(gè)存儲(chǔ)器通道包括至少一個(gè)第一存儲(chǔ) 器單元陣列和具有不高于所述第一存儲(chǔ)器單元陣列的耐用性的耐用性的至少一個(gè)第二存 儲(chǔ)器單元陣列；以及，存儲(chǔ)器控制器，其控制存儲(chǔ)器部件在所述第一存儲(chǔ)器單元陣列中存儲(chǔ) 奇偶校驗(yàn)塊，并且在所述第二存儲(chǔ)器單元陣列中存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)條帶塊。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，以上和其他目的能夠通過(guò)提供如下獨(dú)立或廉價(jià)盤冗余陣 列（RAID)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該RAID控制器提供順序信息到固態(tài)驅(qū)動(dòng)器，以處理包括奇偶校驗(yàn) 塊和數(shù)據(jù)條帶塊的基于RAID的數(shù)據(jù)；該固態(tài)驅(qū)動(dòng)器識(shí)別關(guān)于所述基于RAID的數(shù)據(jù)的順序 信息；以及，基于所述順序信息，控制存儲(chǔ)器部件在具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收的塊為奇 偶校驗(yàn)塊時(shí)，將具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收的塊存儲(chǔ)在高耐用性的存儲(chǔ)器單元中，并且 在具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接收的塊不是奇偶校驗(yàn)塊時(shí)，將具有新的"寫(xiě)入"請(qǐng)求的所接 收的塊存儲(chǔ)在低耐用性的存儲(chǔ)器單元中。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，以上和其他目的能夠通過(guò)提供如下其