一种固态硬盘运行纠错方法、装置及相关组件与流程

1.本申请涉及存储系统领域，特别涉及一种固态硬盘运行纠错方法、装置及相关组件。


背景技术：

2.随着互联网、云计算、物联网等技术的发展及广泛应用，以及信息技术的高速发展对存储系统的性能提出了更高的要求。固态硬盘因其读写速度快、能耗较低，而被广泛采用。但受nand本身的物理电气特性的影响，当数据写入时会将电子移动到nand cell中，随着时间的推移，nand cell中电子会存在逸出的现象，而读干扰则会有相反的影响，而且随着擦写次数的增加，上述电子偏移的影响还会加剧，具体表现为bit反转，当bit反转的数量超过硬件纠错能力时，则需要额外引入纠错手段来保证数据的准确性，目前常用的纠错手段是直接通过nand厂家提供的纠错表进行纠错，纠错时需要从该纠错表中的第一组数据开始尝试，可能需要尝试多次才能纠错成功，耗时较长，导致出现较大的读延时，降低硬盘性能。
3.因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本申请的目的是提供一种固态硬盘运行纠错方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够提高纠错效率，有效降低固态硬盘运行时进入额外纠错流程的概率，提高了固态硬盘运行的稳定性。
5.为解决上述技术问题，本申请提供了一种固态硬盘运行纠错方法，包括：
6.从多个nand闪存颗粒中选取多个数据块样本；
7.对每一所述数据块样本执行筛选操作，所述筛选操作包括：确定该数据块样本的维度，利用原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错，将纠错误码率满足预设条件的多个所述电压偏移数据作为该数据块样本在所述维度的最优电压偏移数据；
8.通过所有所述数据块样本在所有所述维度对应的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表；
9.当所述固态硬盘运行，根据所述固态硬盘的数据块所在维度从所述最优电压偏移表中选取对应的最优电压偏移数据进行纠错。
10.优选的，所述维度包括擦写次数、数据保持时间及读干扰。
11.优选的，所述筛选操作还包括：
12.判断该数据块样本在相邻维度的两个最优电压偏移数据的差值是否小于预设值；
13.若是，选择任一所述最优电压偏移数据作为构造所述最优电压偏移表的最优电压偏移数据。
14.优选的，所述利用原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错的过程包
括：
15.利用多组原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错。
16.优选的，所述将纠错误码率满足预设条件的多个所述电压偏移数据作为该数据块样本在所述维度的最优电压偏移数据的过程具体包括：
17.将解码成功且纠错误码率满足预设条件的多个所述电压偏移数据作为该数据块样本在所述维度的最优电压偏移数据。
18.优选的，所述从多个nand闪存颗粒中选取多个数据块样本之后，该固态硬盘运行纠错方法还包括：
19.将所有所述数据块样本划分为筛选样本组和验证样本组；
20.相应的，所述对每一所述数据块样本执行筛选操作的过程具体包括：
21.对所述筛选样本组中的所述数据块样本执行筛选操作；
22.所述通过所有所述数据块样本在所有所述维度对应的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表之后，该固态硬盘运行纠错方法还包括：
23.通过所述验证样本组对所述最优电压偏移表进行验证，并根据验证结果执行对应的操作。
24.为解决上述技术问题，本申请还提供了一种固态硬盘运行纠错装置，包括：
25.选取模块，用于从多个nand闪存颗粒中选取多个数据块样本；
26.筛选模块，用于对每一所述数据块样本执行筛选操作，所述筛选操作包括：确定该数据块样本的维度，利用原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错，将纠错误码率满足预设条件的多个所述电压偏移数据作为该数据块样本在所述维度的最优电压偏移数据；
27.构造模块，用于通过所有所述数据块样本在所有所述维度对应的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表；
28.纠错模块，用于当所述固态硬盘运行，根据所述固态硬盘的数据块所在维度从所述最优电压偏移表中选取对应的最优电压偏移数据进行纠错。
29.优选的，所述维度包括擦写次数、数据保持时间及读干扰。
30.为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电子设备，包括：
31.存储器，用于存储计算机程序；
32.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的固态硬盘运行纠错方法的步骤。
33.为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的固态硬盘运行纠错方法的步骤。
