閃存磨損優(yōu)化方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明實(shí)施例涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種閃存磨損優(yōu)化方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于閃存具有高性能、低延遲、低功耗、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成本也在不斷 降低，因此得到越來越普遍的應(yīng)用。閃存存儲(chǔ)元利用浮置柵極（Floating Gate，簡(jiǎn)稱：FG) 存放數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)用FG中保存的電子數(shù)量來表示。對(duì)于單級(jí)存儲(chǔ)元（Single Level Cell, 簡(jiǎn)稱：SIX)，充電的FG代表"0"，未充電的FG代表" 1"。對(duì)多級(jí)存儲(chǔ)元，例如，兩級(jí)存儲(chǔ)元 (Multiple Level Cell，簡(jiǎn)稱：MLC)而言，不同的充電級(jí)別（即FG中電子數(shù)量不同）代表 不同的狀態(tài)，例如圖1所示，4個(gè)充電級(jí)別分別代表"11"、"10"、"01"和"00"四種狀態(tài)。
[0003] 一般而言，閃存對(duì)應(yīng)三種操作，分別是讀操作、寫操作和擦除操作。其中，寫操作是 通過步進(jìn)式脈沖編程的方式來實(shí)現(xiàn)的。如圖1所示，步進(jìn)式脈沖編程采用大小為AVpp的脈 沖步幅將FG充電至不同閾值，即V p(O)、VP⑴、Vp⑵和Vp (3)。擦除操作則是通過使用一個(gè) 時(shí)間較長(zhǎng)的高電壓進(jìn)行放電操作，此電壓與圖1中的最大閾值電壓相關(guān)。進(jìn)行寫操作的電 壓稱為編程電壓，即圖1中所示的AV pp ;進(jìn)行擦除操作的電壓稱為擦除電壓，通常這兩種電 壓值都較大，會(huì)對(duì)FG造成磨損，且電壓越大，磨損越大，因此，通過降低擦寫操作（擦除操作 和寫操作）的電壓可實(shí)現(xiàn)磨損的減少。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，通過降低每次擦寫操作的電壓，使得每次擦寫操作對(duì)閃存造成的 磨損減少。然而，由于每次擦寫操作的電壓降低，導(dǎo)致單位時(shí)間能夠?qū)懭氪鎯?chǔ)元的電子數(shù)量 減少，從而每一次擦寫操作需要的時(shí)間增加（寫速度降低），進(jìn)而導(dǎo)致閃存的整體寫操作性 能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施提供一種閃存磨損優(yōu)化方法及設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)在不影響閃存的整體寫操 作性能的前提下，降低閃存磨損，延長(zhǎng)閃存的使用壽命。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種閃存磨損優(yōu)化方法，包括：
[0007] 當(dāng)接收到寫操作時(shí)，獲取所述寫操作對(duì)應(yīng)的預(yù)保存數(shù)據(jù)的保存時(shí)間；
[0008] 在預(yù)設(shè)的保存時(shí)間與編程操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，若匹配到與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的編 程操作，則采用所述與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的編程操作，存儲(chǔ)所述預(yù)保存數(shù)據(jù)，其中，所述預(yù) 設(shè)的保存時(shí)間與編程操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系為保存時(shí)間、臨界電壓閾值及脈沖步幅之間的對(duì)應(yīng)關(guān) 系，且該對(duì)應(yīng)關(guān)系滿足不影響閃存的整體寫操作性能。
[0009] 在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取所述寫操作對(duì)應(yīng)的預(yù)保存數(shù)據(jù) 的保存時(shí)間，包括：
[0010] 根據(jù)所述預(yù)保存數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的失效隊(duì)列，確定其保存時(shí)間，所述失效隊(duì)列用于記 錄每一閃存塊中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的失效時(shí)間。
[0011] 根據(jù)第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述根據(jù)所述預(yù)保存數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的失效隊(duì)列，確定其保存時(shí)間，包括：
[0012] 根據(jù)所述預(yù)存保存數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的失效隊(duì)列，獲得所述寫操作要寫入數(shù)據(jù)的閃存塊 中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的失效時(shí)間；
