[发明专利]固态硬盘的RAID4系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种固态硬盘的RAID4系统。

背景技术

NAND Flash读写性能优异，是目前主流的固态硬盘存储介质，但是有着自己的一些物理特性：1)需要先擦除再写入，数据读写单位为page，擦除的单位为block；2)擦除次数有限制；3)读写时有干扰可能会造成数据出错；4)数据保存有期限。NAND Flash按照存储单元划分，比较常见的是SLC(Single Level Cell，单层单元)和MLC(Multi Level Cell，多层单元)两种。SLC的特点是寿命长，写入速度快，功耗低，目前主流SLC的P/E次数是MLC的10倍以上，写入速度是MLC的4倍左右，但是MLC容量大，价格便宜，所以目前广泛应用于企业级固态存储硬盘。

图1是企业级固态存储硬盘简化结构图，固态存储硬盘一般采用PCIe、SAS等接口，根据接口类型选择对应的桥接控制器；每个固态存储硬盘上有1个或多个Flash控制器，每个Flash控制器管理一组NAND Flash，Flash控制器通常有FTL、ECC校验、坏块管理等功能，将其管理的一组Flash虚拟成为一个单独的磁盘。然后在主机端实现软件RAID功能，将所有虚拟磁盘组成一个大磁盘，进一步提升数据吞吐量。大多数企业级固态存储硬盘只支持RAID 0级别，以实现最高的容量和性能。但是随着制程的提高，MLC抗读写干扰能力变得更差，单靠ECC校验保护数据显得并不可靠，因此有人曾想到将RAID5技术应用到固态存储硬盘上来，增强数据的冗余性。但是RAID5把一个写变成两读两写的特性，会大幅减小NAND Flash的寿命，所以很少有企业级固态存储硬盘直接应用RAID5技术。

综上可知，现有的企业级固态存储硬盘，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种固态硬盘的RAID4系统，其可以提高企业级固态存储硬盘的数据可靠性，克服了校验盘读写瓶颈的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种固态硬盘的RAID4系统，所述系统包括至少一多层单元MLC闪存盘以及至少一单层单元SLC闪存盘，所述MLC闪存盘作为用于存储数据的数据盘，所述SLC闪存盘作为用于校验数据的校验盘。

根据本发明的固态硬盘的RAID4系统，所述系统还包括第一闪存控制器，所述MLC闪存盘连接至少两个所述第一闪存控制器，且每个所述第一闪存控制器的可用容量相同。

根据本发明的固态硬盘的RAID4系统，所述系统还包括第二闪存控制器，所述SLC闪存盘连接至少一个所述第二闪存控制器，且所述第二闪存控制器的可用容量之和与所述第一闪存控制器的可用容量相同。

根据本发明的固态硬盘的RAID4系统，所述系统还包括RAID4控制器，其包括：

记录模块，用于记录预定义的MLC闪存盘和SLC闪存盘个数信息；

信息检测模块，用于检测闪存控制器，并上报MLC闪存盘和SLC闪存盘信息给处理模块，所述闪存盘信息包括Flash类型和容量；

处理模块，用于比对上报的MLC闪存盘和SLC闪存盘个数，如果所述各闪存盘个数与所述记录模块中记录的个数一致，则开始扫描所述闪存盘的RAID4元数据；

创建模块，用于所述MLC闪存盘和SLC闪存盘上都没有RAID4的元数据时，自动创建一个RAID4，将所述SLC闪存盘作为校验盘，所述MLC闪存盘作为数据盘，将所述RAID4元数据写入所述闪存盘的元数据区。

根据本发明的固态硬盘的RAID4系统，所述MLC闪存盘为普通MLC闪存盘或企业级的MLC闪存盘，所述SLC闪存盘为普通SLC闪存盘或企业级的SLC闪存盘。

本发明通过将多个MLC闪存盘作为数据盘，将SLC闪存盘作为校验盘，将各数据盘上的各奇偶校验值存入校验盘中，若其中一个盘出现故障，则可通过其它盘计算奇偶校验恢复故障数据。具体应用中SLC比MLC寿命长，写延迟小，将本发明的RAID4技术应用到企业级固态硬盘上，避免了RAID4的校验盘写瓶颈的问题，提高了数据冗余性。

附图说明

图1是现有技术一实施例的企业级固态硬盘结构示意图；

图2是本发明一实施例的企业级固态硬盘的RAID4系统结构示意图；

图3是本发明一实施例的RAID4系统的原理结构示意图；

图4是本发明一实施例的RAID4系统的主机端的主机控制流程图；