[发明专利]纠正存储阵列中的擦除

说明书

背景技术

本发明一般地涉及存储系统，更具体地说，涉及用于存储阵列的嵌套多次擦除纠正码。

计算机系统利用数据冗余方案（例如奇偶校验计算）以防止存储设备上的数据丢失。在独立磁盘冗余阵列（RAID）系统中，数据值和相关的奇偶校验值跨磁盘驱动器被条带化。RAID系统通常用于保护存储在硬盘驱动器（HDD）阵列中的信息以免发生灾难性磁盘故障。两种常用的RAID方案是防止单一灾难性磁盘故障的RAID5，以及防止双重灾难性磁盘故障的RAID6。

闪存设备是一种类型的非易失性存储设备，其能够以大型块进行电擦除和重新编程。与HDD一样，闪存设备将介质分成通常为512字节的扇区。闪存设备还将扇区聚集成页，通常每个页八个扇区，以便每个页包含四千或4千（K）字节。每个扇区由错误纠正码（ECC）保护，该代码纠正多个错误（通常为一位错误，然而还可以纠正其它错误，例如字节错误）。一种常用的选择是博斯-查德胡里-霍昆格母（BCH）码，如八位纠正或十五位纠正BCH码，尽管可以存在许多变型。如在HDD中，闪存设备中的页可能发生硬错误（HE）。例如，当超出页扇区中的BCH码的错误纠正能力时，会发生这种情况。与HDD相比，当页接近其写入持续寿命结束时，或者当页接近其数据保存寿命结束时，在闪存设备中更可能超出BCH码的能力。因此，闪存设备中的HE数量可以预计随时间而增加，从而在设备上留下潜在的HE。

由闪存设备组成的阵列可能同时遇到灾难性设备故障和可能更普遍的HE。例如，当存在潜在的HE时，使用RAID5保护存储在闪存设备中的信息可能导致设备故障。因此，如果RAID5系统中的设备遇到灾难性设备故障，并且某个其它设备在页中具有HE，则发生这种事件的行将不能取回信息。RAID6需要将整个第二设备专用于奇偶校验，这在主要故障是HE时会很昂贵。

发明内容

一个实施例是一种用于存储数据的方法。所述方法包括接收写入数据。所述写入数据被排列成“r”行和“n”列的页，每个页包括多个扇区。在所述页上使用多个水平和垂直擦除纠正码对所述写入数据进行编码。所述编码导致包含t₁个奇偶校验页并且t₁≥1的第一行、包含t₂个奇偶校验页并且t₂≥t₁的第二行、包含t₃个奇偶校验页并且t₃≥t₂的第三行，依此类推，直到包含t_r个奇偶校验页并且t_r≥t_r-1以及n>t_r>t₁的第r行。所述编码允许在r行的任何一行中从最多t_r次擦除中恢复，在剩余r-1行的任何一行中从最多t_r-1次擦除中恢复，在剩余r-2行的任何一行中从最多t_r-2次擦除中恢复，依此类推，使得所述编码允许在最后一个剩余行中从最多t₁次擦除中恢复。从所述编码输出编码后的写入数据。作为写入条带而写入所述编码后的写入数据，所述写入条带跨存储阵列中的n个存储设备。