[发明专利]面向3D TLC闪存存储器的数据分配与重编程优化方法

权利要求书

1.一种面向3DTLC闪存存储器的数据分配与重编程优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：借助闪存控制器缓冲区，缓存临时访问的请求数据，并根据请求数据的访问特征，将数据划分为热读、热写、冷读、冷写的数据；

S2：根据热写数据的热度，进一步对热写数据进行分类，建立多级热度链表，链表级别越高的数据热度越高；

S3：根据请求数据的类别与热度，提出新的数据分配优化方法，将两个热度最高的热写数据与一个热读数据进行组合，分别存放于一个wordline的CSB、LSB、MSB页面，以提升平均写请求性能；所述步骤S3具体包括：取两个链表前端部分的同时更新的热数据，缓冲空间向热度过滤器发送一个冷数据请求，请求到的一个频繁读的冷数据与链表中的热写数据一同写入TLC闪存单元中，将两个同时更新的热数据写入闪存单元的前两位LSB和CSB中，将频繁读的冷数据写入闪存单元的最后一位MSB中，当数据更新发生时，闪存的单元的前两位LSB和CSB都无效，只剩下最高有效位MSB，随后应用重编程方法，合并TLC原有的八个电压状态，将重叠的部分合并到最终只剩下两个有效的电压状态；

所述步骤S3中，当有一个新的数据请求时，根据新的数据分配优化方法进行分配，包括以下步骤：

S31：判定请求数据是否为热读数据，若是，则读数据并标记该数据，否则执行步骤S32；

S32：判定请求数据是否为冷读数据，则读取该数据，否则执行步骤S33；

S33：判定请求数据是否为热写数据，若是热数据，则执行步骤S34，若不是，则执行步骤S35；

S34：判定在FLASH控制器中的缓冲区是否有空闲空间，若有空闲空间，则将请求数据存储到缓冲区中，否则，将请求数据直接写到闪存中；

S35：判定在请求缓冲区当中的热写请求数据是否大于2，若大于2，则选择请求缓冲区的两个热写请求数据和当前请求的冷写数据一起写进闪存中，并且将两个热写请求数据放于同一条wordline上的LSB和CSB上，将冷写请求放置于MSB上，否则将请求数据直接写入闪存中；

S4：根据3D闪存重编程的限制层数，设计出基于限制层数的重编程方法，在CSB与LSB页面被更新后，提升对应MSB页面热读数据的读性能；在所述步骤S4中，当数据进入请求缓冲区的时候，先判断缓冲空间是否已满，若是缓冲空间已满，则判断链表前端是否有可剔除的数据，若有可剔除的数据则剔除，再判断一次缓冲空间是否已满，若没有可剔除的数据，则将该数据与缓存中其他数据一起写回闪存；若缓冲空间未满，则进行步骤S2、步骤S3的操作；所述基于限制层数的重编程方法包括以下步骤：

S41：每次3D闪存新的层次时，检查最大限制层次数内的无效LSB页面、CSB页面；

S42：当同一条wordline上的LSB和CSB同时失效时进行重编程；

S43：对无效LSB与CSB的wordline进行重编程的同时，将新写入的数据同时写入闪存块中，分担重编层开销。

2.根据权利要求1所述的面向3DTLC闪存存储器的数据分配与重编程优化方法，其特征在于：所述步骤S1包括：设定在SSD的控制器中通过请求缓冲区来存储数据，通过热度过滤器来区分数据冷热；当请求队列进入热度过滤器中，先判断数据是否第一次写入，如果是，则记录数据的写入时间，将数据存储到传统编程区中进行传统编程操作；如果不是，通过热度过滤器对数据进行冷热区分，将区分出的热数据保存到请求缓冲区。

3.根据权利要求2所述的面向3DTLC闪存存储器的数据分配与重编程优化方法，其特征在于：所述步骤S1具体为，根据请求数据的访问操作，将数据划分为读数据、写数据，计算请求数据的两次访问时间间隔，若时间间隔小于一秒，则将数据划分为热读数据或热写数据，否则，划分为冷读数据或冷写数据。