[0013] 根據(jù)所述寫操作要寫入數(shù)據(jù)的閃存塊中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的失效時(shí)間和所述寫操作寫 入的時(shí)間，確定所述寫操作的保存時(shí)間，并更新對(duì)應(yīng)失效隊(duì)列中所述閃存塊中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 的失效時(shí)間。
[0014] 在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述寫操作對(duì)應(yīng)的閃存頁(yè)中未寫入數(shù) 據(jù)，則所述獲取所述寫操作對(duì)應(yīng)的預(yù)保存數(shù)據(jù)的保存時(shí)間，包括：
[0015] 設(shè)置所述寫操作對(duì)應(yīng)的預(yù)保存數(shù)據(jù)的保存時(shí)間為預(yù)設(shè)時(shí)間；
[0016] 在所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的失效隊(duì)列中，添加所述預(yù)保存數(shù)據(jù)及其失效時(shí)間，其中，該 失效時(shí)間為所述寫操作的寫入時(shí)間與所述保存時(shí)間的加和。
[0017] 根據(jù)第一方面、第一方面的第一種至第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任意一種，在第一 方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述采用所述與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的編程操作，存儲(chǔ)所 述預(yù)保存數(shù)據(jù)，包括：
[0018] 確定所述寫操作對(duì)應(yīng)的閃存塊；
[0019] 在所述閃存塊內(nèi)，采用所述脈沖步幅，將閃存中的浮置柵極FG充電至所述臨界電 壓閾值，所述臨界電壓閾值的個(gè)數(shù)為至少一個(gè)；
[0020] 記錄所述寫操作與所述閃存塊的映射關(guān)系。
[0021] 根據(jù)第一方面、第一方面的第一種至第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任意一種，在第一 方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取預(yù)保存數(shù)據(jù)的保存時(shí)間之后，所述方法還包 括：
[0022] 根據(jù)前一次數(shù)據(jù)更新時(shí)間間隔，預(yù)測(cè)所述預(yù)保存數(shù)據(jù)的失效時(shí)間；
[0023] 若確定所述保存時(shí)間在所述失效時(shí)間內(nèi)，則執(zhí)行所述在預(yù)設(shè)的保存時(shí)間與編程操 作的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，匹配與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的編程操作；
[0024] 若確定所述保存時(shí)間未在所述失效時(shí)間內(nèi)，則刷新所述寫操作要寫入數(shù)據(jù)的閃存 塊。
[0025] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種固態(tài)硬盤SSD控制器，包括：接收模塊、寫操作 選擇模塊和訪問引擎；其中，
[0026] 所述接收模塊，用于當(dāng)接收到寫操作時(shí)，觸發(fā)所述寫操作選擇模塊；
[0027] 所述寫操作選擇模塊與所述接收模塊連接，用于獲取所述寫操作對(duì)應(yīng)的預(yù)保存數(shù) 據(jù)的保存時(shí)間；及在預(yù)設(shè)的保存時(shí)間與編程操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，匹配與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng) 的編程操作；若匹配到與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的編程操作，則觸發(fā)所述訪問引擎，其中，所述 預(yù)設(shè)的保存時(shí)間與編程操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系為保存時(shí)間、臨界電壓閾值及脈沖步幅之間的對(duì)應(yīng) 關(guān)系，且該對(duì)應(yīng)關(guān)系滿足不影響閃存的整體寫操作性能；
[0028] 所述訪問引擎與所述寫操作選擇模塊連接，用于采用所述與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的 編程操作，存儲(chǔ)所述預(yù)保存數(shù)據(jù)。
[0029] 在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述寫操作選擇模塊具體用于：
[0030] 根據(jù)所述預(yù)保存數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的失效隊(duì)列，確定其保存時(shí)間，所述失效隊(duì)列用于記 錄每一閃存塊中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的失效時(shí)間。
