[发明专利]PLP备份失败之后的SSD支持只读模式

说明书

本公开大体上涉及PLP备份失败之后的ssd支持只读模式。一种操作固态硬盘SSD的方法包括识别对应于先前写入到SSD的数据的关键元数据。响应于断电事件，所述方法还包含将关键元数据存储在非易失性存储器中。此外，所述方法还涉及将对应于经存储关键元数据的第一目录写入到所述非易失性存储器及存储指向所述第一目录的指针。一种固态硬盘SSD包含存储器控制器、非易失性存储器及断电保护电容器。所述存储器控制器经配置以识别对应于先前写入到所述SSD的数据的关键元数据。所述存储器控制器还经配置以响应于断电事件而将所述关键元数据存储在非易失性存储器中、将对应于所述经存储关键元数据的第一目录写入到所述非易失性存储器及存储指向所述第一目录的指针。

技术领域

本发明大体上涉及经设计以确保固态硬盘(SSD)可在断电保护(PLP)失败之后进入至少只读模式的SSD实施技术。

背景技术

由于SSD的性能优势，SSD胜过传统转盘式硬盘。SSD提供许多优势，尤其在减少延时上，其使SSD有利用于需要大量快速数据移动的数据中心及其它应用中。SSD甚至正取代个人计算机中的传统转盘式硬盘。

为了管理存储在SSD上的数据，SSD需要记录特定元数据以允许其知道存储在SSD上的数据已进行哪些改变及所述数据已存储在哪里。为了减少延时且保持高吞吐量，元数据存储在快速易失性存储器(例如DRAM)而非非易失性但较慢NAND闪存中。然而，在断电事件期间，将易失性存储器中的此元数据及任何其它数据存储到非易失性存储器中(作为称为“硬化”的过程的部分)以保存数据是很重要的。

如果元数据丢失，那么SSD将无法确定哪些数据存储在哪里且因此不会允许对任何数据进行任何存取。此包含无法存取存储在非易失性存储器中的所有数据，即使数据在断电事件之前已很好存储。

一些SSD经设计以响应于断电事件而硬化存储在易失性存储器中的所有数据。此数据不限于操作驱动所需的关键元数据，而是可包含非关键元数据及高速缓存数据。非关键元数据及缓冲区数据尽管未永久存储，但会在电源恢复时丢失且不完全阻碍对SSD的所有存取。然而，尝试保存所有易失性数据(包含对SSD的操作不重要的数据)的结果是有效硬化所有数据及指向所有经存储数据的目录所需的时间量及能量增加。

在许多传统SSD中，仅在保存所有数据之后写入目录。然而，如果备用电源(例如由PLP电容器提供的电源)在保存所有数据及写入目录之前发生故障，那么SSD无法完全恢复。尽管制造试图预测将需要多少能量来完全硬化所有易失性数据，但此并不总是可行。此外，随着SSD老化，特定PLP组件(例如PLP电容器)可能不再像最初设计那样表现。因此，无法保证SSD将具有足够备用电源来完全硬化所有易失性数据且在完全断电之前产生指向硬化数据的目录。

在缺乏PLP电容器/备用电源的一些消费类SSD中存在一种替代方法，其中在运行时连续产生元数据日志，使得当发生断电时，SSD固件可通过读取及重放日志来重新产生所需元数据及其它易失性数据。然而，由于各种原因，此方法不适合大规模操作。例如，在运行时不断写入元数据日志产生延时，因为此写入与对SSD的所有其它写入操作竞争。此外，设计及维护元数据日志是一项复杂任务，其不仅增加开发费用，而且增加，降低SSD的效力的处理费用。

因此，存在长期期盼及未满足需要来产生一种用于在具有PLP保护组件的SSD中保存关键元数据的方法，其降低断电事件使SSD完全操作的风险，但不降低SSD的效率。

发明内容

根据本发明的特定实施例，操作SSD涉及识别对应于先前写入到所述SSD的数据的关键元数据。响应于断电事件，所述方法还包含：将所述关键元数据存储在非易失性存储器中；将对应于所述经存储关键元数据的第一目录写入到所述非易失性存储器；及存储指向所述第一目录的指针。