一种混合异构nand固态硬盘的制作方法_2

文档序号:9523917阅读:来源:国知局
显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可W按照比 例绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。 阳02引图1是传统混合异构NAND固体硬盘的结构示意图;
[0029] 图2是传统第N级NAND存储忍片组映射表存储示意图;
[0030] 图3是本发明中混合异构NAND固体硬盘的结构示意图;
[0031] 图4是本发明中映射表重建流程示意图;
[0032] 图5是传统混合异构NAND固体硬盘中存储有映射表的结构示意图;
[0033] 图6是本发明实施例一中的混合异构NAND固体硬盘的结构示意图;
[0034] 图7是本发明实施例二中的混合异构NAND固体硬盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明,但是不作为本发明的限 定。 W36] 实施例一:
[0037] 传统的NAND闪存转换层中的映射表存储在每个NAND忍片中的存储块内,W第N 级NAND存储器忍片组为例(第N级NAND存储器忍片组由NAND忍片0、NAND忍片1…NAND 忍片η组成),如图2所示,每个NAND忍片中都会存储该忍片中逻辑地址到物理地址的映射 表。本发明提出一种混合异构NAND固态硬盘,将所有的NAND忍片中逻辑地址到物理地址 的映射表都存储到第一级NAND存储器忍片组中的存储块内。
[0038] 具体的,本发明的混合异构NAND固态硬盘主要包括有存储逻辑控制器、与存储逻 辑控制器连接的若干NAND存储器忍片组和地址存储单元,其中,地址存储单元设置于第一 级NAND存储器忍片组中,该若干NAND存储器忍片组主要分为N个等级。
[0039] 第Μ级存储器忍片组内的NAND忍片的数据保持能力和耐写寿命要优于第M+1级 NAND存储器忍片组内的NAND忍片的数据保持能力和耐写寿命,且第Μ级存储器忍片组内的 NAND忍片对相同大小单元的操作功耗要小于第Μ+1级NAND存储器忍片组内的NAND忍片, 且第Μ级NAND存储器忍片组内的NAND忍片对相同大小单元的读写或存储访问速度要快于 第M+1级NAND存储器忍片组内的NAND忍片对相同大小单元的读写或存储访问速度,其中 N和Μ均为正整数,且0<Μ < N。
[0040] 优选的,第一级NAND存储器忍片组为一个单层单元NAND忍片组,第二级NAND存 储器忍片组为每单元2bit多层单元NAND忍片组…第K级NAND存储器忍片组为每单元化it 多层单元NAND忍片组,第N级NAND存储器忍片组为3D堆叠NAND忍片组,其中,K、L为正 整数且1 <K<N,KL。
[0041] 其中,地址存储单元中存储有若干NAND存储器忍片组中每个NAND存储器忍片组 所对应的逻辑地址到物理地址的映射表。
[0042] 在一个可选的实施例中,将地址存储单元设置在若干NAND存储器忍片组中的第 一级NAND存储器忍片组中或者说将第一级NAND存储器忍片组作为所述的地址存储单元, 如图3所示。因此,第一级NAND存储器忍片组存储有每个NAND存储器忍片组所对应的映 射表。
[0043] 其中,存储逻辑控制器用于对第一级NAND存储器忍片组中所存储的逻辑地址到 物理地址的映射表进行读操作、更新操作或重建操作,并且将所有NAND忍片的逻辑地址到 物理地址的映射表存储在擦写寿命最高的第一级NAND存储器忍片组中,有如下优势:
