[发明专利]用于减小固态器件中的写入放大的容器标记方案

说明书

背景技术

示例性实施例涉及固态器件，更具体地说，涉及固态存储器件的数据放置、垃圾收集和耗损平衡方案。

与传统硬盘驱动器(HDD)相比，固态驱动(SSD)器件(例如NAND闪存)能够提供10-100倍的性能改进。在典型组织中，按照块组织NAND闪存，并且每个块通常包括64个数据页，每个数据页4KB。按照页处理读取和写入。必须首先擦除数据页，然后才可以在其上写入数据。

由于闪存的特殊特性，固态驱动器设计面临的一个问题是写入放大(write amplification)。必须首先擦除闪存，然后其才可以被重用以供写入，擦除操作以块为基础而写入在小得多的数据页级别执行。在可以擦除块之前，必须将该块上的所有有效数据页重定位到其他位置，这导致写入放大。可以通过过度供应(即，仅将原始闪存空间的一部分暴露给用户空间)来降低写入放大的影响。过度供应导致较高的成本。

发明内容

根据一个示例性实施例，提供了一种固态存储器件。多个块被配置为固态存储器件的存储器，并且每个块均包括多个页。控制器被配置为操作所述固态存储器件。所述多个块中的每个空闲块在被写入之前由所述控制器分配标记级别，具体地说，具有较低程序/擦除循环或相当于具有较长剩余耐久寿命(endurance lifetime)的块被分配指示较高动态性(dynamicity)的标记，并且反之亦然，以实现耗损平衡目的。对于所述多个页中的特定页，每个特定数据页被写入所述多个块中具有与所述控制器针对该特定页计算的动态性级别对应的标记级别的一个块。

根据一个示例性实施例，提供了一种固态存储器件。多个块被配置为所述固态存储器件的存储器。控制器被配置为操作所述固态存储器件。当写入寻址到逻辑块地址的数据时，所述控制器可操作以通过将所述逻辑块地址的先前标记级别增加1或更多，来确定所述逻辑块地址的当前标记级别，并且将所述数据写入所述多个块中具有相同标记级别的一个空闲块。

根据一个示例性实施例，提供了一种固态存储器件。多个块被配置为所述固态存储器件的存储器，并且控制器被配置为操作所述固态存储器件。当执行重定位所述多个块中的一个块的有效数据页的写入请求时，所述控制器可操作以通过将所述多个块中的该块的先前标记级别减小1或更多，来确定所述多个块中的该块的当前标记级别，并且将所述有效数据页写入所述多个块中具有相同标记级别的一个空闲块。

根据一个示例性实施例，提供了一种固态存储器件。多个块被配置为所述固态存储器件的存储器，并且控制器被配置为操作所述固态存储器件。通过上述算法，已写入数据的每个块均具有容器标记级别，所述级别指示该块上的所有数据页的动态-静态级别。所述算法和对应的数据放置使能将具有类似更新频率的数据页放置在同一块上，从而相应地减小写入放大。

根据一个示例性实施例，提供了一种固态存储器件。多个块被配置为所述固态存储器件的存储器，并且控制器被配置为操作所述固态存储器件。所述控制器通过确定要写入的每个数据页的当前容器标记，来估计所述数据页的动态-静态级别，并在DRAM高速缓存上而不是在闪存块上存储高度动态的数据页。

根据一个示例性实施例，提供了一种固态存储器件。多个块被配置为所述固态存储器件的存储器，并且控制器被配置为操作所述固态存储器件。所述控制器通过确定要写入的每个数据页的当前容器标记，来估计所述数据页的动态-静态级别，并在MRAM或FeRAM上而不是在闪存块上存储高度动态的数据页。

通过本公开的技术实现了附加特性。在此详细描述了根据其他实施例的其他系统、方法、装置和/或计算机程序产品并且它们被视为要求保护的发明的一部分。参考说明书和附图可更好地理解示例性实施例和特性。

附图说明

在说明书结尾处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被视为本发明的主题。从下面结合附图的详细说明，本公开的上述和其他特性是显而易见的，这些附图是：

图1示出了具有可包括在示例性实施例中的功能的计算机的一个实例；

图2示出了写入放大的一个实例；

图3示出了根据示例性实施例的固态存储器件的方块图；

图4示出了根据示例性实施例的用户写入请求的方法；

图5示出了根据示例性实施例的重定位写入请求的方法；

图6是示出根据示例性实施例的结合容器标记方案使用写入高速缓存以实现写入减少的方块图；

图7示出了根据示例性实施例的结合容器标记方案使用MRAM和/或FeRAM以改善耐久性的一个实例；