存储设备健康诊断的制作方法

文档序号:9709510阅读:512来源:国知局
存储设备健康诊断的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及存储设备,诸如固态驱动器。
【背景技术】
[0002]固态驱动器(SSD)可用于计算机应用中,其中相对低的时延和高容量的存储是期望的。例如,SSD可表现出比硬盘驱动器(HDD)更低的时延,特别是用于随机读写。相比于HDD,这可允许随机读取和随机写入到SSD的更大吞吐量。此外,SSD可以利用多个并行数据通道以读取和写入到存储器设备,这可导致高的顺序读取和写入速度。
[0003]SSD可利用非易失性存储器设备,诸如闪速存储器设备,所述设备持续存储数据,而无需持续性或周期性供电。通过将电压施加到所述存储器单元,闪速存储器设备被写入和被擦除。用于擦除闪速存储器设备的电压可以是相对高的,并且可引起闪速存储器单元在许多擦除操作上的物理变化。为此,闪速存储器单元可以在许多擦除操作后被损耗,降低他们存储电荷的能力,并且减少或消除将新数据写入到闪速存储器单元的能力。

【发明内容】

[0004]在一些示例中,本公开描述了一种存储设备,其包括在逻辑上划分成多个块的多个存储器设备和控制器。在一些示例中,控制器可以被配置为确定多个块中的每个相应块的相应充满百分比(fullness percentage);确定多个相应充满百分比的最小充满百分比;以及响应于确定所述最小的充满百分比超过预定阈值,执行与所述存储设备的健康相关的操作。
[0005]在一些示例中,本公开描述了一种方法,包括:由存储设备的控制器确定所述存储设备的多个块的每个相应块的相应充满百分比;由所述控制器确定多个相应充满百分比的最小充满百分比;以及响应于确定所述最小的充满百分比超过预定阈值,由所述控制器执行与存储设备的健康相关的操作。
[0006]在一些示例中,本公开描述了一种包括指令的计算机可读存储介质,所述指令当被执行时,配置存储设备的一个或多个处理器,以确定所述存储设备的多个块的每个相应块的相应充满百分比;确定多个相应充满百分比的最小充满百分比;并且,响应于确定所述最小充满百分比超过预定阈值,执行与所述存储设备的健康相关的操作。
[0007]在一些示例中,本公开描述了一种系统,包括用于确定所述存储设备的多个块的每个相应块的相应充满百分比的装置。该系统还包括用于确定多个相应充满百分比的最小充满百分比的装置。根据这些示例,该系统还可以包括用于响应于确定所述最小充满百分比超过预定阈值,执行与所述存储设备的健康相关的操作的装置。
[0008]一个或多个示例的细节陈述于附图及以下说明中。其他特征、目的和优点从描述和附图以及从权利要求书中将是明显的。
【附图说明】
[0009]图1是示出包括连接到主机设备的存储设备的示例系统的概念性和示意性框图。
[0010]图2是示出包括多个块的示例存储器设备12AA的概念性框图,每个块包括多个页面。
[0011 ]图3是示出示例控制器的概念性和示意性框图。
[0012]图4是示出在存储设备的稳定运行期间根据充满百分比的块的分布的示例曲线图。
[0013]图5是对于示例存储设备,作为过度配置比率p的比率的写入放大因子的曲线图。
[0014]图6是对于示例存储设备,最差的垃圾收集开始对过度配置比率的曲线图。
[0015]图7是示出用于根据最小充满百分比值估计存储设备的健康的示例技术的流程图。
[0016]图8是对于示例存储设备,平均垃圾收集开始对过度配置比率的曲线图。
【具体实施方式】
[0017]本公开描述用于跟踪诸如固态驱动器(SSD)的存储设备的健康的技术。在一些示例中,该技术可以利用由存储设备的控制器跟踪的一个或多个参数,作为存储设备的垃圾收集操作的一部分。存储设备可以包括存储器(memory)设备,每个存储器设备包括多个块,每个块包括存储数据的存储器单元。当执行垃圾收集时,存储设备的控制器可确定存储设备的每个块的充满百分比。充满百分比是指在块中存储的有效数据相比于块的总容量的比率。控制器然后可确定整个块的最小充满百分比。该控制器可比较该最小充满百分比与预定阈值。如果最小充满百分比大于阈值,这可指示存储设备的健康正在劣化。存储设备的健康可涉及在存储设备中的多个空闲块。如果空闲块的数量变低,控制器可能无法执行充分的损耗均衡和垃圾收集,以维持存储设备的性能。如果空闲块的数量太低,控制器不能恢复丢失的性能,或新的数据可不能被写入到存储设备。因此,在健康劣化到不可恢复之前,确定何时存储设备的健康正在劣化,对于存储设备的连续操作是重要的。
[0018]在一些示例中,对于每个垃圾收集操作,控制器可以确定最小充满百分比。控制器然后可确定预定数量的最近最小充满百分比的平均最小充满百分比。通过平均化多个最近垃圾收集操作的每个的最小充满百分比,控制器可以在许多最近的垃圾收集操作上平滑最小充满百分比的值。该控制器然后可比较该平均最小充满比和阈值。
