[发明专利]组合芯片、存储设备和对存储对象的操作方法

说明书

本申请实施例提供组合芯片、存储设备和对存储对象的操作方法，所述组合芯片包括，存储处理芯片和闪存芯片；所述存储处理芯片包括中央处理器和数据处理器，所述中央处理器用于运行存储管理、闪存管理和数据处理软件，所述数据处理器用于对常用数据处理操作进行硬件加速；所述存储处理芯片和闪存芯片封装在一体形成所述组合芯片，且所述存储处理芯片和闪存芯片之间通过闪存接口通信连接，本申请提供数据处理方法是通过存储设备完成，解决了中央处理器跟不上存储扩张的现实问题，实现了靠近存储的计算，可以极大幅度地降低功耗。

技术领域

本发明实施例涉及存储技术领域，具体涉及一种组合芯片、存储设备和数据处理方法。

背景技术

由NAND闪存组成的固态硬盘(SSD，Solid State Drives)是现代计算机、云端数据中心和终端设备的主要存储设备。NAND闪存是一种整块读写的存储设备，最小可读取的单元叫页，最小可擦除的单元叫块，一个闪存块往往由很多闪存页组成，一个闪存页的典型大小是16kB，块的典型大小是4-8MB。闪存块擦除后里面的页可以进行单独的写入操作。

如图1所示，在软件层面，手机和计算机中文件存储的架构一般如下：应用软件向操作系统发出打开、关闭、读、写文件指令；文件系统是操作系统软件中的一个重要部分，负责解决文件的存储问题。它会把文件划分成一个个的存储块，一般每一个存储块常常和一个NAND闪存页对应。文件系统部分会把读、写文件的指令转化为读、写存储块的指令。

固态硬盘SSD由用于存储数据的一组NAND芯片，以及一个主控芯片组成，大部分情况下还需要一组内存芯片。固态硬盘SSD与主机之间使用USF、SATA、PICe等硬件接口技术，在PCIe接口上还有NVMe指令协议，固态硬盘SSD接受的是来自主机的按照存储块地址的读写指令，本身没有智能，没有存储内容的任何信息。

但是，固态硬盘SSD收到的地址仅仅是逻辑地址。它负责管理闪存，并进行缓存、写均衡等优化，在这个过程中需要把逻辑地址转换成物理存储地址，再使用物理存储地址向NAND闪存芯片发出读页、写块等指令。由于闪存操作的复杂性，同样一块内容再修改以后，常常需要更换到不同的物理存储地址。逻辑/物理存储地址的翻译，专业术语叫FTL层。这个翻译需要维持一个庞大的地址对照表，通常储存在DRAM中。

NAND闪存驱动与管理软件接受读写存储块区的指令，进行缓存、写均衡等优化，向芯片发出读页、写块等指令；在计算机中，NAND闪存读写软件通常在固态硬盘控制器上运行。

另外，随着云计算、云存储的发展，文件系统已经逐渐被对象存储系统取代。对象和文件相比，具有更广的范围和更大的灵活性。一个存储对象的包含数据和元数据，元数据可以有灵活的内容和格式，不像文件那样有固定格式的元数据，存储对象也不必依托文件的目录进性查找。

现代存储技术的这种主机使用逻辑地址读写，固态硬盘SSD进性逻辑物理存储地址转换的架构，其形成的原因既有NAND闪存复杂的操作方式，也有和旧系统兼容的要求。但进入大数据时代，这种架构已经越来越阻碍存储技术的发展。它有着很多的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供组合芯片、存储设备和存储方法，能够分担相当一部分的大数据处理工作，解决了中央处理器跟不上存储扩张的现实问题，实现了靠近存储的计算，可以极大幅度地降低功耗。

第一方面，本发明实施例提供了所述存储处理芯片，包括中央处理器和数据处理器，所述中央处理器用于运行存储管理、闪存管理和数据处理软件，所述数据处理器用于对常用数据处理操作进行硬件加速，所述存储处理芯片通过其上设置的主机接口与主机连接；

所述存储处理芯片和闪存芯片封装在一体形成所述组合芯片，且所述存储处理芯片和闪存芯片之间通过闪存接口通信连接。