34.本申请提供了一种固态硬盘运行纠错方法，对nand闪存颗粒的每一数据块在不同维度的最优电压偏移数据进行筛选，通过筛选出来的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表，缩小最优电压偏移表的大小，在固态硬盘实际运行时，确定固态硬盘的数据块的当前维度，根据从最优电压偏移表中选取与当前维度对应的最优电压偏移数据进行纠错，不需要从纠错表中逐个选择电压偏移数据进行尝试，提高纠错效率，有效降低固态硬盘运行时进入额外纠错流程的概率，提高了固态硬盘运行的稳定性。本申请还提供了一种固态硬盘运
行纠错装置、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述固态硬盘运行纠错方法相同的有益效果。
附图说明
35.为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本申请所提供的一种固态硬盘运行纠错方法的步骤流程图；
37.图2为本申请所提供的一种固态硬盘运行纠错装置的结构示意图。
具体实施方式
38.本申请的核心是提供一种固态硬盘运行纠错方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够提高纠错效率，有效降低固态硬盘运行时进入额外纠错流程的概率，提高了固态硬盘运行的稳定性。
39.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
40.请参照图1，图1为本申请所提供的一种固态硬盘运行纠错方法的步骤流程图，该固态硬盘运行纠错方法包括：
41.s101：从多个nand闪存颗粒中选取多个数据块样本；
42.具体的，本步骤的目的在于确定样本量，首先选择多个固态硬盘，从每个固态硬盘对应的nand闪存颗粒中选择多个数据块作为样本，即本步骤中的数据块样本。
43.s102：对每一数据块样本执行筛选操作，筛选操作包括：确定该数据块样本的维度，利用原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错，将纠错误码率满足预设条件的多个电压偏移数据作为该数据块样本在维度的最优电压偏移数据；
44.s103：通过所有数据块样本在所有维度对应的最优电压偏移值构造最优电压偏移表；
45.在执行本步骤之前，还包括确定采集参数的操作，又由于nand闪存颗粒的电子偏移的影响，需要基于擦写次数(pe)、数据保持时间(rt)、读干扰(rdd)这三个维度来考虑，因此，首先确定上述三个维度的范围和采集数据的步长。具体的，擦写次数pe上限为7000(企业级nand标准)，可以按照1000为步长来采集数据，即共(7000/1000)＝7次；数据保持时间的上限为3个月(企业级nand标准)，可以采用2周为步长来采集数据，即共(3月/2周)＝6次；读干扰的影响次数，可以按照1000为步长来采集数据，即共(3000/1000)＝3次。然后根据上述采集参数对每一数据块样本执行筛选操作，筛选操作包括：
46.确定该数据块样本的维度(pe_m、rt_n、rdd_l)，m＝1，2，
…
，i，n＝1，2，
…
，j，l＝1，2，
…
，k；
47.利用原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错，记录下每一电压偏移数据是否解码成功以及其纠错误码率，其中，原始纠错表为nand厂家提供的若干组纠错表
(大约为50～70组)；
48.将纠错误码率满足预设条件的多个电压偏移数据作为该数据块样本在维度的最优电压偏移数据，具体可以将纠错误码率最低的三组值，作为当前维度对应的最优电压偏移数据。重复本步骤，直至将所有维度(pe_i,rt_j,rdd_k)均覆盖到，通过所有数据块样本在所有维度对应的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表，本申请中构造的最优电压偏移表相较于原始纠错表小，且解码成功率高。
49.s104：当固态硬盘运行，根据固态硬盘的数据块所在维度从最优电压偏移表中选取对应的最优电压偏移数据进行纠错。
50.具体的，在固态硬盘运行阶段，需要记录每个数据块位于pe、rt、rdd的哪个阶段，即确定数据块的维度，下发读申请时，直接选择最优电压偏移表中对应的电压偏移数据即可。可以理解的是，通过维度在最优电压偏移表中进行定位，提高最优电压偏移数据的获取效率，不需要从厂家提供的纠错表中逐个选择电压偏移数据进行尝试，提高了纠错效率。
51.可见，本实施例中，对nand闪存颗粒的每一数据块在不同维度的最优电压偏移数据进行筛选，通过筛选出来的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表，缩小最优电压偏移表的大小，在固态硬盘实际运行时，确定固态硬盘的数据块的当前维度，根据从最优电压偏移表中选取与当前维度对应的最优电压偏移数据进行纠错，不需要从纠错表中逐个选择电压偏移数据进行尝试，提高纠错效率，有效降低固态硬盘运行时进入额外纠错流程的概率，提高了固态硬盘运行的稳定性。
52.在上述实施例的基础上：
53.作为一种优选的实施例，筛选操作还包括：
54.判断该数据块样本在相邻维度的两个最优电压偏移数据的差值是否小于预设值；
55.若是，选择任一最优电压偏移数据作为构造最优电压偏移表的最优电压偏移数据。
