一种存储设备及其控制方法与流程

本发明涉及存储，特别涉及一种存储设备及其控制方法。

背景技术：

1、闪存的数据读写进程中，当闪存的空余存储块（block）不足时，需要对闪重新整理闪存中各个存储块的数据分布，从而整理出新的空余存储块，以保证闪存正常进行数据存储。这个整理存储空间的过程被称为垃圾回收（garbage collection，gc）。

2、垃圾回收的过程是多个步骤的串行操作，在垃圾回收的串行操作进程中，后一个操作的执行依赖于前一操作的操作结果。因此垃圾回收的耗时较长，导致存储产品的性能会受到垃圾回收进程的制约。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种存储设备及其控制方法，以提升存储设备的存储性能。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供一种存储设备，至少包括：

4、主控制器；

5、闪存区，包括多个存储模块，且所述存储模块包括多个存储块，所述主控制器将所述闪存区划分为多个超级块，所述超级块包括多个所述存储模块中具有相同顺序编号的所述存储块；以及

6、缓存区，包括垃圾回收单元；

7、其中，当空白的所述存储块数量不足，所述主控制器在所述闪存区中标记出源超级块和目标超级块，通过所述垃圾回收单元将所述源超级块中的有效数据分多轮转移至所述目标超级块中，直到所述源超级块的有效数据个数清零，将所述源超级块转换为空白的所述超级块。

8、在本发明一实施例中，所述存储块包括多个存储单元，所述超级块包括多个超级页，所述超级页包括多个所述存储块中顺序编号相同的所述存储单元。

9、在本发明一实施例中，所述主控制器将正在转移的所述有效数据定义为本轮有效数据，将即将转移的所述有效数据定位为次轮有效数据，且在转移所述本轮有效数据时，所述主控制器依次扫描所述源超级块的源超级页，定位所述次轮有效数据。

10、在本发明一实施例中，所述垃圾回收单元具有缓存容量阈值，当扫描出的所述本轮有效数据的大小达到所述缓存容量阈值，所述主控制器记录终止扫描所述本轮有效数据的源超级页，并作为本轮扫描终止页。

11、在本发明一实施例中，所述主控制器根据所述本轮扫描终止页，设置开始扫描所述次轮有效数据的源超级页，并作为次轮扫描开始页。

12、在本发明一实施例中，当所述本轮扫描终止页的顺序编号为所述源超级页的最大顺序编号，所述次轮扫描开始页为具有初始顺序编号的所述源超级页。

13、在本发明一实施例中，当所述本轮扫描终止页的顺序编号小于所述源超级页的最大顺序编号，所述次轮扫描开始页为所述本轮扫描终止页的下一个所述源超级页。

14、在本发明一实施例中，当所述垃圾回收单元被所述本轮有效数据填满，所述主控制器将所述本轮有效数据转移至所述目标超级块中。

15、本发明提供了一种存储设备的控制方法，包括以下步骤：

16、提供一存储设备，所述存储设备包括主控制器、闪存区和缓存区，其中所述闪存区包括多个存储模块，且所述存储模块包括多个存储块；

17、根据多个所述存储模块中所述存储块的顺序编号，将具有相同顺序编号的所述存储块集合为超级块；

18、当空白的所述存储块数量不足，在所述闪存区中标记出源超级块和目标超级块；

19、所述缓存区包括垃圾回收单元，分多轮将所述源超级块中的有效数据转移至所述目标超级块中；以及

20、当所述源超级块的有效数据清零，将所述源超级块转换为空白的所述超级块。

21、在本发明一实施例中，设置所述闪存区的运行存储阈值，当所述源超级块的有效数据个数清零，且空白的所述存储块数量大于所述运行存储阈值，停止转移有效数据。

22、如上所述，本发明提供了一种存储设备及其控制方法，在存储设备存储空间不足时，可以对存储设备进行垃圾回收，从而整理出多个空白的存储块。并且根据本发明提供的存储设备及其控制方法，能够并行处理多个存储块的垃圾回收，并一次性释放出多个空白的存储块，垃圾回收效率高。根据本发明提供的存储设备及其控制方法，在将有效数据写入目标位置的同时，对后续的有效数据进行扫描和定位，从而提升串行操作的执行效率，提升垃圾回收的效率，减少存储设备资源占用并快速整理出可使用存储空间。并且，本发明提供的存储设备及其控制方法，方法稳定性好，实用性强。

23、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种存储设备，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的一种存储设备，其特征在于，所述存储块包括多个存储单元，所述超级块包括多个超级页，所述超级页包括多个所述存储块中顺序编号相同的所述存储单元。

3.根据权利要求1所述的一种存储设备，其特征在于，所述主控制器将正在转移的所述有效数据定义为本轮有效数据，将即将转移的所述有效数据定位为次轮有效数据，且在转移所述本轮有效数据时，所述主控制器依次扫描所述源超级块的源超级页，定位所述次轮有效数据。

4.根据权利要求3所述的一种存储设备，其特征在于，所述垃圾回收单元具有缓存容量阈值，当扫描出的所述本轮有效数据的大小达到所述缓存容量阈值，所述主控制器记录终止扫描所述本轮有效数据的源超级页，并作为本轮扫描终止页。

5.根据权利要求4所述的一种存储设备，其特征在于，所述主控制器根据所述本轮扫描终止页，设置开始扫描所述次轮有效数据的源超级页，并作为次轮扫描开始页。

6.根据权利要求5所述的一种存储设备，其特征在于，当所述本轮扫描终止页的顺序编号为所述源超级页的最大顺序编号，所述次轮扫描开始页为具有初始顺序编号的所述源超级页。

7.根据权利要求5所述的一种存储设备，其特征在于，当所述本轮扫描终止页的顺序编号小于所述源超级页的最大顺序编号，所述次轮扫描开始页为所述本轮扫描终止页的下一个所述源超级页。

8.根据权利要求3所述的一种存储设备，其特征在于，当所述垃圾回收单元被所述本轮有效数据填满，所述主控制器将所述本轮有效数据转移至所述目标超级块中。

9.一种存储设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种存储设备的控制方法，其特征在于，设置所述闪存区的运行存储阈值，当所述源超级块的有效数据个数清零，且空白的所述存储块数量大于所述运行存储阈值，停止转移有效数据。

技术总结
本发明公开了一种存储设备及其控制方法，其中存储设备至少包括：主控制器；闪存区，包括多个存储模块，且存储模块包括多个存储块，主控制器将闪存区划分为多个超级块，超级块包括多个存储模块中具有相同顺序编号的存储块；以及缓存区，包括垃圾回收单元；其中，当空白的存储块数量不足，主控制器在闪存区中标记出源超级块和目标超级块，通过垃圾回收单元将源超级块中的有效数据分多轮转移至目标超级块中，直到源超级块的有效数据个数清零，将源超级块转换为空白的超级块。本发明提供了一种存储设备及其控制方法，提升了存储设备的存储性能。

技术研发人员：陈文涛,王亚冬
受保护的技术使用者：合肥康芯威存储技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13