[发明专利]一种基于STT-MRAM固态存储器件断电恢复方法

说明书

本发明公开了一种基于STT‑MRAM固态存储器件断电恢复方法，在异常断电时，将存放于系统内存中的LBA映射表，使用HASH算法压缩至STT‑MRAM中，在STT‑MRAM中存储压缩后的LBA映射HASH表；当发生异常断电后重新上电启动时，扫描压缩后的LBA映射HASH表对应的数据，判断对应的数据是否有效，如果有效则将压缩后的LBA映射HASH表同步到系统内存中，如果无效则反向搜索到有效数据，根据搜索的结果，在系统内存中重建LBA映射表；将系统内存中LBA映射表下刷到存储介质中，异常断电恢复完成。本发明在SSD异常断电后，能够精确快速重建LBA映射表，增加系统可靠性，简化系统设计复杂度。

技术领域

本发明属于计算机存储设备技术领域，尤其涉及一种基于STT-MRAM固态存储器件断电恢复方法。

背景技术

计算机外部存储器目前主要有两种，磁盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。SSD中的主要存储介质为闪存(FLASH MEMORY)，相比HDD，SSD的读写速度更快，随机访问性能更优秀，读写功耗更低，因此随着FLASH MEMORY制造工艺的提升和成本降低，SSD得到了越来越广泛的应用。

目前商用的SSD中的存储介质FLASH主要有两种结构：NOR和NAND。相比NOR FLASH，NAND FLASH具有更高的存储密度，更低的成本，是目前SSD的主流存储介质。但无论是NANDFLASH还是NOR FLASH，其存储介质的读、擦写速度分别在微秒级和毫秒级，无法与纳秒级的主机端处理器(HOST CPU)直接通信。

磁性随机存储器STT-MRAM(Spin Transfer Torque Magnetic Random AccessMemory)是一种新型高速高可靠的存储器，具备纳秒级的读写速度，可以兼容各类DRAM接口协议，具备1015级别的擦写寿命，而且掉电不丢失数据。

哈希算法(Hash)，是把任意长度的输入(又叫做预映射，pre-image)，通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

传统的SSD控制器上电时，需要把LBA映射表从NAND flash中读取出来，放入系统内存DRAM(Dynamic Random Access Memory)。由于NAND flash读所消耗的读潜伏期(tR)为微秒级别，典型为每page16K大小，消耗16K/60us，以1G的LBA映射表为例，大约需要4秒，根据SSD控制器架构和实现，所需时间可能会不同，但基本处于秒级。

NAND flash作为存储器件，在NAND flash处于编程状态时，发生异常断电可能会导致多种异常，如数据丢失，数据破坏。由于LBA映射表也是刷入NAND flash来保存，所以在异常断电发生时，可能破坏的是映射表，也可能是数据区。因此在异常断电恢复，需要使数据和表项恢复到一致的状态，并且处于最新数据，以免客户数据丢失或破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于STT-MRAM固态存储器件断电恢复方法，利用STT-MRAM的高速读写性能和掉电非易失性能，当发生异常断电时，利用MRAM中的LBA映射HASH表，精确快速重建LBA映射表，增加系统可靠性，简化系统设计复杂度。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种基于STT-MRAM固态存储器件断电恢复方法，所述固态存储器件包括系统内存、存储介质和磁性随机存储器STT-MRAM，所述基于STT-MRAM固态存储器件断电恢复方法，包括：

在异常断电时，将存放于系统内存中的LBA映射表，使用HASH算法压缩至STT-MRAM中，在STT-MRAM中存储压缩后的LBA映射HASH表；