[发明专利]一种固态硬盘动态损耗均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息领域，尤其是涉及固态硬盘动态损耗均衡方法。

背景技术

由于目前采用的带有机械式磁头读写的磁存储硬盘，在速度、可靠性 等方面已经越来越不适应现在的需要，因磁存储硬盘可靠性导致的数据安 全问题日益严重。大容量闪存固态存储系统正好弥补了常规硬盘的这一缺 陷，因此同样也具有巨大的市场，据Gartner预计电子硬盘在2012年将发 展成44亿美元的市场规模(有人称这一预测过于保守，实际发展速度将更 快)，而这一切得益于闪存技术的进步以及巨头公司们的推动。目前这一市 场处于开发起步，市场份额逐年增加的阶段。

固态硬盘的管理策略及方法作为大容量闪存固态存储系统的主控部 分，决定了固态硬盘存储系统的性能，目前仅被Intel、Samsung等国外大 厂所掌握，核心技术对外保密。并且现有固态硬盘的主控理论及技术发展 仍不完善，现有产品在实际使用过程中暴露出许多问题，系统结构及管理 策略仍需要进一步深入探索与研究。而动态损耗均衡方法是固态硬盘管理 策略及方法的核心，其任务是要解决固态硬盘中个别存储块被经常读写造 成过早损坏而另一些数组却很少使用的问题。

目前为止，还没有一个真正圆满的解决动态损耗均衡的方法。目前在 损耗均衡方面，主要研究单位有韩国的Samsung、Seoul National University， 台湾的National Taiwan University、National Chiao-Tung University等，提 出了Hot-clod swapping、Turn-based selection、Old-block protection、Erase Pool等方法。由于这些方法所占用的存储空间比较大、方法复杂度大和系 统访问速度比较慢，因此对大容量固态硬盘不太实用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种固态硬盘动态损耗均衡方法， 简单高效地解决固态硬盘动态损耗均衡问题，以解决已知动态损耗均衡方 法的复杂度大，占用系统资源多，不实用的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明提出的固态硬盘动态损耗均衡方法， 包括数据擦除时块信息添加进空块数组表和数据写入时块信息从空块数组 表删除，其特征是：事先建立空块数组表、无效块数组表和数据块数据表， 分别用于存储固态硬盘中的空块中各个块的物理地址和擦除次数、无效块 中各个块的物理地址和擦除次数，以及数据块中各个块的物理地址和擦除 次数；并在空块数组表中设置第一指针，用于标注擦除次数大于设定阈值 的空块的边界，和第二指针，用于标注擦除次数小于设定阈值的空块的边 界；所述空块是指已经过擦除可以重新写入数据的块，所述数据块是其中 写有有效数据的块，所述无效块是指数据已经标注为删除但其中物理信息 尚未真正擦除的块；

所述数据擦除时块信息添加进空块数组表包括如下步骤：A、将相应 块从无效块数据表中移除，添加到空块数据表，并且当相应块的擦除次数 大于设定阈值时，第一指针向指定方向移动一个位置，当相应块的擦除次 数小于设定阈值时第二指针向指定方向移动一个位置；

所述数据写入时块信息从空块数组表删除包括如下步骤：B、将相应 块从空块数据表中移除，添加到数据块数据表，并且第二指针向指定方向 移动一个位置。

优选地，本发明还包括如下特征：

所述步骤A中包括如下步骤：擦除次数加1，比较相应块的块擦除次 数与设定阈值的大小，若擦除次数小于阈值，则第二指针向指定方向移动 一个位置，并把相应块的物理地址和擦除次数信息添加到第二指针所指位 置；若擦除次数大于阈值，第一指针向指定方向移动一个位置，并把相应 块的物理地址和擦除次数信息添加到第一指针所指位置。

所述步骤B包括如下步骤：找到第二指针的位置，将第二指针所指位 置的数组元素从空块数组表中删除，且对应的第二指针向指定方向移动一 个位置。

在空块数组表中还设置翻转标志位，当空块数组中没有低于阈值的空 块存在且空块数组中的空块数不为零时，空块数组进入翻转过程，即空块 数组中的所有块的擦除次数都清零或减去同一值，翻转标志位取反，同时 对调第一指针和第二指针所指的位置向移动方向。

当空块数组表里没有空块时，启动所述步骤A。