[发明专利]在由主机管理的闪存转换层中报告和处置闪存编程失败的系统和方法

说明书

公开了一种用于便利I/O故障处置的由计算机实现的方法。在操作期间，系统通过控制器从包括闪存转换层组件的主机接收将多个页写至非易失性存储器装置的请求，其中，数据是以包括物理页的页条带来依次写的。系统生成编程状态信息，编程状态信息包括：表示当前页条带中的数据是否成功写至非易失性存储器装置的成功或失败的状态；与该状态相关联的第一物理块地址；以及要填充在当前页条带中的第一页数量。响应于向主机发送编程状态信息，系统将来自当前页条带的有效数据复制到由主机的闪存转换层组件确定的新物理块地址。

发明人：周平、杜宇和李舒

背景

技术领域

本公开总体上涉及数据存储领域。更具体地，本公开涉及用于在由主机管理的闪存转换层中报告和处置闪存编程失败的系统和方法。

背景技术

因特网和电子商务的激增继续产生大量的数字内容。已经创建了各种存储系统和服务器来访问和存储这种数字内容。存储系统或服务器可以包括易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM))和多个驱动器(例如，固态驱动器(SSD))。驱动器可包括用于持久存储的非易失性存储器(例如，NAND闪存或闪存存储器)。服务器中的存储器在存储系统的性能和容量中起关键作用。

SSD中的闪存被组织成通道/晶片。通道可以包括多个晶片；晶片可以包括多个块；块可包括多个页。主机通常向被组织成奇偶校验组的SSD写数据。在接收到写请求时，SSD控制器通常将数据依次存储到“页条带”中，页条带是多个晶片上的物理页。页条带中的物理页中的一个物理页通常用于存储奇偶校验信息。在多个晶片上进行组织和写数据可最大化带宽并确保可靠性。

因为对闪存存储器的编程所涉及的延迟会较高(例如，在毫秒级)，所以常规SSD控制器通常是当命令缓冲于SSD控制器的内部掉电保护缓冲器中时就立即将写完成返回到主机。数据随后由SSD控制器异步地编程到闪存。虽然从主机的角度，此异步完成可减少写延迟，但其在如何处置将数据编程到闪存存储器中的失败方面也引入了挑战。从主机的角度来看，写命令总是成功的。因此，在闪存编程失败的情况下，写命令已被主机确认并视为成功。在常规SSD控制器中，SSD控制器自身中的闪存转换层(FTL)组件可处置编程失败。

然而，在开放通道SSD中，其中FTL组件驻留在主机(例如，由主机管理的FTL)中而不在SSD自身上，必须以及时和确定性的方式向由主机管理的FTL通知编程失败，以便处置编程失败(例如，处置错误恢复、数据迁移、坏块管理和数据填充)。目前不存在允许开放通道SSD中的由主机管理的FTL以及时和确定性的方式正确处置闪存编程失败的机制。该限制会降低主机软件的灵活性，并且会在服务器的性能中产生瓶颈。此外，该限制会导致存储系统的低效率。

发明内容

一个实施方式便利处置输入/输出(I/O)故障。在操作期间，系统由控制器从包括闪存转换层组件的主机接收将多个页写至非易失性存储器装置的请求，其中，数据是以包括物理页的页条带来依次写的，并且其中，所述页条带中的各个物理页对应于所述非易失性存储器装置的依次排序的晶片。系统生成编程状态信息，所述编程状态信息包括：表示当前页条带中的数据是否成功写至所述非易失性存储器装置的成功或失败的状态；与所述状态相关联的第一物理块地址；以及为了确保所述当前页条带中的数据能够成功地写至所述非易失性存储器装置而要填充在所述当前页条带中的第一页数量。响应于向主机发送编程状态信息，系统将来自所述当前页条带的有效数据复制到由所述主机的闪存转换层组件确定的新物理块地址，由此便利执行连续的异步写请求，同时允许基于主机的所述闪存转换层组件来管理所述非易失性存储器装置中的编程失败。

在一些实施方式中，确定下一可用晶片为当前页条带的最后晶片还包括：将与所述当前页条带中的有效数据相关联的奇偶校验信息写至所述当前页条带的所述最后晶片中的下一可用页。