一种用于SSD中NAND芯片壳温的预测方法与流程

本技术涉及固态存储，尤其涉及一种用于ssd中nand芯片壳温的预测方法。

背景技术：

1、在nand flash固态硬盘中，过高的nand flash芯片壳温会对nand flash中的存储数据的完整性产生很大的影响。在现有技术中，避免nand flash在过高温度下工作的主要方法为：持续监控nand flash芯片的壳温(nand壳温)，在壳温超过某个阈值时，通过降低nand flash芯片的功耗(例如：降低数据吞吐率和/或暂停nand操作)来降低nand flash的温度，即：热节流(thermal throttling)。这种方法的效果是以对nand壳温的准确估计为基础的——热节流过程能适时地启动或终止，以能够保证nand flash始终工作在正常的运行温度范围内，又能避免ssd频繁地降低最大性能。

2、用于测算nand壳温的方法大致有以下几种：

3、(1)如果nand中含有内置集成的温度传感器(简称温感)，可以基于温感读数，再使用内置温感和壳温的差值(该差值需要通过做实验标定)加以修正，得到壳温。在这种方法中，由于芯片工艺限制，nand内置的温感的精度通常十分有限(如：±3℃)，并且需要占用芯片向外输出数据的带宽和命令总线的时间，影响nand的有效数据的吞吐率。

4、(2)为每个nand壳表面都贴上接触式温感，但这就需要过多数量的温感，会对生产过程造成不便，且成本过高。

5、基于上述，现有技术中的nand壳温测量方法，测量结果的精度受限，会占用nand本身的数据传输，或因大量温感增加成本。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，能够在多种不同散热条件下，实现对nand预估壳温的准确估算，且只需极少的计算资源，以及无需占用nand数据传输带宽。

2、为达到上述目的，本技术提供一种用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，包括：

3、将待测ssd电路板安装于主机上后，上电工作；

4、在上电周期内，获取待测ssd电路板的实际风场特征描述，通过风场模型确定实际风场特征描述所属的风场类型，风场模型至少包括：风场类型和特征描述；

5、根据风场类型在温度预测模型中获取对应的估算公式，并根据估算公式确定待测ssd电路板的nand预估壳温，温度预测模型至少包括：风场类型和估算公式。

6、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，还包括：

7、获取多种ssd电路板的设计参数，其中，设计参数至少包括：温度传感器的数量和温度传感器的布局；

8、对每种ssd电路板的设计参数进行特征提取，获得特征描述；

9、基于特征描述分类至对应的风场类型中，并构建风场模型；其中，风场类型包括：入风和出风。

10、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，对每种ssd电路板的设计参数进行特征提取，获得特征描述的子步骤为：

11、通过在壳温最高的一个或多个nand芯片附近部署温度传感器，采集近nand温度；

12、通过在靠近散热气流出入口或电路板边缘的位置部署温度传感器，采集远nand温度；

13、采集到的近nand温度和远nand温度均为特征描述；

14、其中，近nand温度和/或远nand温度为单一温度传感器采集的温度或对多个温度传感器采集的温度进行计算后得到的温度。

15、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，构建温度预测模型的步骤包括以下子步骤：

16、针对不同风场类型采集至少一组nand壳温和近nand温度；

17、在每种风场类型中根据至少一组nand壳温和近nand温度确定温差；

18、根据温度传感器的温感读数和温差来计算nand预估壳温的估算公式，不同风场类型对应的估算公式不同，其中温度传感器的温度读数包括近nand温度；

19、根据不同风场类型和对应的估算公式，构建温度预测模型。

20、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，温度预测模型中还包括：

21、将不同的风速和/或不同的风温作为不同的风场类型的温差修正因子；

22、估算公式在温差的基础上叠加温差修正因子，计算得到nand预估壳温。

23、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，当主机上设置有多个风扇时，所述方法还包括：

24、按照多个风扇的设置区域划分多个风区，其中，风区至少包括：强区、中区和弱区；

25、针对不同的风区设定不同的权值，每个风区根据风区基于估算公式得到的壳温结合相应的权值进行综合计算，获得nand预估壳温。

26、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，一个风区对应一个增量温度，且增量温度按照从强到弱的顺序依次递减。

27、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，对于ssd电路板的强区，按照风场类型选择单一风场类型对应的估算公式进行计算；

28、对于ssd电路板的中区和弱区，按照风场类型选择两种风场类型对应的估算公式进行加权计算。

29、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，估算公式的计算包括：

30、风场类型为出风时，估算公式为t_nandcf＝tn+δcf；或

31、风场类型为入风时，估算公式为t_nandrf＝tn-δrf进行计算；

32、其中，tn为近nand温度；t_nandcf为风场类型为出风时的nand预估壳温；t_nandrf为风场类型为入风时的nand预估壳温；δcf为风场类型为出风时的温差；δrf为风场类型为入风时的温差。

33、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，还包括：估算公式为：

34、t_nand＝tn+δm+δd(hde)；

35、其中，t_nand为nand预估壳温；tn为近nand温度；δm为满足t_nand<＝tn+δ的δ的最小值；δd(hde)为散热效果和温差之间的单调函数。

36、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，其中，散热效果和温差之间的单调函数的计算公式为：

37、δd(hde)＝(远nand温度的最低值-近nand温度的最高值)/ssd当前功率。

38、如上所述的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法，还包括：

39、估算公式为：

40、t_nand＝tn+(δ+d*hde)；或

41、t_nand＝tn-(δ+d*hde)；

42、其中，t_nand为nand预估壳温；tn为近nand温度；δ为风场类型下对应的温差，d为修正系数，hde为远nand温度修正量；

43、hde＝[tn-min(远nand温度读数)]/ssd瞬时功率。

44、本技术实现的有益效果如下：

45、(1)本技术的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法能够自适应散热条件，即：使ssd固件对nand的温度监控能够更好地适应实际应用场景下的散热条件，更准确地预测最高nand壳温，进而使ssd在更高的温度下安全工作，能够避免极端情况下的热问题威胁数据完整性，同时又不会过于保守而约束ssd的全速工作的场景。

46、(2)本技术的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法的ssd固件能够根据ssd工作时所处的散热条件类型(风场类型)选择针对性的方法预测最高nand壳温。

47、(3)本技术的用于ssd中nand芯片壳温的预测方法对风场类型具有进一步的限定，即：通过风向确定加或减，通过风速和风温确定温差的大小，从而达到精细预测。