一种存储设备、数据查找方法及系统与流程

本技术涉及存储，尤其涉及一种存储设备、数据查找方法及系统。

背景技术：

1、存内处理(process in memory，pim)技术是指将数据存储和计算能力结合起来，在离数据最近的位置完成计算，以减少无效数据搬移。pim技术借助靠近数据侧的计算单元完成数据计算，并不需要占用设备中的处理器，还能够协助处理器完成一部分数据计算的工作，在一定程度上补充了处理器的算力。

2、数据查找是靠近数据侧的计算单元可以完成的一类计算。当处理器等处理设备需要在存储设备中查找某数据时，处理设备会向存储设备发起查找请求，以请求存储设备查找已存储的、与该数据匹配的数据。但由于一些环境因素或者存储设备自身的故障，会导致存储设备中已存储的数据出错，即便该已存储的数据在写入之前的原始数据与该数据为同一数据，在查找该数据的过程中，存储设备仍会认为已存储的数据与该数据不匹配，导致无法获得准确的查找结果。

技术实现思路

1、本技术提供一种存储设备、数据查找方法及系统，用以提升数据查找的准确性。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种存储设备，该存储设备包括介质控制器、以及介质芯片。在该存储设备中，介质控制器能够接收该存储设备之外的设备发送的写入请求，用于请求写入第一目标数据。介质控制器在接收到该写入请求后，可以指示介质芯片存储第一目标数据。介质芯片在接收到该介质控制器的指示后，将第一目标数据扩展后、存储到介质芯片中。介质控制器还能够接收该存储设备之外的设备发送的查找请求，用于请求查找第一目标数据。介质控制器在接收到该查找请求后，介质控制器可以向介质芯片发送查找指令，查找指令用于请求查找第一目标数据。介质芯片在接收查找指令后，对查找指令中携带第一目标数据进行扩展。介质芯片对扩展后的第一目标数据与介质芯片已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果，向介质控制器反馈查找结果。

3、通过上述设备，存储设备内部在存储第一目标数据时，会对第一目标数据进行扩展，增大第一目标数据的比特数。通过数据扩展，能够增大介质芯片所存储的任意两个数据间的差异比特数，任意两个数据的差异程度变大，在数据出错的情况下，这两个数据也不容易变为相同的数据。在后续查找该第一目标数据时，介质芯片能够对需要查找第一目标数据进行扩展后，再与已存储的第二目标数据进行对比，即便第二目标数据中存在出错比特，但由于介质芯片中存储的数据的差异程度较大，仍能够准确的查找到与该第一目标数据匹配的第二目标数据，提升数据查找的准确性。

4、在一种可能的实现方式中，介质芯片包括计算与控制电路逻辑、以及介质阵列。介质阵列能够用于存储数据。计算与控制电路逻辑能够控制该介质阵列，如在该介质阵列中写入数据，或在该介质阵列中查找数据。在计算与控制电路逻辑中，实现数据写入以及数据查找功能的部分可以通过数字电路实现。

5、计算与控制电路逻辑能够接收来自介质控制器的写入指令，将写入指令中携带的第一目标数据扩展后、存储到介质阵列中。计算与控制电路逻辑能够接收来自介质控制器的查找指令。计算与控制电路逻辑对查找请求中携带第一目标数据扩展后，对扩展后的第一目标数据与介质阵列已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果；向介质控制器反馈查找结果。

6、通过上述设备，在介质芯片内部设置有计算与控制电路逻辑，以实现数据存储以及数据查找，实现了pim，减少对外部处理设备(如处理器)的占用。

7、在一种可能的实现方式中，计算与控制电路逻辑将写入指令中携带的第一目标数据扩展时，可以在第一目标数据中增加扩展位，该扩展位为一个或多个比特，本技术并不限该扩展位在第一目标数据中的位置，可以位于第一目标数据之前，也可以位于第一目标数据之后。计算与控制电路逻辑将增加了扩展为的第一目标数据存储在介质阵列中。

8、计算与控制电路逻辑在查找第一目标数据时，也可以采用同样的方式在查找指令中携带第一目标数据增加扩展位。将增加了扩展位的第一目标数据与第二目标数据进行比对。

9、通过上述设备，计算与控制电路逻辑可以将任意需要存储在介质阵列中的第一目标数据的数据量扩大，相较于不对数据进行扩展的情况，这样能够保证存储在介质阵列中所存储的任意两个数据之间的差异程度变大，两个数据的距离值也会变大。即便在数据出错的情况下，出错后的数据仍能够与未出错的数据匹配，不容易被认为是与其他数据匹配的数据。

10、在一种可能的实现方式中，介质芯片(或介质阵列)中已存储的任意两个数据的距离值大于或等于设定距离，已存储的任意两个数据的距离值指示了任意两个数据的差异程度；设定距离大于或等于最小距离，最小距离为两个数据的差异比特数等于存储设备的最大允许出错比特数时两个数据的距离值。