56.具体的，为了进一步简化已获得的最优电压偏移表，需要比较相邻维度的电压偏移数据的差异性，比如(pe＝1000，rt＝n，rdd＝l)和(pe＝2000，rtn，rdd＝l)，若相差很小则可以将这两组维度合并，即两组维度共用一组最优电压偏移数据，在构造最优电压偏移表时，通过两组维度对应的任意一组最优电压偏移数据进行构造即可。
57.作为一种优选的实施例，从多个nand闪存颗粒中选取多个数据块样本之后，该固态硬盘运行纠错方法还包括：
58.将所有数据块样本划分为筛选样本组和验证样本组；
59.相应的，对每一数据块样本执行筛选操作的过程具体包括：
60.对筛选样本组中的数据块样本执行筛选操作；
61.通过所有数据块样本在所有维度对应的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表之后，该固态硬盘运行纠错方法还包括：
62.通过验证样本组对最优电压偏移表进行验证，并根据验证结果执行对应的操作。
63.具体的，将获取到的所有数据块样本划分为两个组，一个组为筛选样本组，一个组为验证样本组，通过筛选样本组中的数据块样本进行最优电压偏移数据的筛选，从而通过最优电压偏移数据构造最优电压偏移表，然后通过验证样本组对最优电压偏移表进行验证，并记录纠错误码率，具体的，对于每一个维度均需要进行验证，若出现了纠错误码率偏
高，即不符合预期的情况，则需要对异常维度进行重新测试验证。
64.综上所述，本申请采用预先筛选最优电压偏移数据的方式，可以非常有效地降低固态硬盘运行时进入纠错流程的概率，经过大量测试，99.9％的数据均可以在首次读时解码成功，避免了纠错流程对性能的影响，而且保证了ssd性能更加稳定。
65.请参照图2，图2为本申请所提供的一种固态硬盘运行纠错装置的结构示意图，该固态硬盘运行纠错装置包括：
66.选取模块1，用于从多个nand闪存颗粒中选取多个数据块样本；
67.筛选模块2，用于对每一数据块样本执行筛选操作，筛选操作包括：确定该数据块样本的维度，利用原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错，将纠错误码率满足预设条件的多个电压偏移数据作为该数据块样本在维度的最优电压偏移数据；
68.构造模块3，用于通过所有数据块样本在所有维度对应的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表；
69.纠错模块4，用于当固态硬盘运行，根据固态硬盘的数据块所在维度从最优电压偏移表中选取对应的最优电压偏移数据进行纠错。
70.可见，本实施例中，对nand闪存颗粒的每一数据块在不同维度的最优电压偏移数据进行筛选，通过筛选出来的最优电压偏移数据构造最优电压偏移表，缩小最优电压偏移表的大小，在固态硬盘实际运行时，确定固态硬盘的数据块的当前维度，根据从最优电压偏移表中选取与当前维度对应的最优电压偏移数据进行纠错，不需要从纠错表中逐个选择电压偏移数据进行尝试，提高纠错效率，有效降低固态硬盘运行时进入额外纠错流程的概率，提高了固态硬盘运行的稳定性。
71.作为一种优选的实施例，维度包括擦写次数、数据保持时间及读干扰。
72.作为一种优选的实施例，筛选操作还包括：
73.判断该数据块样本在相邻维度的两个最优电压偏移数据的差值是否小于预设值；
74.若是，选择任一最优电压偏移数据作为构造最优电压偏移表的最优电压偏移数据。
75.作为一种优选的实施例，利用原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错的过程包括：
76.利用多组原始纠错表的电压偏移数据对该数据块样本进行纠错。
77.作为一种优选的实施例，将纠错误码率满足预设条件的多个电压偏移数据作为该数据块样本在维度的最优电压偏移数据的过程具体包括：
78.将解码成功且纠错误码率满足预设条件的多个电压偏移数据作为该数据块样本在维度的最优电压偏移数据。
79.作为一种优选的实施例，该固态硬盘运行纠错装置还包括：
80.划分模块，用于将所有数据块样本划分为筛选样本组和验证样本组；
81.相应的，对每一数据块样本执行筛选操作的过程具体包括：
82.对筛选样本组中的数据块样本执行筛选操作；
83.该固态硬盘运行纠错装置还包括：
84.验证模块，用于通过验证样本组对最优电压偏移表进行验证，并根据验证结果执行对应的操作。
85.另一方面，本申请还提供了一种电子设备，包括：
86.存储器，用于存储计算机程序；
87.处理器，用于执行计算机程序时实现如上文任意一个实施例所描述的固态硬盘运行纠错方法的步骤。
88.对于本申请所提供的一种电子设备的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
89.本申请所提供的一种电子设备具有和上述固态硬盘运行纠错方法相同的有益效果。
90.另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一个实施例所描述的固态硬盘运行纠错方法的步骤。
91.对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
92.本申请所提供的一种计算机可读存储介质具有和上述固态硬盘运行纠错方法相同的有益效果。
93.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
94.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。