[发明专利]一种闪存错误页比例评估模型及方法

说明书

本发明公开了一种闪存错误页比例评估模型及方法。闪存错误页比例可为闪存存储系统性能和功耗优化提供基础，但直接获取错误页比例时需要巨大的时间和空间开销，难以直接评估，而闪存的编程/擦除周期、数据保存时间获取十分方便。因此本发明通过对闪存进行测试获取在不同闪存编程/擦除周期、数据保存时间下的错误页比例相关数据，建立闪存错误页比例与编程/擦除周期、数据保存时间关联关系模型，最终用闪存编程/擦除周期和数据保存时间来快速估计错误页比例的模型。本发明对闪存存储系统的性能提升、功耗降低及相关工业应用具有重大意义。

技术领域

本发明属于计算机存储领域，更具体地，涉及一种闪存错误页比例评估模型及方法。

背景技术

近年来，闪存及固态硬盘以高性能、低功耗等特点在一定程度上逐渐取代传统机械硬盘，成为主流存储设备。与传统机械硬盘相比，闪存存储除上述优点外，三维闪存和多比特存储单元技术的出现也使得存储容量得到了急剧提升。然而大数据、人工智能应用、海量媒体数据的崛起，对存储系统提出了越来越严峻的挑战。

目前固态硬盘在依赖增加通道数提升并行能力的方式来获取高性能的同时，也带来了巨大的硬件资源开销和功耗。如果能知道闪存中错误页比例，有助于设计动态的级联码。如实施错误预检测技术，对无错误的页节省不必要译码操作，从而对闪存存储系统性能和功耗进行优化。但对于有错误的页实施预检测，则会导致额外的检测操作，降低读性能并增加功耗。因此闪存的错误页比例可以指导动态实施错误预检测操作，当错误页比例很高时，直接进行译码操作。而闪存错误页比例无法直接获得，对类似方法优化闪存存储系统性能与功耗带来一定挑战。

发明内容

针对现有技术以上缺陷和改进需求，本发明提供了一种闪存错误页比例评估模型及方法，其目的在于，通过建立闪存错误页比例和编程/擦除周期、数据保存时间关联模型，进而利用编程/擦除周期、数据保存时间评估闪存错误页比例，解决错误页比例无法直接获取的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种闪存错误页比例评估模型及方法，其中模型建立包括以下步骤：

(1)对闪存进行采样测试，获取闪存在不同编程/擦除周期、数据保存时间条件组合下的错误页比例数据；

(2)分析并统计闪存错误页比例与其对应的编程/擦除周期、数据保存时间，统计结果以数对表示，示例：(错误页比例1，编程/擦除周期1、数据保存时间1)、(错误页比例2，编程/擦除周期2、数据保存时间2)、……、(错误页比例i，编程/擦除周期j、数据保存时间k)、……、(错误页比例N，编程/擦除周期M、数据保存时间T)；

(3)统计步骤(2)中数据对在同一编程/擦除周期、数据保存时间条件组合下对应的所有错误页比例平均值(或其他统计学指标)；

(4)整理步骤(3)中的统计结果，建立错误页比例与编程/擦除周期、数据保存时间的模型如z＝F(x,y),其中x为编程/擦除周期，y为数据保存时间，z是错误页比例。

其中，错误页是指包含比特错误的页，错误页比例是指特定单位中，包含比特错误页占所有页的比例。

页除了可以为物理页、逻辑页以外，还可以是子页，子页是通过对物理页面或逻辑页进一步划分得到的。特定单位可以是部分页集合、块、超级块等。

模型是在闪存的错误页比例和编程/擦除周期、数据保存时间之间建立的。

步骤(4)模型中错误页比例评估模型可以是多级的，即对应于步骤(1)中测试获取和步骤(2)(3)中的错误页比例数据也可以是多级的，如子页级、页级、块级、超级块级等。

其中，步骤(3)中除可以用平均值来衡量同一编程/擦除周期、数据保存时间条件组合对应的错误页比例以外，也可以统计错误页比例的最大值、众数、中位数、前百分之i最高(低)值的平均值等指标来衡量。