11、通过上述设备，介质芯片中已存储的任意两个数据的距离值均大于或等于设定距离，使得任意两个数据的差异程度较大，提升介质芯片查找到数据的概率。

12、在一种可能的实现方式中，介质控制器向介质芯片发送的查找指令可以携带有地址范围，该地址范围可以为物理地址范围，该物理地址范围可以是介质控制器根据接收到的查找请求所携带的逻辑地址范围确定的。在介质芯片内部，计算与控制电路逻辑可以从地址范围所指示的位置处读取第二目标数据。

13、通过上述设备，介质芯片只需对某个地址范围内的一个或多个第二目标数据与第一目标数据进行比对，减少数据查找的工作量，提升数据查找效率。

14、在一种可能的实现方式中，计算与控制电路逻辑在对扩展后的第一目标数据以及介质芯片已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果时，可以确定扩展后的第一目标数据与第二目标数据的距离值，为方便说明，扩展后的第一目标数据与第二目标数据的距离值可以称为目标距离值。计算与控制电路逻辑根据目标距离值与阈值的比较结果，确定查找结果。

15、通过上述设备，计算与控制电路逻辑将目标距离值与阈值比较即可获得查找结果，数据查找过程较为简单、快捷。

16、在一种可能的实现方式中，与目标距离值比较的阈值可以包括两个阈值，一个阈值为最小距离，最小距离为两个数据的差异比特数等于存储设备的最大允许出错比特数时两个数据的距离值。另一个阈值为设定距离。该设定距离可以为两个数据的差异比特数等于最大允许出错比特数的二倍加一时两个数据的距离值。

17、当目标距离值小于或等于最小距离，查找结果指示查找到第一目标数据，查找结果的准确度等于1。

18、当目标距离值大于最小距离，且不大于设定距离，查找结果指示查找到第一目标数据，查找结果的准确度小于1。

19、当目标距离值大于设定距离，查找结果指示查找到第一目标数据，查找结果的准确度等于0。或者查找结果指示未查找到第一目标数据。

20、通过上述设备，对第一目标数据的查找可以根据目标距离值与两个阈值的关系，简单的分为精确匹配(准确查找到该第一目标数据)、概率匹配(可能查找到该第一目标数据)，查找结果以及其准确度的确定方式较为高效，在提升数据查找的准确性的同时也提升了数据查找的效率。

21、在一种可能的实现方式中，两个数据的距离值可以是对两个数据的差异比特数进行处理后确定的，也可以直接以两个数据的差异比特数作为该两个数据的距离值。也即已存储的任意两个数据的距离值等于任意两个数据的差异比特数，最小距离等于最大允许出错比特数，设定距离等于最大允许出错比特的二倍加一。

22、通过上述设备，距离值的设置较为灵活，适用于不同的场景，而将以两个数据的差异比特数作为该两个数据的距离值，能够有效减少距离值的计算量，提升数据查找的效率。

23、在一种可能的实现方式中，计算与控制电路逻辑向介质控制器反馈查找结果时，还可以反馈查找结果的准确度，查找结果的准确度用于指示查找结果的准确程度。

24、通过上述设备，介质控制器在获取查找结果的情况下，还能够获知该查找结果的准确程度。介质控制器可以向发起查找请求的设备反馈该查找结果，也可以同时反馈查找结果以及查找结果的准确度，以保证发起查找请求的设备能够明确该查找结果的准确性。

25、在一种可能的实现方式中，介质芯片向介质控制器反馈的查找结果可以为下列的部分或全部；第二目标数据的地址(该地址可以为物理地址)、指示查找到第一目标数据的指示信息。介质控制器可以向发起查找请求的设备反馈该查找结果，其中介质控制器向该设备反馈的查找结果中携带的第二目标数据的地址可以为第二目标数据的逻辑地址。

26、通过上述设备，查找结果可以具备不同的表征方式，适用于不同的场景。

27、第二方面，本技术还提供了一种数据查找方法，在该数据查找方法中，存储设备具有实现上述第一方面以及任一可能的是实现方式中的功能，有益效果可以参见第一方面的描述此处不再赘述。存储设备包括介质控制器、以及介质芯片，在该方法中，介质控制器指示介质芯片存储第一目标数据。介质芯片将第一目标数据扩展后、存储到介质芯片中。

28、介质控制器向介质芯片发送查找指令，查找指令用于请求查找第一目标数据。介质芯片接收查找指令，对查找指令中携带第一目标数据扩展后，对扩展后的第一目标数据与介质芯片已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果，向介质控制器反馈查找结果。

29、在一种可能的实现方式中，介质芯片包括计算与控制电路逻辑、以及介质阵列。介质芯片中数据存储以及数据查找的操作可以由计算与控制电路逻辑执行。也就是说，介质芯片在存储第一目标数据时，计算与控制电路逻辑将第一目标数据扩展后、存储到介质阵列。介质芯片在查找数据时，计算与控制电路逻辑接收查找指令，对查找请求中携带第一目标数据扩展后，对扩展后的第一目标数据与介质阵列已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果，向介质控制器反馈该查找结果。

