[发明专利]用于检测和替代失效的数据存储器的装置、系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求下述申请的优选权：由David Flynn等人于2008年5月16日提交的申请号61/054,055、题为“Apparatus，System，and Method for Detecting and ReplacingFailed Data Storage”美国临时专利申请，通过引用将其并入本文中。

技术领域

本发明涉及数据存储，并且更具体地，涉及检测和替代存储设备的阵列中失效的数据存储器。

背景技术

固态存储器和其他形式的数据存储媒体容易受到固态存储器内的具体区域中的失效或数据错误的影响。在其他例子中，整个设备或芯片发生故障并丧失功能。通常，使用多个存储器设备或存储元件，例如在分布式独立驱动器冗余阵列(RAID)或其他冗余数据系统中。存储器设备的阵列(例如RAID系统)提供了防止数据错误和设备故障的一定程度的保护，这是由于存储在阵列中的奇偶校验数据可被用于替换失效的数据。

然而，当存储在阵列中的数据未与任意具体的物理硬件边界对齐时，确定产生错误的存储器设备或存储元件是困难的。

发明内容

如上所述，显而易见，存在对用于检测和替代失效的数据存储器的装置、系统和方法的需求。有利地是，这种装置、系统和方法单独地测试阵列的存储设备以检测数据错误。

本发明是针对现有技术的现况开发出来的，具体地，是针对现有技术中现有的可用数据存储系统并未完全解决的问题和需要。因此，本发明已经被开发出来以提供一种用于检测和替代失效的数据存储器的装置、系统和方法，克服现有技术中的上述多数或全部缺陷。

用于检测和替代失效的数据存储器的装置具有多个配置为功能性的执行下述必要步骤的模块：从存储设备的阵列读取数据，利用纠错码(ECC)确定测试的数据是否存在一个或多个错误以及错误是否可用ECC修正，从存储设备的阵列选定存储设备和替代读取自选定的存储设备的数据。在描述的实施方式中，这些模块包括读取模块、ECC模块和隔离模块。

读取模块从存储设备的阵列读取数据。该阵列包括两个或多个存储设备和一个或多个额外存储设备。额外存储设备存储来自存储设备的奇偶校验信息。在一种实施方式中，读取模块从逻辑页的至少一部分读取数据。逻辑页遍及存储设备的阵列。存储设备的阵列包括N+P个存储元件的阵列。存储元件的阵列包括N个每个存储ECC组块的一部分的存储元件和P个存储奇偶校验数据的存储元件。ECC组块包括存储的数据和生成自存储的数据的纠错码(ECC)，其中ECC遍及存储的数据。P个存储元件存储生成自存储在N个存储元件中的ECC组块的奇偶校验数据。在某些实施方式中，每个存储设备包括非易失性固态存储器。

ECC模块利用纠错码(ECC)确定测试的数据是否存在一个或多个错误以及错误是否可用ECC修正，测试的数据包括由读取模块读取的数据。

隔离模块响应于ECC模块确定错误存在于由读取模块读取的数据中且该错误不可用ECC修正而从存储设备的阵列选定存储设备。隔离模块还利用包括生成自奇偶校验数据的数据(替代数据)和读取自未被选定的存储设备的数据(可用数据)的数据替代读取自选定的存储设备的数据，奇偶校验数据存储在一个或多个额外存储设备上，其中由ECC模块测试的数据还包括结合有替代数据的可用数据。在一种实施方式中，隔离模块响应于ECC模块确定结合有替代数据的可用数据包含不可用ECC修正的错误而选定用于测试的下一存储设备。下一存储设备选自存储设备的阵列。隔离模块选定每个隔离模块用于测试，直到ECC 1004模块确定结合有替代数据的可用数据不包含错误或包含可用ECC修正的错误。

在一种实施方式中，该装置包括引退模块，其响应于ECC模块确定结合有替代数据的可用数据不包含错误或包含可用ECC修正的错误而基于引退策略引退选定的存储设备和选定的存储设备上的一个或多个存储区域中的一个。一个或多个存储区域包括一个或多个错误。存储区域包括选定的存储设备的至少一部分。

在另一种实施方式中，引退模块引退擦除块并响应于下述情况用来自一个或多个额外存储设备的替代数据替代来自擦除块的数据：存储错误恢复模块擦除擦除块，顺序地将额外数据写入擦除块，读取模块顺序地读取额外数据和使用ECC模块和隔离模块确定擦除块包括不可修正的错误，其中通过结合替代数据和可用数据，不可修正的错误是可修正的。