[发明专利]基于QLC NAND闪存的写操作配置方法、存储控制器及存储设备

说明书

基于QLC NAND闪存的写操作配置方法，包括步骤：将QLC NAND存储单元的16个电压区间采用4比特来表征，每一个比特位表征为一个页地址，使QLC NAND具有四个页地址；采用编码规则对16个电压区间中各个电压区间进行二进制编码映射，根据二进制编码映射关系通过提升存储电压到特定的电压区间，实现基于四个页地址映射的多种不同的QLC NAND写操作；对多种QLC NAND写操作进行配置，根据不同的数据存储需求选择匹配的QLC NAND写操作。本发明根据存储控制器的特点及QLC NAND闪存写操作特性，提供了一种可以通过在存储控制器中配置不同的写操作模式从而可有效地提高存储设备中QLC NAND芯片的使用性能的方法，进而实现了最佳数据写入性能的存储设备。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，具体涉及基于QLC NAND闪存的写操作配置方法、存储控制器及存储设备。

背景技术

随着3D QLC闪存技术发展，多层叠加的3D结构以其高容量、低成本的优势成为未来应用与研究的热点。QLC NAND是指每存储单元可存储4bit数据的NAND闪存，3D设计是指在硅片垂直方向上实现三维堆叠多层的芯片设计。然而，由于QLC NAND的表征数据值的16个电压区间跨度缩小，各数据存储电压区间的间隙减小，以及QLC的制造工艺复杂度增加等缘故，每个QLC存储单元所存储的四个数据位需要多次写操作后，使之达到一定的存储电压域，从而才能表征实际四bit数据，再加上相邻存储单元间可能会因为多次写操作时的相互干扰，使得每QLC存储单元所存储的数据辨识复杂度加大，严重的影响了QLC NAND芯片在存储设备中的使用。

通常做法是尽量采用更复杂的ECC读数据纠错算法，优化固件(Firmware)中相关读数据的算法等，保证写入到QLC闪存的数据在读取后的正确性和存储设备的使用性能。

发明内容

针对现有技术的不足或改进需求，本发明对采用QLC NAND存储闪存的存储设备(如SSD硬盘)设计提出了配置多种不同写操作，其目的在于，通过存储设备中的存储控制器的配置设定，将所使用的3D QLC NAND进行属性配置来实现不同的写操作，从而改变QLCNAND闪存的写操作次数和次序，提高QLC NAND芯片的存储数据的性能。

根据第一方面，为实现存储设备中的存储控制器内写操作配置，本申请提供一种基于QLC NAND闪存的写操作配置方法，包括步骤：

将所述QLC NAND存储单元的16个电压区间采用4比特来表征，每一个比特位表征为一个页地址，使所述QLC NAND具有四个页地址；

采用编码规则对16个电压区间中各个电压区间进行二进制编码映射，根据二进制编码映射关系通过提升存储电压到特定的电压区间，实现基于对所述四个页地址映射的多种不同的QLC NAND写操作；

对多种QLC NAND写操作进行配置，可以根据不同的数据存储需求选择匹配的QLCNAND写操作，实现对QLC NAND不同页中数据的写入存储。

一种实施例中，所述QLC NAND的四个页地址分别采用页0、页1、页2和页3表示，所述QLC NAND的单个存储单元存储的4比特数据分别采用比特0、比特1、比特2和比特3表示，所述QLC NAND写操作进行写数据存储时，对QLC NAND存储单元提升存储电压到所述的16个电压区间之一，完成4比特数据的存储。

一种实施例中，所述QLC NAND写操作包括以下八种类型：

写操作一：写数据操作先写入比特0数据到页0地址，再将比特1数据写入页1，接着将比特2数据写入到页2，最后将比特3数据写入到页3；

写操作二：写数据操作先写入比特0数据到页0地址，再同时将比特1数据和比特2数据写入到页2和页3，最后将比特3数据写入到页3；