[0019]响应于确定所述平均最小充满百分比大于阈值,控制器可以执行一个或多个预定操作。例如,控制器可以修改操作参数或向存储设备的主机设备输出存储设备健康的指示。
[0020]以这种方式,存储设备的控制器可以在多个操作上在运行时使用单个值或单个值的平均监测存储设备的健康。该单个值或单个值的平均然后可与阈值比较,以进行存储设备健康的确定。因此,存储设备健康监测可以是相对轻量和低开销的。此外,本文描述的技术利用在垃圾收集期间跟踪的参数。
[0021 ]比较而言,用于估计存储设备健康的一些技术都通过主机设备实施,并且需要主机设备基于原始存储设备的统计信息(诸如,主机设备指令存储设备写入的数据量和存储设备实际写入的数据量,包括在写入、垃圾收集、损耗均衡等期间写入的数据)计算写入放大因子。然后,主机设备基于计算的写入放大因子估计存储设备健康。收集原始存储设备统计信息和计算写入放大因子可在确定存储设备健康中引入延迟,如果存储设备的健康已经劣化,这可延迟干预。在一些示例中,该延迟可以如此严重,以致存储设备进入到存储设备无法恢复的状态。相对于这些技术,本文所描述的技术可不要求基于实际的写入统计信息确定写入放大因子和/或可以由存储设备控制器(而不是主机设备)来实现。因此,本文描述的技术可以允许早期检测或预测存储设备健康的劣化,并且可以减少或消除存储设备将进入存储设备无法恢复的状态的可能性。
[0022]图1是示出包括连接到主机设备15的存储设备2的示例系统的概念性和示意性框图。主机设备15可利用在存储设备2中包括的非易失性存储器设备来存储和检索数据。主机设备15可以包括任何计算设备,例如包括:计算机服务器、网络附加存储(NAS)单元、台式计算机、笔记本(例如,膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、诸如“智能”电话的移动计算设备、电视机、摄像机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流设备等。
[0023]如图1所示,存储设备2可以包括控制器4、非易失性存储器阵列6(NVMA 6)、高速缓存8和接口 10。在一些示例中,存储设备2可以包括为清楚起见,图1中未示出的其他组件。例如,存储设备2可包括功率输送组件,例如包括:电容器,超级电容器或电池;存储设备2的组件被机械地附连并且其包括导电迹线的印刷电路板(PB),所述导电迹线电互连存储设备2的组件;等。在一些示例中,存储设备2包括固态驱动器(SSD)。
[0024]存储设备2可包括接口10,用于与主机设备15接口连接。接口 10可以向主机设备15提供机械连接和电气连接,或两者。接口 10可以包括用于与主机设备15交换数据的数据总线和用于与主机设备15交换命令的控制总线中的一个或两个。接口 10可以根据任何合适的协议操作。例如,接口 10可按照以下一个或多个协议操作:高级技术附件(ΑΤΑ)(例如,串行ATA (SATA)、以及并行AT A (PAT A))、光纤通道、小型计算机系统接口( SCSI)、串行连接SC SI(SAS)、外设部件互连(PCI)和PC1-Express。接口 10的电气连接(例如,数据总线、控制总线或两者)被电连接到控制器4,提供主机设备15和控制器之间的电连接,从而允许数据在主机设备15和控制器4之间交换。
[0025]存储设备2可包括NVMA 6,其可包括多个存储器设备12AA-12NN(统称为“存储器设备12”),其每一个都可被配置为存储和/或检索数据。例如,存储器设备12的存储器设备可以从控制器4接收数据和消息,所述控制器指令存储器设备存储数据。同样地,存储器设备12的存储器设备可以从控制器4接收消息,所述控制器指令存储器设备检索数据。在一些示例中,每个存储器设备12可被配置为存储相对大量的数据(例如,1281?、256冊、512冊、168、2GB、4GB、8GB、16GB、32GB、64GB、128GB、256GB、512GB、1TB,等)。
[0026]在一些示例中,存储器设备12可包括闪速存储器设备。闪速存储器设备可以包括基于NAND或N0R的闪速存储器设备,并且可以基于在每个闪速存储器单元的晶体管的浮置栅极中包含的电荷存储数据。在NAND闪速存储器设备中,闪速存储器设备可被分成多个块。图2是示出包括多个块16A-16N(统称为“块16”)的示例存储器设备12AA的概念性框图,每个块包括多个页面18AA-18匪(统称为“页面18” )。块16的每个块可以包括多个NAND单元。NAND单元的行可以使用字线串联电连接以定义页面(页面18的一页)。多个页面18的每个中的各个单元可电连接到各个位线。控制器4可以在页面级别写入数据并从NAND
当前第1页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1