本申請(qǐng)涉及一種非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器回收方法。包括：a)提供一種固態(tài)硬盤(pán)，固態(tài)硬盤(pán)連接至主機(jī)，固態(tài)硬盤(pán)包括多個(gè)三階儲(chǔ)存單元區(qū)塊及多個(gè)單階儲(chǔ)存單元區(qū)塊；b)讀取三階儲(chǔ)存單元區(qū)塊中3M個(gè)三階儲(chǔ)存單元頁(yè)；c)搬移三階儲(chǔ)存單元區(qū)塊中的有效數(shù)據(jù)至至少一個(gè)空白三階儲(chǔ)存單元區(qū)塊；d)發(fā)送1頁(yè)的主機(jī)程序命令至主機(jī)；e)重復(fù)步驟b)到步驟d)直到8個(gè)三階儲(chǔ)存單元區(qū)塊中的有效數(shù)據(jù)搬移完畢；f)讀取單階儲(chǔ)存單元區(qū)塊中1個(gè)單階儲(chǔ)存單元頁(yè)；g)搬移單階儲(chǔ)存單元區(qū)塊中的有效數(shù)據(jù)至至少一個(gè)空白三階儲(chǔ)存單元區(qū)塊；h)發(fā)送α頁(yè)的主機(jī)程序命令到主機(jī)；及i)重復(fù)步驟f)到h)直到單階儲(chǔ)存單元區(qū)塊中的有效數(shù)據(jù)搬移完畢。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器回收方法。

背景技術(shù)

對(duì)于傳統(tǒng)由大量非易失性存儲(chǔ)單元組成的固態(tài)硬盤(pán)而言，針對(duì)沒(méi)使用的非易失性存儲(chǔ)單元進(jìn)行存儲(chǔ)器回收是很重要的，并可改善固態(tài)硬盤(pán)的運(yùn)作。以一個(gè)三階儲(chǔ)存單元(Triple-Level Cell，TLC)固態(tài)硬盤(pán)為例，所述三階儲(chǔ)存單元固態(tài)硬盤(pán)可以由幾個(gè)顆粒(die)組成，每個(gè)顆粒中有數(shù)個(gè)平面(plane)。一個(gè)平面中包含了數(shù)千個(gè)區(qū)塊(block)而每一區(qū)塊有幾百頁(yè)(page)。一頁(yè)可儲(chǔ)存4KB到8KB的數(shù)據(jù)，也正是一臺(tái)主機(jī)進(jìn)行存取的基本單元。主機(jī)通常通過(guò)邏輯區(qū)塊地址而對(duì)固態(tài)硬盤(pán)(Logical Block Address，LBA)進(jìn)行存取。當(dāng)主機(jī)的操作系統(tǒng)發(fā)送命令將頁(yè)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入特定的邏輯區(qū)塊地址時(shí)，它實(shí)際上被編程(program)到相應(yīng)的物理頁(yè)中。由于固態(tài)硬盤(pán)的工作機(jī)制，如果需要將數(shù)據(jù)更新或存儲(chǔ)到相同的邏輯區(qū)塊地址時(shí)，新的數(shù)據(jù)將不會(huì)被編程到相同的物理頁(yè)中。相反地，未使用或已刪除的頁(yè)將用來(lái)進(jìn)行編程。原始物理頁(yè)中的數(shù)據(jù)變成無(wú)效，等待擦除以供進(jìn)一步使用。邏輯區(qū)塊地址和有效物理頁(yè)之間的當(dāng)前映像是非常重要的。如果映射有問(wèn)題，則存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將丟失。

固態(tài)硬盤(pán)控制器響應(yīng)于從主機(jī)訪問(wèn)邏輯區(qū)塊地址的請(qǐng)求，來(lái)處理對(duì)物理頁(yè)中的數(shù)據(jù)的存取。如果固態(tài)硬盤(pán)是新的，由于存在大量未使用的物理頁(yè)，因此寫(xiě)入速度很快。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，寫(xiě)入的速度變慢，這是因?yàn)樾枰脸承﹨^(qū)塊以為寫(xiě)入命令提供未編程的物理頁(yè)。在擦除使用過(guò)的區(qū)塊之前，會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題：如何處理區(qū)塊中的有效數(shù)據(jù)。解決此問(wèn)題的一種實(shí)用方法是收集有用數(shù)據(jù)并在擦除之前將它們移動(dòng)到保留區(qū)塊，這就是所謂的存儲(chǔ)器回收。擦除的區(qū)塊可進(jìn)一步被選來(lái)當(dāng)作保留區(qū)塊，這通常通過(guò)耗損平均技術(shù)來(lái)完成，可確保不會(huì)過(guò)度使用區(qū)塊以減少其壽命。然而，隨著固態(tài)硬盤(pán)的被使用過(guò)的容量接近其最大值，存儲(chǔ)器回收就變得很難。沒(méi)有更多的物理區(qū)塊可用于存儲(chǔ)器回收，且考慮到耗損平均，數(shù)據(jù)還需要經(jīng)常移動(dòng)，寫(xiě)入速度會(huì)遇到瓶頸。幸運(yùn)的是，固態(tài)硬盤(pán)制造商經(jīng)常為這種情況提供預(yù)留空間(Over Provisioning，OP)。預(yù)留空間是主機(jī)通過(guò)邏輯區(qū)塊地址看不到的額外物理存儲(chǔ)容量，但可以由固態(tài)硬盤(pán)控制器使用。通常來(lái)說(shuō)，16個(gè)單元中的一個(gè)可以是預(yù)留空間單元。

另一方面，固態(tài)硬盤(pán)的主流是使用三階儲(chǔ)存單元。相較于單階儲(chǔ)存單元(SingleLevel Cells，SLC)，三階儲(chǔ)存單元具有低成本的顯著優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有較低的訪問(wèn)速度和較少的擦除次數(shù)。為了加快三階儲(chǔ)存單元固態(tài)硬盤(pán)的訪問(wèn)速度，三階儲(chǔ)存單元中可以混存一定數(shù)量的單階儲(chǔ)存單元，三階儲(chǔ)存單元中可以混存一定數(shù)量的單階儲(chǔ)存單元的特征可以很好地增強(qiáng)三階儲(chǔ)存單元固態(tài)硬盤(pán)的性能。然而，它使存儲(chǔ)器回收因?yàn)槿A儲(chǔ)存單元和單階儲(chǔ)存單元的性質(zhì)以及預(yù)留空間的應(yīng)用而變得復(fù)雜。因此，需要一種創(chuàng)新的存儲(chǔ)器回收方法，特別是當(dāng)固態(tài)硬盤(pán)幾乎是存滿了有效數(shù)據(jù)時(shí)，還是可行的一種存儲(chǔ)器回收方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器回收方法。