[发明专利]一种增强型RAID保护方法及SSD

说明书

本发明公开了一种增强型RAID保护方法及SSD,其特征在于每N+2个数据页组成一个条带，其中包含N个有效数据页为的D0～DN‑1、域和校验数据页P和系数计算校验数据页Q，当同一条带中出现2个有效数据页中出现错误，则读取同一条带中未出错的其它页数据，并填入计算域和校验数据页P和系数计算校验数据页Q的公式，将出错的页数据分别作为未知数，根据已知数据求解出出错的页数据，实现对出错页数据的纠错。采用N+2增强型RAID保护方法，可以维持N+1下的资源需求量级，同时去除了条带之间的耦合性，对于任意条带内的任意两个单元错误均能完成修复，极大地提高了SSD可靠性。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种增强型RAID保护方法及SSD。

背景技术

SSD(固态硬盘)已经被广泛应用于各种场合，目前在PC市场，已经逐步替代传统的HDD，从可靠性和性能方面为用户提供较好的体验。

作为SSD的主要存储介质，NAND一直在更新换代。随着工艺的演进，颗粒的可靠性面临较大的挑战。在NAND给定的擦写次数内，随着PE(擦写次数)的增加，其出错的概率也会增加。

为了满足数据的正确性需求，除了传统的增加ECC纠错能力，使用NAND内置的重读Read Retry命令来调整Cell读取电压外，系统级的纠错方法也逐步被引入到SSD内部，如RAID。

图1是SSD内部典型的N+1RAID模型示意图：

一共有N+1个DIE,其中N个DIE存放用户数据，一个用来存放校验数据Parity，实际应用中，Parity会在不同DIE之间移动，为便于描述，使其固定，不影响原理性说明。

每个DIE的当前正在写入数据的物理块的相同Page组成一个条带(如Page0,组成条带Stripe 0,如Page 1,组成条带Stripe 1…)。

校验数据Parity的生成由该条带内其他用户数据异或运算得到，当某个条带内用户数据损坏时，可以由该条带内其他N-1笔用户数据以及1笔Parity数据进行异或得到(异或操作满足数学上的交换以及可逆性)。

图2是增加垂直条带的二维RAID模型示意图、除了水平N+1RAID,还构建了垂直方向的N+1RAID；图3是增加斜纹条带的RAID模型示意图，除了水平N+1RAID,还构建了斜线方向的N+1RAID；其目的都是为提升多单元失效时的纠错能力。此两个模型下的新增的条带(垂直、斜向)的Parity生成需要引用其后Page数据，故而系统中并存的Parity Buffer会很大，远远超过N+1RAID时的2倍。

并且当二维RAID中出现图示中的错误分布时，由于水平条带1/2以及垂直条带1/2中均存在2个单元错误，超过了任意一个N+1的纠错能力，所以整体数据不可纠错，达不到N+2的纠错需求。同理，当斜纹RAID中出现图示中的错误分布时，在水平条带和斜向条带中均存在2个单元错误，超过了任意一个N+1的纠错能力，数据不可纠。

发明内容

针对以上缺陷，本发明目的在于如何实现仅仅增加少量的校验数据空间占有的情况下获得可纠错同一条带下任意两个数据块的效果。

为了实现上述目的，本发明提供了一种增强型RAID保护方法,其特征在于每N+2个数据页组成一个条带，其中包含N个有效数据页为的D0～DN-1、域和校验数据页P和系数计算校验数据页Q，所述P＝D0+D1+...+DN-1；Q＝A0*D0+A1*D1+...+AN-1*DN-1，A0～AN-1为权重系数系数，所有系数不等于0；当同一条带中出现2个有效数据页中出现错误，则读取同一条带中未出错的其它页数据，并填入计算域和校验数据页P和系数计算校验数据页Q的公式，将出错的页数据分别作为未知数，根据已知数据求解出出错的页数据，实现对出错页数据的纠错。

所述的增强型RAID保护方法,其特征在于取N+2等于面DIE的数量。