[发明专利]运行中的独立磁盘冗余阵列奇偶校验计算

说明书

本发明涉及一种执行运行中的raid奇偶校验计算的方法。一种数据存储装置包括含有数据的非易失性半导体存储阵列、与非易失性半导体存储阵列通信的控制器以及含有RAID单元的缓冲器，RAID单元经由控制器与非易失性半导体存储阵列通信。控制器经配置以从主机装置接收写入请求，且将与写入请求相关的第一数据累积在RAID单元中。控制器还经配置以同时将含于RAID单元中的第一数据传输到非易失性半导体存储阵列，计算含于RAID单元中的第一数据的奇偶校验值，每一奇偶校验值与每一写入请求相关，且将奇偶校验值累积在上下文识别符缓冲器中。控制器经进一步配置以使上下文标识符与奇偶校验值相关联，且将奇偶校验值和上下文标识符存储在非易失性半导体存储阵列中。

技术领域

本公开涉及执行运行中奇偶校验计算以提高驱动效率的固态驱动器和方法。

背景技术

与常规磁盘驱动器相比，固态驱动器(SSD)通常具有更快性能、更加紧凑且对振动或物理冲击的敏感性更低。鉴于这些优势，代替磁盘驱动器或除了磁盘驱动器之外，SSD被用于越来越多的计算装置和其它消费产品，即使SSD的每千兆字节存储容量明显高于磁盘驱动器的存储容量。

数据以多种方式存储在SSD中，以在读取和写入周期期间优化数据质量。独立磁盘冗余阵列(RAID)是数据存储虚拟化技术的一个实例，所述技术将多个SSD组件组合到单个逻辑单元中，以实现数据冗余、性能改进或两者。数据根据多个分布布局(称为RAID级别)分布在SSD上，其取决于所需的数据冗余级别和所需性能。RAID级别已经编号，且当前介于RAID 0到RAID 6的范围内，每一级别在SSD中的数据存储的关键目标可靠性、可用性、性能和容量之间提供不同的平衡。RAID级别大于RAID 0可防止不可恢复的区段读取错误，以及整个物理驱动器的故障。

RAID技术也可以部署在SSD中，其中SSD控制器可以承担RAID控制器的额外作用且跨SSD内的多个非易失性存储器装置上分配数据，其方式与可跨多个SSD部署RAID的方式相同。在此状况下，当存储器装置差错率超过SSD控制器纠错码(ECC)的纠错能力时，RAID防止各个存储器装置出现故障或防止不可恢复的存储器装置错误。

在可用的若干RAID级别中，RAID 5分布布局非常适合SSD，以便在读取和写入操作期间实现最优数据保持。这是因为RAID 5分布布局并入有分布在所有驱动器中的奇偶校验信息。以相同方式，在SSD中部署RAID时，具有奇偶校验信息的RAID 5数据以条带形式写入并跨一组存储器装置分布。在NAND闪存非易失性存储器装置的情况下，数据还写入有ECC奇偶校验信息，所述ECC奇偶校验信息用于检测和纠正NAND闪存读取和写入错误，且通常利用由嵌入于从SSD控制器发射到NAND快闪存储器装置的数据中的纠错码(ECC)生成的奇偶校验位。在单个设备发生故障时，可使用RAID条带的分布式数据和奇偶校验，经由使用存储于其余存储器装置中的数据进行的布尔(Boolean)运算异或来恢复丢失的数据，由此便于后续的读取循环而不会丢失任何数据。SSD内也可以采用其它RAID分布来满足特定要求。

当前SSD内使用的RAID数据分布布局采用同步数据活动，其中连续处理从主机获得的读取和写入请求。此同步活动涉及读取存储在缓冲器中的所有数据，以便在不可恢复的错误之后生成奇偶校验信息或重构数据，这可能是耗时的并且会不必要地给SSD的存储器控制器增加压力。鉴于此，长期以来仍然需要由支持RAID的SSD控制器执行的优化数据读取和写入操作，这对SSD控制器的负担较小。

发明内容