[发明专利]固态硬盘

说明书

本发明揭示一种固态硬盘，其包含有控制器、随机存取存储器快取缓冲器、通道转换器模块、主要闪存芯片模块以及备份闪存芯片。于主要闪存芯片模块中的闪存芯片因特定失效事件进入写入保护状态下，控制器会将所述闪存芯片内已使用的存储数据量经由随机存取存储器快取缓冲器逐次分散地写入其余未进入写入保护状态的闪存芯片中各自剩余未使用存储空间，复通过转换与所述闪存芯片相对应的通道转换器的导通位置，使闪存芯片内存储数据中无法写入其余未进入写入保护状态的闪存芯片内者，经由随机存取存储器快取缓冲器写入备份闪存芯片。

技术领域

本发明是关于一种固态硬盘，特别是关于一种增进固态硬盘内部闪存模块故障时存储数据备份效果的固态硬盘。

背景技术

固态硬盘(Solid State Disk、Solid State Drive，简称SSD)以闪存(Flashmemory)来存储数据，完全不同于以磁技术来存储数据的传统硬盘，目前市场主流固态硬盘产品利用NAND Flash这种闪存存储数据。相对于传统硬盘，固态硬盘有很多优势，像是安静、防震、省电、效能高、散热好。另外，固态硬盘少了机械寻轨的时间，访问任何存储的位址的耗费都相等，也就是输入输出性能远快于传统硬盘。

然而固态硬盘面临若干先天上的技术问题，包括写入次数效率低落、读取易遭干扰、损坏时的不可挽救性与掉速等问题。在写入次数效率低落问题方面，这是由于闪存上每一个电闸都有一定的写入次数限制，寿命结束后会无法写入变成只读状态；关于读取干扰问题，则是闪存随着多次的读取，会导致在同一区段中相近的记忆单元内容改变(变成写入动作)，这即是所谓的读取干扰。会导致读取干扰现象的读取次数门槛介于区段被抹除为避免读取干扰问题，闪存控制器通常会计算从上次抹除动作后的区段读取动作总次数，当计数值超过所设定的目标值门槛时，受影响的区段会被复制到一个新的区段，然后将原区段抹除后释放到区段回收区中。原区段在抹除动作后就会像新的一样。若是闪存控制器没有即时介入时，读取干扰错误就会发生，如果错误太多而无法被错误检查与修正(ErrorCheck and Correction)机制修复时就会伴随着可能的数据遗失；关于损坏时的不可挽救性的问题，当负责存储数据的闪存颗粒有毁损时，现在的数据修复技术不可能在损坏的芯片中救回数据，相反传统机械硬盘还能通过数据恢复技术挽回许多数据；关于掉速问题，则是因为固态硬盘的速度会随着写入次数而降低，若固态硬盘接近装满时速度也会下降。

上述固态硬盘中的技术问题主要是源自于NAND闪存本身的特性，固态硬盘厂商一般会通过超容量快取与预留空间(Over-Provisioning)用作垃圾收回(Garbagecollection)、ECC或其他数据保护技术以及平均抹写技术(Wear Leveling)等机制来改善前述问题，惟上述固态硬盘问题解决机制仍有改善空间。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种固态硬盘，使得固态硬盘内部之主要闪存芯片因特定失效事件进入写入保护状态时，整个固态硬盘仍能持续保持正常运作。