[发明专利]一种闪存存储装置的失效预警装置及失效预警方法

说明书

本发明公开了一种闪存储装置的失效预警装置及失效预警方法，属于闪存可靠性保障技术领域，包括：特征量获取模块和失效判断模块；特征量获取模块，用于测量目标单元的特征量并发送至失效判断模块；目标单元为闪存存储装置中需要进行质量度量的单元，特征量的变化能够体现闪存存储装置的可靠性变化，且特征量包括编程/擦除操作次数和错误率之外的至少一种参数；失效判断模块，用于判断特征量获取模块测量得到的特征量是否满足预设的失效预警条件，若满足，则判定闪存存储装置存在失效的可能并发出预警信息。本发明能够准确地对闪存存储装置进行失效预警，同时不会影响闪存存储装置的性能。

技术领域

本发明属于闪存可靠性保障技术领域，更具体地，涉及一种闪存存储装置的失效预警装置及失效预警方法。

背景技术

随着大数据技术与云存储的发展，存储器作为电子设备中存储数据的载体在消费电子、工业控制、军事、航天航空等领域中占有的位置越来越重要。

近年来，工艺技术的提升使存储器能够在同一面积上放置更多的存储单元，但存储密度提高的同时也带来了可靠性下降的问题。目前，传统的保障存储可靠性的方法有损耗均衡、纠错码等。其中，损耗均衡能够保障存储单元以相同的速度磨损，从而提高整个存储系统的使用寿命；纠错码能够纠正存储单元阵列中有限个数的错误。虽然上述方法是目前存储系统中普遍采用的可靠性保障方法，然而随着领域内研究者对闪存可靠性性研究的深入，一些研究发现上述方法并不能完全保障闪存存储器的可靠性。

传统的闪存可靠性保障方法通过两种方法判断单元是否可能失效：1、编程/擦除操作次数是否超过数据手册标称值；2、错误率是否可能超过纠错码纠错能力。这两种方法一定程度上能够保证闪存存储装置的可靠性，但是，实验发现，闪存芯片的实际寿命远远超过了数据手册所标称的编程/擦除操作次数，而且同一型号的闪存芯片的实际寿命也并不完全一致，此外，还有研究表明，有些闪存存储装置失效与否与其中闪存芯片的错误率并不是严格相关。因此，上述两种方法中，前者存在无法充分利用闪存存储器实际寿命的问题；后者容易出现数据失效。目前也有一些方法结合智能算法预测闪存的剩余寿命来提高系统可靠性，但数据传输及算法运行将会降低系统的性能。

总体而言，传统的闪存可靠性保障方法无法在保障闪存可靠性的同时不影响闪存存储装置的性能。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种闪存存储装置的失效预警装置及失效预警方法，旨在解决传统的闪存可靠性保障方法无法在保障闪存可靠性的同时不影响闪存存储装置性能的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种闪存存储装置的失效预警装置，包括：特征量获取模块和失效判断模块；

特征量获取模块，用于测量目标单元的特征量并发送至失效判断模块；目标单元为闪存存储装置中需要进行质量度量的单元，特征量的变化能够体现闪存存储装置的可靠性变化，且特征量包括编程/擦除操作次数和错误率之外的至少一种参数；

失效判断模块，用于判断特征量获取模块测量得到的特征量是否满足预设的失效预警条件，若满足，则判定闪存存储装置存在失效的可能并发出预警信息。

进一步地，失效预警装置由硬件电路实现。

进一步地，失效预警装置在闪存存储器的闪存控制器内实现。

进一步地，判断特征量是否满足预设的失效预警条件，具体包括：

按照预设的运算模型，将特征量转换为对应的可靠性指标，并对可靠性指标进行阈值判断，根据阈值判断的结果确定是否满足失效预警条件；阈值与运算模型相对应。

在一些可选的实施方式中，特征量为目标操作的操作时间。

进一步地，目标操作为擦除操作，运算模型为：可靠性指标＝擦除操作的操作时间-闪存存储器标准擦除时间的最小值；时效预警条件为：可靠性指标大于等于阈值；