30、在一种可能的实现方式中，所述计算与控制电路逻辑将所述第一目标数据扩展后、存储到所述介质阵列中时，所述计算与控制电路逻辑在所述第一目标数据中增加扩展位，将增加了扩展位的所述第一目标数据存储到所述介质阵列中，所述扩展位为一个或多个比特。

31、在一种可能的实现方式中，介质芯片中已存储的任意两个数据的距离值大于或等于设定距离，已存储的任意两个数据的距离值指示了任意两个数据的差异程度；设定距离大于或等于最小距离，最小距离为两个数据的差异比特数等于存储方法的最大允许出错比特数时两个数据的距离值。

32、在一种可能的实现方式中，查找指令携带有地址范围，计算与控制电路逻辑可以从地址范围所指示的位置处读取第二目标数据。

33、在一种可能的实现方式中，介质芯片对扩展后的第一目标数据以及介质芯片已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果时，计算与控制电路逻辑确定扩展后的第一目标数据与第二目标数据的目标距离值，计算与控制电路逻辑根据目标距离值与阈值的比较结果，确定查找结果。

34、在一种可能的实现方式中，若设定距离为两个数据的差异比特数等于最大允许出错比特数的二倍加一时两个数据的距离值。

35、当目标距离值小于或等于最小距离，查找结果指示查找到第一目标数据，查找结果的准确度等于1。

36、当目标距离值大于最小距离，且不大于设定距离，查找结果指示查找到第一目标数据，查找结果的准确度小于1。

37、在一种可能的实现方式中，已存储的任意两个数据的距离值等于任意两个数据的差异比特数，最小距离等于最大允许出错比特数，设定距离等于最大允许出错比特的二倍加一。

38、在一种可能的实现方式中，介质芯片向介质控制器反馈查找结果时，还可以反馈查找结果的准确度，查找结果的准确度用于指示查找结果的准确程度。

39、在一种可能的实现方式中，查找结果为下列的部分或全部：

40、第二目标数据的地址、指示查找到第一目标数据的指示信息。

41、第三方面，本技术还提供了一种数据处理系统，该数据处理系统中包括处理设备以及存储设备，存储设备具有实现上述第一方面以及任一可能的是实现方式中的功能，有益效果可以参见第一方面的描述此处不再赘述。

42、处理设备，用于向存储设备发送写入请求，写入请求用于请求写入第一目标数据。

43、存储设备，用于将第一目标数据扩展后、存储到存储设备中。

44、处理设备，还用于向存储设备发送查找请求，查找请求用于请求查找第一目标数据。

45、存储设备，还用于接收查找请求，对查找请求中携带第一目标数据扩展后，对扩展后的第一目标数据与介质芯片已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果；向处理设备反馈查找结果。

46、在一种可能的实现方式中，存储设备包括介质控制器、以及介质芯片。

47、介质控制器在接收到写入请求后，指示介质芯片存储第一目标数据；介质芯片将第一目标数据扩展后、存储到介质芯片中。

48、介质控制器在接收到查找请求后，向介质芯片发送查找指令，查找指令用于请求查找第一目标数据。介质芯片接收查找指令，对查找指令中携带第一目标数据扩展后，对扩展后的第一目标数据与介质芯片已存储的第二目标数据进行比对，获得查找结果；向介质控制器反馈查找结果。介质控制器在获取介质芯片反馈的查询结果后，可以向处理设备反馈查找结果。

49、存储设备内部，数据查找以及数据存储的过程可以参见前述第一方面以及其任一可能的实现方式的相关描述，此处不再赘述。

50、在一种可能的实现方式中，存储设备向处理设备反馈查找结果时，存储设备可以向处理设备发送查找响应，该查找响应中携带有查找结果以及查找结果的准确度。

51、该查找结果可以为下列的部分或全部：

52、第二目标数据的地址(反馈给处理设备的查找结果中该第二目标数据的地址可以为第二目标数据的逻辑地址)、指示查找到第一目标数据的指示信息。

53、第四方面，本技术还提供了一种数据查找装置，功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元。在一个可能的设计中，装置的结构中包括存储模块、查找模块以及反馈模块，这些模块可以执行上述第二方面以及第二方面的各个可能的实现方式中的方法示例中存储设备的相应功能，具体参见前述示例中的详细描述，此处不做赘述。

54、第五方面，本技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面以及第二方面的各个可能的实现方式中的方法。

55、第六方面，本技术还提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面以及第二方面的各个可能的实现方式中的方法。

56、第七方面，本技术还提供一种计算机芯片，芯片与存储器相连，芯片用于读取并执行存储器中存储的软件程序，执行上述第二方面以及第二方面的各个可能的实现方式中的方法。