[发明专利]一种高速数据处理SSD

说明书

本发明公开了一种高速数据处理SSD，属于SSD技术领域。其包括SSD控制器和多个flash芯片，其中，每个flash芯片的编程时间与加载时间之比均为N，多个flash芯片组织成M×N阵列形式，SSD控制器分别与每行flash芯片连接有一条数据总线、一条控制总线以及一条片选总线。该SSD具有存储速度快的优点，适用于对存储速度要求高的设备。

技术领域

本发明涉及SSD技术领域，特别是指一种高速数据处理SSD。

背景技术

随着大数据时代的到来，基于NAND flash的SSD（Solid State Disk，固态硬盘）已经在大型数据中心得到广泛应用。NAND flash具有非易失性、高可靠性、体积小、重量轻、高性能以及功耗小等特点，因此被普遍应用于各种SSD存储设备中。

单片NAND flash编程（NAND flash进行数据存储的操作，称为编程）操作可分为三个步骤：1)加载操作，主要完成编程命令、地址和数据的载入工作；2)自动编程操作，即由flash自动完成将载入到页数据寄存器的数据写入到内部存储单元的编程操作；3)检测操作，自动编程结束后，需要检测写入的数据是否编程正确，如果不正确，需要重新编程；如果正确，才能继续后面的操作。

flash任意一个步骤都具有“Busy”状态，在此状态下，无法对flash再进行其他操作。当flash进行数据存储时，是以页为单位，在加载完一页数据到页缓存寄存器后，需要进入页自动编程的“Busy”期，该段时期内无法再对该片flash加载数据；而页自动编程的时间一般数倍于数据加载时间，导致flash持续存储速度并不高，存满一片flash的时间相对较长。

目前，单片NAND flash的容量目前最大为8G或16G，远远不能满足存储系统中大容量的需求。当今业内固态盘产品中普遍使用的技术是将多块flash芯片集成在一起，扩大存储容量。但是对于大规模数据存储时，flash芯片自身的存储特性导致数据存储时是按片进行存储的，因此，这种flash芯片存储方式无法满足高速度的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种高速数据处理SSD，其具有存储速度快的优点。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种高速数据处理SSD，包括SSD控制器和多个flash芯片，每个flash芯片的编程时间与加载时间之比均为N，所述多个flash芯片组织成M×N阵列形式，所述SSD控制器分别与阵列中的每行flash芯片连接有一条数据总线、一条控制总线以及一条片选总线。

可选的，所述SSD控制器包括可编程数字电路，所述SSD控制器通过内置程序按照如下步骤存储数据：

（1）依据flash芯片的页大小将待存储数据分割为数据单元，每个数据单元对应于一个flash芯片的一个页单元；

（2）将所有数据单元分为m组，除最后一组的数据单元个数≤N外，其余每组的数据单元个数均为N个；相应地，从flash阵列中选取m×N个flash芯片的地址组成m行N列地址矩阵，其中，不同行的地址所对应的flash芯片在flash阵列中也位于不同行中，同一列的地址所对应的flash芯片在flash阵列中也位于同一列中；

（3）依据flash芯片的地址，通过片选信号选择相应的flash芯片，将每个数据单元分别存储在不同的flash芯片中；存储时，地址矩阵中同一列的地址所对应的flash芯片同步地进行数据存储，同一行的地址所对应的flash芯片通过片选信号依次进行数据存储，且当前一flash芯片完成加载操作后，片选信号立即切换到下一flash芯片。

可选的，所述步骤（3）后还包括如下步骤：