[发明专利]用于提高固态驱动器的读取性能的方法和装置

说明书

固态驱动器的控制器发起对存储在固态驱动器的非易失性存储器中的数据进行重新打包，其中在对存储在固态驱动器的非易失性存储器中的数据进行重新打包期间，执行对存储在固态驱动器的非易失性存储器中的数据的刷新。当存储在固态驱动器的非易失性存储器中的数据在被重新打包时，将逻辑区块以递增的顺序物理上连续地放置在固态驱动器的非易失性存储器的预先擦除的位置中。

背景技术

固态驱动器(SSD)是一种将集成电路组件作为存储器使用从而持久地存储数据的数据存储设备。

当提到读取带宽、写入带宽和随机输入/输出操作时，NAND SSD相较于硬盘驱动器具有显著的优势。该改进的带宽通常来自于在读取和写入操作期间并行使用许多NAND管芯的能力。

附图说明

现在参照附图，在附图中相同的附图标记自始至终表示相应的部分：

图1示出了根据某些实施例的计算环境的框图，在该计算环境中具有3D NAND芯片的SSD被耦合到主机；

图2示出了一框图，该框图示出了根据某些实施例的SSD中的数据的说明性表示；

图3示出了一框图，该框图示出了根据某些实施例，当周期性地重新打包SSD中的数据而同时刷新SSD中的数据时，将逻辑区块物理上连续地进行重组；

图4示出了一框图，该框图示出了根据某些实施例的数据的重新打包，未带有用于逻辑区块地址邻接的数据重排；

图5示出了一框图，该框图示出了根据某些实施例的数据的重新打包，带有用于逻辑区块地址邻接的数据重排；

图6示出了第一流程图，该第一流程图是关于根据某些实施例，在固态驱动器中以递增的顺序物理上连续地重新打包和组织逻辑区块以改进对读取请求的响应，而同时刷新数据；

图7示出了第二流程图，该第二流程图是关于根据某些实施例，在固态驱动器中以递增的顺序物理上连续地重新打包和组织逻辑区块以改进对读取请求的响应，而同时刷新数据；

图8示出了一框图，其示出了根据某些实施例，当允许同时读取四页时的示例性3DNAND中的平面并行性和示例性的性能提高；以及

图9示出了根据某些实施例的计算设备的框图。

具体实施方式

许多种SSD使用基于NAND的闪存，该基于NAND的闪存在没有电的情况下保持数据，并且是一种非易失性存储技术。在单层单元(SLC)NAND中，每个单元可以以两个状态中的一个状态存在，并且每个单元存储一个比特的信息。多层单元(MLC)NAND是一种每个单元使用多层从而允许使用相同数量的晶体管存储更多比特的固态闪存。三维(3D)NAND闪存是一种在彼此之上堆叠多层(例如，32层)的平面存储器单元的闪存。在不失一般性的情况下，可以将3D NAND闪存的结构形象化为在烤架中的多个堆叠的饼干托盘，而托盘中的每块饼干是一个存储器单元。

NAND是基于区块(block)的非易失性存储器。基于NAND的闪存SSD对存储器的整个区块进行操作。在写入存储器单元之前，需要擦除存储器单元，这需要将大电压施加到存储器单元，这只能立刻发生在整个存储器单元区块上。例如，如果1千字节(KB)的数据将被写入具有128KB的擦除区块大小的SSD中的NAND设备，SSD需要从目标区块读取127KB、对该区块进行擦除并且将旧数据加上新数据写回到该区块中。SSD固件可以预先对区块进行擦除并且尝试将新数据写入这些被预先擦除的区块中。现有的SSD具有“数据刷新”的机制，其中在数据刷新中，周期性地重写数据以防止因为NAND单元中的电荷损失而导致的数据损失。

在以下描述中，参照了附图，所述附图构成本文的一部分并且示出了数个实施例。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且可以进行结构上和操作上的变化。