[0031] 根據(jù)第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式 中，所述寫操作選擇模塊進(jìn)一步用于 ：
[0032] 根據(jù)所述預(yù)存保存數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的失效隊(duì)列，獲得所述寫操作要寫入數(shù)據(jù)的閃存塊 中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的失效時(shí)間；
[0033] 根據(jù)所述寫操作要寫入數(shù)據(jù)的閃存塊中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的失效時(shí)間和所述寫操作寫 入的時(shí)間，確定所述寫操作的保存時(shí)間，并更新對(duì)應(yīng)失效隊(duì)列中所述閃存塊中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 的失效時(shí)間。
[0034] 在第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若所述寫操作對(duì)應(yīng)的閃存頁(yè)中未寫入數(shù) 據(jù)，則所述寫操作選擇模塊具體用于：設(shè)置所述寫操作對(duì)應(yīng)的預(yù)保存數(shù)據(jù)的保存時(shí)間為預(yù) 設(shè)時(shí)間；并觸發(fā)所述訪問引擎在所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的失效隊(duì)列中，添加所述預(yù)保存數(shù)據(jù)及 其失效時(shí)間，其中，該失效時(shí)間為所述寫操作的寫入時(shí)間與所述保存時(shí)間的加和。
[0035] 根據(jù)第二方面、第二方面的第一種至第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任意一種，在第二 方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述SSD控制器還包括：與各所述模塊連接的寫操作與 閃存塊映射模塊，其中，
[0036]所述寫操作與閃存塊映射模塊，用于根據(jù)所述接收模塊接收的所述寫操作，確定 所述寫操作對(duì)應(yīng)的閃存塊；
[0037] 所述訪問引擎具體用于：在所述寫操作與閃存塊映射模塊確定的所述閃存塊內(nèi)， 采用所述脈沖步幅，將閃存中的浮置柵極FG充電至所述臨界電壓閾值，所述臨界電壓閾值 的個(gè)數(shù)為至少一個(gè)，其中，所述臨界電壓閾值是由所述寫操作選擇模塊確定的；并記錄所述 寫操作與所述閃存塊的映射關(guān)系至所述寫操作與閃存塊映射模塊。
[0038] 根據(jù)第二方面、第二方面的第一種至第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任意一種，在第二 方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述SSD控制器還包括：與所述訪問引擎連接的智能刷 新豐吳塊；
[0039] 所述智能刷新模塊，用于根據(jù)前一次數(shù)據(jù)更新時(shí)間間隔，預(yù)測(cè)所述預(yù)保存數(shù)據(jù)的 失效時(shí)間；若確定所述保存時(shí)間在所述失效時(shí)間內(nèi)，則觸發(fā)所述寫操作選擇模塊執(zhí)行所述 在預(yù)設(shè)的保存時(shí)間與編程操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，匹配與所述保存時(shí)間對(duì)應(yīng)的編程操作；若確 定所述保存時(shí)間未在所述失效時(shí)間內(nèi)，則刷新所述寫操作要寫入數(shù)據(jù)的閃存塊。
[0040] 第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種固態(tài)硬盤SSD控制器，包括：存儲(chǔ)器和與所述存 儲(chǔ)器連接的處理器，其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)執(zhí)行指令，當(dāng)接收到寫操作時(shí)，所述處理器與所 述存儲(chǔ)器之間通信，所述處理器執(zhí)行所述執(zhí)行指令使得所述SSD控制器執(zhí)行如第一方面任 一項(xiàng)所述的方法。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例基于不同類型的數(shù)據(jù)具有不同的保存時(shí)間需求，通過獲取預(yù)保存數(shù) 據(jù)的保存時(shí)間，并根據(jù)該保存時(shí)間在預(yù)設(shè)的保存時(shí)間與編程操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，選取不同 的編程操作，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同類型的編程操作，從而實(shí)現(xiàn)在不影響閃存的整體寫 操作性能的前提下，降低對(duì)閃存的磨損，延長(zhǎng)閃存的使用壽命。
【附圖說明】
[0042] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0043] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中兩級(jí)存儲(chǔ)元特征示意圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明應(yīng)用場(chǎng)景示例圖