[0044] 1、提高整个NAND固态硬盘的整体寿命。映射表更新十分频繁,尤其是对于经常写 的NAND存储器,因此对级数较高的NAND存储器忍片组来说,在均衡损耗算法下经常需要将 存储映射表的所在块拷贝到擦写次数较低的存储块中,而级数较高的NAND存储器忍片组 较级数较低的忍片组来说,擦写寿命较低,因而映射表运种频繁的更新过程会进一步降低 该级中NAND忍片的寿命。因而本发明将所有NAND忍片的映射表都存储在第一级NAND忍 片组中,由于第一级NAND忍片组可擦写寿命最高,整体上提高了整个NAND存储器固态硬盘 的寿命。
[0045] 2、提高了对映射表读操作和更新操作的速度。传统的所有NAND忍片中逻辑地址 到物理地址的映射表都保存在各自的忍片内,对处在级数较高的NAND忍片来说,其映射表 的读取和更新也会较慢。本发明将所有NAND忍片组的映射表都存储在第一级NAND存储器 忍片组中,由于第一级NAND存储器忍片组在读写速度上都要快于其他级的NAND存储器忍 片组,因而存储逻辑控制器对映射表读取和更新更加迅速,系统性能也得到了提高。
[0046] 3、降低了对映射表读取和更新的功耗。传统中,级数越高的NAND存储器忍片组读 取和更新其映射表功耗也就越高。而本发明将所有NAND忍片组的映射表都存储在第一级 NAND存储器忍片组中,因而整体上存储逻辑控制器对映射表读取和更新的功耗也得到最大 限度降低。
[0047] 4、加快了映射表重建的时间,增强了映射表的数据可靠性。当NAND固态硬盘上电 启动或者在掉电后重启时,需要从各个物理块中提取映射表信息W重建映射表。本发明所 有NAND忍片组的映射表都保存在第一级NAND存储器忍片组中,对于第一级NAND存储器忍 片组来说,其读取速度最快,因而本发明存储逻辑控制器能够快速的重建映射表,提高系统 性能。此外,由于第一级NAND存储器忍片组中的NAND忍片在数据可靠性方面都要强于其 他级别中的NAND忍片,映射表的数据可靠性也得到进一步加强。
[0048] 本发明中,由逻辑地址到物理地址的映射表重建过程如图4所示;首先混合异构 NAND固态硬盘上电之后存储逻辑控制器启动固件程序;之后,存储逻辑控制器从第一级 NAND存储器忍片组(地址存储单元)中读取逻辑地址到物理地址的映射表(W下称为地址 映射表)信息至混合异构NAND固态硬盘内的缓存器中,完成地址映射表的重建操作。
[0049] 中的存储逻辑控制器启动固件程序;之后,存储逻辑控制器从第一级NAND存储器 忍片组(地址存储单元)中读取映射表信息至存储逻辑控制器中集成的缓冲器中,通过该 缓冲器进行重建映射表。
[0050] 如图5所示传统的混合异构NAND固态硬盘的结构,图6是本发明实施例中的混 合异构NAND固体硬盘的结构示意图,图6是基于图5的基础上进行变化,其主要包括有第 一级NAND存储器忍片组、第二级NAND存储器忍片组、第Ξ级NAND存储器忍片组和第四级 NAND存储器忍片组(传统的混合异构NAND固态硬盘各级NAND存储器忍片组对应存储有地 址映射表1、地址映射表2、地址映射表3和地址映射表4)。
[0051] 其中,第一级NAND存储器忍片组为化C NAND忍片组(即等同上述的地址存储单 元),第二级NAND存储器忍片组为每单元2bit MLC NAND忍片组,第Ξ级NAND存储器忍片 组为每单元3bit MLC NAND忍片组,第四级NAND存储器忍片组为3D堆叠NAND忍片组。
[0052] 如图5所示,随着级数增加,NAND忍片组的耐久擦写寿命不断降低,读取速度也不 断降低,读取功耗越来越大,每一级逻辑地址到物理地址的映射表都保存在各自的忍片组 内,控制器通过接口(1)、(2)、(3)、(4)来读取映射表信息,对于各自映射表的读取和更新 由于级数不同,速度、功耗均有所不同,对整个NAND忍片组的性能产生影响。本发明采用将 所有NAND忍片组的映射表(包括映射表1、映射表2、映射表3和映射表4)均保存在第一 级化CNAND忍片中
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