[发明专利]一种自适应的存储设备损耗均衡方法及系统

说明书

本发明公开了一种自适应的存储装置损耗均衡方法及装置，属于计算机技术领域，包括：(1)通过存储单元质量模型对非易失性存储器质量评估，并建立质量评估表；(2)若质量评估表中质量最优的存储单元与质量最劣的存储单元之间的量化质量差满足阈值条件，重新设置存储单元使用优先级；(3)接收数据命令后，采用使用优先级最高的存储单元擦写，并更新存储单元对应的质量评估表和特征数据；(4)满足预设条件的存储单元，将特征数据输入存储单元质量模型更新存储单元对应的质量评估表；不满足预设条件的存储单元，转至步骤(2)；(5)直至存储设备正常使用。本发明充分考虑了存储单元的擦写次数，延长了存储设备可靠工作的时间。

技术领域

本发明属于计算机技术领域，更具体地，涉及一种自适应的存储设备损耗均衡方法及系统。

背景技术

存储器是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。在电子设备的运算过程中，输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都会保存在存储器里，是现代信息技术发展的核心部件之一。目前，市场上的存储器主要分为：易失性存储器和非易失性存储器。

在现有的大多数存储器芯片结构下，由于半导体制造工艺的影响，芯片内部的单元会随着擦除写入次数的增加而导致退化，从而使得该存储芯片在存储的过程中出现错误，并最终导致芯片失效。存储单元有限次的擦除次数限制了存储设备的使用寿命。理想的情况下，每个存储器单元在使用过程中时刻都应保持相同的擦除次数，所有的存储器单元可以同时达到擦除上限，存储器芯片的存储寿命也就在最大限度上得到了延伸。但实际上，由于数据更新频率的不同会导致有个别存储器单元会被频繁擦除而提前到达可擦除上限，当存储器芯片中完全磨损的存储单元达到一定的数目时，整个存储器芯片的性能就会将大打折扣，甚至将无法再继续使用，为了解决这一问题就有了损耗均衡。

损耗均衡处理的目的是推迟存储器存储单元到达擦除次数上限的时间，尽可能的在使用过程中让存储器芯片中每个存储单元都被高效的利用，各个存储单元的擦除次数更均匀化，减少不必要的数据迁移操作和块擦除操作，延长存储设备可靠工作的时间。

目前，在嵌入式开发领域，损耗均衡处理大多采用的方法为不考虑不同存储单元间差异的阈值触发机制。即通过存储单元之间擦除次数之差和给定的阈值相比较触发损耗均衡操作，在存有高频更新数据的存储单元和存有低频更新数据的存储单元之间进行数据交换。在实际应用中，不同的存储单元的性质会存在一定的差异，不同的存储单元可允许的最大擦除次数是不同的，这种磨损均衡的方式忽视了存储单元的差异，不能达到高效的延长存储器使用寿命的目的。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种自适应的存储设备损耗均衡方法及系统，旨在解决现有存储介质损耗均衡处理方法无法合理分配各存储单元的擦除次数，导致存储装置使用寿命较短的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种自适应的存储设备损耗均衡方法，包括：

(1)通过存储单元质量模型对非易失性存储器进行质量评估，并基于质量评估结果建立以存储单元为单位的质量评估表；

(2)判断质量评估表中质量最优的存储单元与质量最劣的存储单元之间的量化质量差是否满足阈值条件，执行步骤(3)；否则，执行步骤(4)；

(3)根据质量评估表，重新设置存储单元使用优先级，转至步骤(4)；

(4)接收数据命令后，采用使用优先级最高的存储单元擦写，并更新存储单元对应的质量评估表和特征数据；转至步骤(5)；

(5)基于步骤(4)对存储单元的擦写，判断各存储单元是否满足预设条件，满足预设条件的存储单元，将特征数据输入存储单元质量模型更新存储单元对应的质量评估表，转至步骤(6)；不满足预设条件的存储单元，转至步骤(2)；