[发明专利]固态硬盘及处理其管理数据的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信电子领域，尤其涉及一种固态硬盘及处理固态硬盘中管理数据的方法。

背景技术

随着电子技术的发展，中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)运行频率在20年间增加了600倍，而存储器的容量更是增加了上万倍。然而，伴随着数据容量的爆炸性增长，存储器读取数据速度的瓶颈效应越来越明显，传统的磁记录存储技术仍没有取得重大突破。近年来一些厂商开始积极开发可以取代磁记录的存储技术和产品，如：基于闪存(flash)的固态硬盘(Solid State Disk，SSD)。由于采用flash存储介质，它内部没有机械结构，因此没有数据查找时间、延迟时间和寻道时间，读取速度有了极大的提高。

目前市场上主要有NOR和NAND两类flash，英特尔(Intel)公司于1988年首先开发出NOR flash技术，1989年，东芝公司发表了NAND flash结构，强调降低每比特的成本及更高的性能，并且跟磁盘一样可以通过接口轻松升级。NOR的特点是芯片内执行，这样应用程序可以直接在闪存内运行，不必再把代码读到系统内存中。NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是其很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。不管是NOR flash还是NAND flash，都有块的概念，整个flash在逻辑上由块组成，一块的容量大小不固定，可以有8KB、16KB等。

由于NAND flash在高密度方面比NOR flash有明显的优势，所以一般都选用NAND flash来做SSD。但是应用NAND的困难在于flash的管理，其中一个问题就是坏块管理。NAND flash阵列分为一系列128kB的区块，由于NAND flash的工艺不能保证其所有的块在生命周期内的可靠性，在出厂时可能就存在随机分布的坏块，所以需要坏块标记，管理软件负责根据坏块表来映射坏块并由好的存储块取而代之。另外在使用中也可能产生新的坏块，这时候需要建立新的坏块表来描述。除了坏块表之外还必须有卷信息、擦写信息、分配表等来管理NAND flash，这些管理信息对NAND flash来说是极为重要的。

目前一般使用NAND flash的SSD把上述的管理信息都存放在SSD本身的NAND flash上。如图1所示，固态硬盘与前插服务器板连接，所述前插服务器板上运行操作系统及SSD驱动等程序。所述前插服务器板通过一条4X的快速外围部件互连(Peripheral Component Interconnect Express，PCIE)总线与一个PCIE到外围部件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线的PCIE-PCI桥连接，该PCIE-PC桥实现从PCIE总线到PCI总线的转化。所述PCIE-PC桥通过PCI总线与4个使用PCI接口的现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)芯片连接，每个FPGA集成了8个NAND flash的控制器，每个控制器控制4个NAND flash芯片。

如图2所示，NAND flash芯片的各种管理信息(如：出厂坏块表、运行坏块表、映射关系信息、擦写信息、备份信息等)和存储业务数据的数据块一起存放在NAND flash芯片里面。发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术把NAND flash的管理数据和业务数据都存放在NAND flash里面会导致用户在对业务数据进行擦写操作时会误把管理数据擦除，导致SSD不可用，使得SSD可靠性较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种固态硬盘及处理固态硬盘中管理数据的方法，避免用户误操作把管理数据擦除，提高了固态硬盘的可靠性。

一方面，本发明实施例提出了一种固态硬盘，其包括：

一数据接口单元，通过第一总线与处理板上的操作系统交换数据；

至少一个闪存控制单元，通过第二总线与所述数据接口单元连接，且每一个所述闪存控制单元控制着至少一个闪存芯片；

一独立于所述固态硬盘中的闪存芯片的管理数据存储单元，通过第二总线与所述数据接口单元连接，用于存储所述闪存芯片的管理数据。

另一方面，本发明实施例还提供了一种处理固态硬盘中管理数据的方法，包括：

获得固态硬盘中闪存芯片的管理数据；

将所述固态硬盘中的管理数据存储到一独立于所述固态硬盘中的闪存芯片的管理数据存储单元；