[发明专利]一种基于副本和LDPC混合解码结合的存储器读取优化方法

说明书

本发明涉及计算机网络与计算机存储技术领域，具体公开了一种基于副本和LDPC混合解码结合的存储器读取优化方法，对闪存存储器的读取数据的访问频率进行详细的记录，将其频率大于1的定义为热数据；小于等于1的定义为冷数据，并且详细分析了LDPC软解码的7个量化级别的特性，因此本发明的基本思想就是针对热数据而言，并将LDPC软解码的量化级别的特性考虑在内，通过分析对比，当LDPC采用软解码方式时使用副本技术来进行纠错相比较在量化级别达到之后采用副本所降低的平均响应时间较多，由此决定在软解码方式之后采用副本技术，这种策略减少了闪存存储器的读取延迟。

技术领域

本发明涉及计算机网络与计算机存储技术领域，具体涉及一种基于副本和LDPC混合解码结合的存储器读取优化方法。

背景技术

随着信息的爆炸式增长，对信息的存储造成了巨大的压力。这种压力来自两方面，一是飞速增长的信息量对存储容量的要求越来越高，二是数据本身的价值越来越高，甚至远远超过信息存储媒介的价值，因此对闪存存储器可靠性的要求也越来越高。不断发展的技术规模使得NAND闪存的存储密度越来越大，可靠性随之也变得越来越低，因此可靠性成为了大家所关心的问题。

现有的简单的LDPC解码技术虽然已经有很强的纠错技术，但是它的解码复杂度高，直接使用LDPC码会导致NAND Flash的解码延迟增加。考虑到在LDPC解码技术中涉及的7个量化级别，并且随着量化级别的增长，对闪存存储器造成的读取延迟会越来越大。通过分析LDPC量化级别造成延迟的特点，并且为了有效地应用其解码方式，提出了一种将副本应用在LDPC混合解码方式中的优化方案来提高闪存的读取性能。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于副本和LDPC混合解码结合的存储器读取优化方法，分析了LDPC量化级别的特点以及其解码方式，将副本合理的应用在LDPC解码方式当中，减少了闪存存储器的读取延迟，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于副本和LDPC混合解码结合的存储器读取优化方法，包括如下步骤：

步骤一、初始化结构，根据存储器的结构进行分块，在内存中开辟空间；

步骤二、使用带有SSD扩展名的Disksim模拟闪存系统，获取现有存储系统运行的参数文件，设置trace格式文件；

步骤三、添加副本框架，将副本中的数据映射到ECC模块和地址映射模块，对数据进行读取；

步骤四、对读取的数据进行判断，通过判断是否为第一次读取，来判断数据的冷热程度；

步骤五、统计数据第一次读取的解码方式，根据数据的冷热程度判断其第一次的解码方式为硬解码还是软解码；

步骤六、针对冷数据，记录其解码方式；若为硬解码直接纠错成功，返回步骤四；若为软解码纠错成功，记录量化级别，并做标志，返回步骤四；否则，采用副本进行恢复；

步骤七、针对热数据，若第一次解码方式为LDPC硬解码，之后仍然采用硬解码；如果为软解码，记录其量化级别，下次读取时，直接采用副本；

步骤八、通过记录的量化级别结合不同的负载进行分析，当数据使用软解码时，下次读取相同的数据使用副本延迟最少，结合参数文件中块和页之间的关系统计出错的错误页面数；

步骤九、判断错误页面数是否达到块中所包含页面的一半；若出错的页面数达到块中所包含页面的一半时，对之前采用软解码进行恢复的热数据采用副本进行恢复；若未达到块中所包含页面的一半，需要继续进行步骤四-步骤八，直至数据纠错完成；

步骤十、将数据返回给主机，读取完成。