Nand Flash分为单层(SLC)和多层(MLC),两者由于工艺不同,出错模式和出错概率不同,对ECC纠错能力的要求也不同(SLC可靠性更高,不容易出错)。
坏块管理技术:Nand Flash除了在写数据时可能出现位翻转之外,还可以出现坏块,在写入数据时如果遇到坏块就会导致无法写入,直接影响数据可靠性。坏块分为两种,第一种是出厂坏块,通过坏块表可以直接屏蔽;第二种为使用中产生坏块,需要有及时侦测,进行替换,并保证不影响数据一致性。
异常掉电保护与数据重构技术:由于SSD采用缓存技术来提高性能与减少磨损,增加可靠性。所以在异常掉电情况下,可能造成缓存内数据丢失,破坏用户数据完整性。目前华为掌握掉电保护技术,采用主流的超级电容作为掉电支撑能源。当电容失效情况发生时,会自动启动数据重构,在数秒内恢复用户盘片上数据映射关系,重组数据,从而提升可靠性。
故障自诊断方法:针对数据通路,采用纠错与冗余的方式,进行全路径保护;接口部分,使用CRC进行校验;Cache路径采用ECC算法纠错;数据流向Flash路径也提供ECC算法纠错。任何链路上的错误都会以log方式记录下来。上电后盘片的关键部件进行自检,如有错误会立即报警。
动态电源管理:固态硬盘的能源消耗仅为传统机械硬盘的20%,性能方面高出传统硬盘数倍,尤其在随机操作的状态下面行性能更是高出传统机械硬盘一个数量级。综合看来,在提供相同性能的服务下,固态硬盘的能耗更低。在华为自研的固态硬盘中更加创新的使用了动态电源管理技术进一步实现节能目的。
技术专利
华为公司在信息存储领域已拥有自主知识产权专利近200项,其中直接与本项目相关的专利多项。除此外拥有100多项SSD相关专利已或授权或正在受理。
表. 华为公司SSD已授权的部分专利
专利名称 国内申请号
一种基于保留块的SSD寿命提示方法 200810172315.9
一种自适应SSD性能优化算法 200810171723.2
一种分组线性动态均衡方法 200810180172.6
一种基于Row休眠机制的SSD节能方法200810180163.7
一种自适应提高SSD读写性能的方法 200810173692.4
一种针对存储设备的固件加载装置 200810180443.8
一种cache掉电数据保护方法 200810172111.5
一种基于多密钥的加密存储装置写方法200810188866.4
使用单一存储控制器的固态硬盘存储系统200920002714
SSD盘内RAID实现高可靠性的方法 200910118167.7
一种确保SSD数据安全的自适应方法 200910000351.1
一种基于页级和块级混合的FLASH管理方式200910005543.1
未来展望
华为致力于满足客户存储业务发展需求,向客户提供业界领先的专业存储设备,将继续加大研发投入,特别在下一代固态存储介质的SSD控制芯片技术研究上的重点投入。在传统硬盘存储系统逐渐缩小与主流存储厂商的差距的同时,通过自主可控的华为存储中国芯,在下一代固态存储系统中建立技术领先优势,为中国存储行业注入强劲动力。