[发明专利]一种提升闪存可靠性的方法及固态硬盘

说明书

本发明公开了一种提升闪存可靠性的方法及固态硬盘,其特征在于固体硬盘控制后台增加全盘自检模块,检测到数据页存在错误时,通过纠错模块,将错误的数据进行纠错恢复,并将恢复后的正确数据再原位置重新写入操作,写入后比较读出物理页的电压V1和纠正后的电压值V2,当V1>V2时,重新申请一个新数据块,将恢复的正确数据写入新的数据块中,并更新映射表。提出了原地写入后再校验的方法，结果的确能使现有技术的应用不再有依赖条件，大大增强了通用性。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种提升闪存可靠性的方法及固态硬盘。

背景技术

图1是MLC闪存的Flash Cell结构示例，Flash的存储单元cell使用浮动栅晶体管(Floating Gate Transistor)的电压值来表示存储的数据，MLC(Multi Level Cell)闪存的Flash cell可以存储两个比特值：LSB(Least Significant Bit)和MSB(MostSignificant Bit)，每个Flash cell有四种状态。

图2是Flashcell的电压分布状态图，状态1为擦除状态，电压值为0，存储的bit值为11，状态2或状态3为非完全写入态，电压值介于擦除态和完全态之间，存储的bit值为10或01，状态4为完全态，电压最大，存储的bit值为00，其中参考电压1，参考电压2，参考电压3是颗粒厂商给出的参考值，如果浮动栅晶体管电压值小于参考电压1，则认为存储的是11数据，如果浮动栅晶体管电压值在[参考电压1，参考电压2]之间，则认为存储的是10数据，如果浮动栅晶体管电压值在[参考电压2，参考电压3]之间，则认为存储的是01数据，如果浮动栅晶体管电压值大于参考电压3，则认为存储的是00数据。

图3是滞留错误产生示意图，所谓的滞留错误(Retention error)为：如果闪存长期不使用(比如长期掉电状态)，那么Flash cell中的电子会发生泄漏，其电压值会降低，分布状态会往左偏移，如图3所示，例如某个Flash cell最初写入的数据为01，为状态3，电压值介于[参考电压2，参考电压3]之间，之后固态硬盘处于偶尔使用状态，即偶尔上电，且上电期间没有读写该Flash cell，那么该Flash cell上的电子会渐渐泄漏，电压渐渐减小，当这种变化持续的足够久，其电压肯定会小于参考电压2，即该Flash cell由状态3变为了状态2，如图3所示，之后如果读取该Flash cell，发现其读取电压为[参考电压1，参考电压2]之间，则判断存储的数据为10，即发生数据错误！通常固态硬盘中都有纠错算法，如果物理页中发生的错误bit不多，纠错算法还能将其纠正后传给主机，但是滞留错误的特性为滞留(掉电)时间越久，电子泄漏越严重，发生错误的bit越多，纠错算法总有纠不回来的时候，那就真正发生错误了。

为了克服滞留错误的问题，固态硬盘中采用自适应动态自检算法检测闪存+原地写入技术，提前发现并消除可能出现的滞留错误，一旦发现滞留错误累积到一定程度则将数据纠正后原地写入到原来的物理页中。该方法的确能有效降低滞留错误的发生且能有效降低垃圾回收机制的触发，但是该技术的使用有个前提条件：物理页中数据错误只是单纯的由于滞留错误造成的。然而该技术在实际应用中往往还伴随着写干扰问题。因此并不能有效的克服该错误。

发明内容

针对以上缺陷，本发明目的在于如何解决因为滞留错误的产生带来数据存储错误的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种提升闪存可靠性的方法,其特征在于固体硬盘控制后台增加全盘自检模块,检测到数据页存在错误时,通过纠错模块,将错误的数据进行纠错恢复,并将恢复后的正确数据再原位置重新写入操作,写入后比较读出物理页的电压V1和纠正后的电压值V2,当V1>V2时,重新申请一个新数据块,将恢复的正确数据写入新的数据块中,并更新映射表。