存储颗粒寿命测量方法、装置及计算机设备与流程

本发明涉及数据存储，尤其涉及一种存储颗粒寿命测量方法、装置及计算机设备。

背景技术：

1、随着全球互联网程度的不断提高，全球对数据存储的需求也日益增大。当前计算机服务器的主流存储器件主要分为两种：机械硬盘(hard disk,hd)和固态硬盘(solidstate drive，ssd)。随着固态硬盘小型化以及其性价比不断提升，越来越多的企业消费者和个人消费者采用固态硬盘进行数据的存储。

2、作为固态硬盘中的重要组成部分，闪存芯片颗粒在使用过程中经过多轮pe后会在其氧化层形成空穴，进而使得内部存储的电子发生逃逸现象，造成存储电压的漂移。因此，随着pe次数的增多，数据驻留时间的增长，颗粒中的数据会产生较多的错误。当数据中错误超过ecc的能力时，则会造成解码失败，从而影响控制器的io性能。

3、当前一种解决方式是通过颗粒寿命预测的方式，预测当前颗粒的寿命状态，将寿命将尽的颗粒中的数据提前搬迁至其他颗粒中，从而尽可能避免ecc解码失败的场景。为获得精确的寿命预测方法，需要进行颗粒相关的寿命实验测量和相关数据收集。现有技术中主要采用在线或离线数据收集方式。现有数据收集方式存在如下缺陷：

4、在线数据收集的方式存在如下缺陷：a)在线收集数据需要控制器不断读取颗粒不同位置的错误比特数据，这会给控制器带来额外的读负担，影响正常用户io；b)由于颗粒的使用过程具有单向性，因此收集的数据量较小，会影响最终预测性能。

5、离线数据收集的方式存在如下缺陷：a)当前技术并未将读写温度和read disturb读干扰的因素考虑；b)受制于ssd控制器能力，收集数据通常以物理块block为单位，未考虑不同package中不同block的差异，影响最终模型预测性能。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的存储颗粒寿命测量方法、装置及计算机设备。

2、本发明的一个方面，提供了一种存储颗粒寿命测量方法，所述方法包括：

3、选取不同闪存芯片中相同物理位置的物理块形成目标测试组，并将目标测试组中的各个物理块磨损至预设的测试磨损状态；

4、获取目标测试组中物理块在预设的不同读写温度组合下经过预设的不同等效驻留时间的数据保持时的测试数据，得到与不同读写温度组合对应的多组测试结果，每组测试结果包括在当前读写温度组合下经过不同等效驻留时间时的测试数据，所述测试数据包括待测存储颗粒所属物理页的位置信息、不同等效驻留时间对应的数据保持阶段内待测存储颗粒所属物理块的状态信息和读取各个物理块上物理页的数据时对应的错误比特信息；

5、根据预设的物理页与物理页组的映射关系，获取待测存储颗粒所属物理页对应的各个物理页组中具有相同状态信息的所有物理页的测试结果，对与每一物理页组对应的测试结果中的错误比特信息按照频度绘出概率密度函数图并采用伽玛分布进行拟合获取拟合形状参数和尺度参数，得到与当前物理页组匹配的伽玛分布cdf函数；

6、将所述伽玛分布cdf函数的形状参数和尺度参数作为测试结果参数信息，将物理页组的id信息作为测试位置信息，将进行伽玛分布拟合时使用的测试结果对应的状态信息作为测试状态信息，并以测试结果参数信息、测试位置信息和测试状态信息作为最终测试数据进行存储。

7、进一步地，所述待测存储颗粒所属物理页的位置信息包括待测存储颗粒所属物理页的id信息，以及当前物理页所在闪存芯片的id信息、lun的id信息、ce的id信息、物理块的id信息；

8、所述待测存储颗粒所属物理块的状态信息包括写温度、读温度、pe次数和等效驻留时间；

9、所述错误比特信息包括错误比特数或错误比特比例。

10、进一步地，所述获取目标测试组中物理块在预设的不同读写温度组合下经过预设的不同等效驻留时间时的测试数据，包括：

11、将测试环境设定为预设的第一温度，记录目标测试组中各个物理块对应的写温度和等效驻留时间并在当前测试环境下执行测试数据写入操作；

12、将测试环境升温为预设的第二温度进行数据保持；

13、当经过高温加速后目标测试组中物理块的等效驻留时间达到预设的第一等效驻留时间阈值时，将测试环境降温为预设的第三温度，记录目标测试组中物理块对应的读温度、数据保持阶段标识和等效驻留时间并在当前测试环境下对各个物理块上物理页执行读操作，统计读取各个物理块上物理页的数据时对应的错误比特信息、各个物理页的id信息以及物理页所在闪存芯片的id信息、lun的id信息、ce的id信息、物理块的id信息；

14、重复上述步骤，直至总等效驻留时间达到预设的测试阈值，以得到目标测试组中物理块在当前读写温度组合下经过预设的不同等效驻留时间时的测试数据；

15、根据预设的不同读写温度组合选取不同的第一温度和第三温度，重复上述步骤，以得到不同读写温度组合对应的多组测试结果。

16、进一步地，所述方法还包括：

17、预先将闪存芯片的各个物理块中具有相似存储特性的物理页进行聚类形成物理页组，或，预先将相邻的至少2条字线的物理页划分为同一物理页组。

18、进一步地，所述方法还包括：

19、在进行数据保持过程中，根据预设的读干扰级别对目标测试组中物理块执行相应的块级读干扰；

20、其中，在同一读写温度组合对应的测试过程中采用同一读干扰级别进行读干扰。

21、进一步地，在根据预设的读干扰级别对目标测试组中物理块执行相应的块级读干扰之前，所述方法还包括：

22、根据预设的n组读干扰状态形成n个目标测试组，同一目标测试组中的物理块分布在不同闪存芯片中的相同物理位置，n≥1；

23、为每一读干扰状态一一对应分配一个目标测试组，根据每一目标测试组对应的读干扰状态为当前目标测试组配置相应的读干扰次数。

24、进一步地，所述读干扰级别包括第一读干扰级别、第二读干扰级别和第三读干扰级别；

25、第一读干扰级别是将待执行的读干扰次数均匀分布在同一读写温度组合下的数据保持过程的各个数据保持阶段；

26、第二读干扰级别是将待执行的读干扰次数分布在同一读写温度组合下的数据保持过程的初始数据保持阶段；

27、第三读干扰级别是将待执行的读干扰次数分布在同一读写温度组合下的数据保持过程的最后数据保持阶段。

28、进一步地，所述待测存储颗粒所属物理块的状态信息还包括当前数据保持阶段中执行的读干扰次数和读干扰位置。

29、第二方面，本发明还提供了一种存储颗粒寿命测量装置，所述装置包括用于实现如上所述存储颗粒寿命测量方法的功能模块。

30、第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上存储颗粒寿命测量方法的步骤。

31、第四方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上存储颗粒寿命测量方法的步骤。

32、本发明实施例提供的存储颗粒寿命测量方法、装置及计算机设备，在构建测试数据集时能够获取更多的状态信息，可快速获得更高维度的颗粒状态和错误比特的映射关系，以实现存储颗粒寿命测量。而且本发明还在将测试结果数据按照物理页组进行合并后采用伽玛分布的方式进行测试结果统计，进而能够有效地减少了测试过程最终存储的数据量。

33、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。