[发明专利]利用MRAM作为编辑缓存区的存储系统及编辑缓存方法

说明书

本发明提供一种利用MRAM作为编辑缓存区的存储系统，包括MRAM与块存储设备，MRAM包括编辑缓存区，用于缓存文件编辑内容，块存储设备用于存储文件数据。本发明还提供一种利用MRAM作为编辑缓存区的存储系统的编辑缓存方法。利用MRAM作为编辑缓存区，在用户保存文件时，只更新MRAM中的编辑缓存区，并不擦写NAND闪存，因而能够延长系统的使用寿命，也减小系统的存储负荷。

技术领域

本发明涉及存储系统，尤其涉及一种利用MRAM作为编辑缓存区的存储系统及编辑缓存方法。

背景技术

现在计算机、智能手机、平板电脑中，用户数据、文件被存在硬盘，或者NAND闪存芯片中以及由NAND闪存组成的固态硬盘里。NAND和固态硬盘取代传统的机械硬盘又是一个产业发展的大趋势。

硬盘和固态硬盘内的NAND闪存都是整块读写的块设备(block device)，最小可读取的单元叫页(page)，最小可擦除的单元叫块(block)，一个块往往由很多页组成，块擦除后里面的页可以进行单独的写入操作。

NAND闪存的一个问题是NAND具有有限的寿命。里面的每一个页经过一定次数的擦写以后，就会永久失效不能继续使用。目前的产业发展趋势是NAND的容量和数据密度增长非常快，但却是以降低寿命为代价。可擦写次数从最初的10万次降低到目前的3000次左右。

如图1所示，手机与计算机的文件操作方式如下：

(1)应用软件向操作系统发出打开、关闭、读、写文件指令；

(2)操作系统中的文件系统部分把读、写文件的指令转化为读、写存储块的指令；

(3)NAND驱动与管理软件接受读写存储块区的指令，进行缓存、写均衡等优化，向芯片发出读page，写block等指令。

在手机中，NAND驱动与管理软件通常作为与操作系统紧密相关的软件模块，在主机芯片上运行；在计算机中，NAND驱动与管理软件通常在固态硬盘的主控芯片上运行。

文件系统是操作系统软件中的一个重要部分，负责解决文件的存储问题。它会把文件划分成一个个的块，一般每一个块和NAND闪存中的一个页对应。每当一个新文件创建，文件系统会分配给它一个块，当一个块写满后，再分配一个新的块。由于系统中很多文件都在增长，一个文件中的不同的块常常地址不连续，这就是文件的碎片化。并且，一个文件删除后，释放出的空闲块会被新的文件占用。所以，随着产品的使用，文件的碎片化会越来越严重。

编辑一个大文件引起的计算、存储量可以很大。假设一个NAND的page 16KB，每个block有512个page共8192KB。一个1MB文件将存储在63个Page中。如果用户开始编辑，在文件接近开头的部分增加一个标点符号，当他选择保存文件时，后面所有的文字和数据都要错位，所有63个page都需要被重写。

更糟糕的是，文件的63个page在存储空间一般不是连续存储的。可能会存储在20个不同的block中(这还不是最极端的情况)。插入一个标点符号的结果，导致20个block最终会被擦除，一个16MB的数据被重新写过。而用户担心丢失宝贵的工作成果，会不断地为小的修改选择Ctrl-S进行保存。这样的动作，造成了大量的NAND擦写，缩短了计算机内固态硬盘的寿命。也带来系统的额外的负担。

本领域技术人员致力于提供一种存储系统，能够在用户保存文件时减少NAND擦写，延长系统的使用寿命，减小系统的存储负荷。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种存储系统，能够在用户保存文件时减少NAND擦写，延长系统的使用寿命，也减小系统的存储负荷。