阅读说明：本技术 存储装置及其低级格式化方法 (Storage device and low-level formatting method thereof ) 是由 周宇峰 陈双喜 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种存储装置及其低级格式化方法,所述方法包括搜寻所述存储装置的多个存储区块中,是否已存在一RDT测试结果或一固件储存信息,所述RDT测试结果及所述固件储存信息皆包含一擦写次数纪录及一写入兆字节纪录；若不存在有所述RDT测试结果或所述固件储存信息,则判断所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录中,是否有记载一擦写次数及一写入兆字节；若不存在所述RDT测试结果及所述固件储存信息,则将所述擦写次数及所述写入兆字节的值设为0；若有记载所述擦写次数及所述写入兆字节,则将所记载的擦写次数及写入兆字节的值写入所述存储区块；以及若未记载所述擦写次数及所述写入兆字节,则将所述擦写次数及所述写入兆字节的值设为0。(The invention relates to a storage device and a low-level formatting method thereof, wherein the method comprises the steps of searching a plurality of storage blocks of the storage device to determine whether an RDT (remote data transfer) test result or firmware storage information exists, wherein the RDT test result and the firmware storage information both comprise an erasing time record and a writing megabyte record; if the RDT test result or the firmware storage information does not exist, judging whether an erasing time and a writing megabyte are recorded in the erasing time record and the writing megabyte record; if the RDT test result and the firmware storage information do not exist, setting the values of the erasing times and the writing megabytes to be 0; if the erasing times and the writing megabytes are recorded, writing the recorded erasing times and the written megabytes into the storage block; and if the erasing times and the writing megabytes are not recorded, setting the values of the erasing times and the writing megabytes to 0.)

存储装置及其低级格式化方法

技术领域

本发明涉及存储装置及其低级格式化方法，尤指一种闪存存储装置及其低级格式化方法。

背景技术

固态驱动器(Solid State Disk或Solid State Drive，简称SSD)俗称固态硬盘，固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。SSD的P/E(Program-Erase)Cycle指的是SSD中的存储介质NAND的擦写次数，而TBW(Terabyte Write，写入兆字节)指的是SSD的整个寿命周期中，总共可供写入的兆字节的数目。所述两参数均是衡量SSD寿命的指标。

图1为现有的SSD系统固件(Whole System Firmware)11由所述存储区块131读取配置文件(config)的示意图。首先，在SSD进行低级格式化之前，低级格式化固件12会将其内部的一配置文件写入NAND 13的一个存储区块131中，接着系统固件11由所述存储区块131读取该配置文件，该配置文件包含了许多的参数信息，例如低级格式化模式等。由这些参数，可以决定低级格式化要开RDT固件(Reliability and Duration Test Firmware)14(见图2)或系统固件(Whole System Firmware)11。

图2为低级格式化开RDT固件14的示意图。參照图2及图4，系统固件(Whole SystemFirmware)11由所述存储区块131读取所述配置文件，并取得低级格式化开RDT固件14的信息(步骤S41)，因此RDT固件14开始对NAND 13中的各个存储区块131逐一检测(步骤S42)，并将测试的结果写回NAND 13的一存储区块131中(步骤S43)。

图3显示低级格式化开系统固件(Whole System Firmware)11的示意图。在此模式中，如图5所示，系统固件(Whole System Firmware)11仍由所述存储区块131读取所述配置文件，并取得低级格式化开系统固件11的信息(步骤S51)。接著，系统固件11会执行主控器读取运作(步骤S52a)、主控器写入运作(步骤S52b)、垃圾收集运作(步骤S52c)等等。在此模式下，系统固件11所读取的信息将常驻于SRAM内，系统固件11可以随时修改(更新)其内容，并每隔一段时间将P/E Cycle、TBW信息写入NAND备份。

图6显示现有低级格式化的流程图，包含判断低级格式化是开RDT固件14(也就是，进行图2的模式)或系统固件11(也就是，进行图3的模式)(步骤S61)、检查NAND损毁的区块(步骤S62)、校准数据选取脉冲相位(步骤S63)，以及将相关参数(损毁的区块、选取到的脉冲相位)更新至固件，并将更新后固件写入NAND(步骤S64)等等。

此外，在SSD出货前，会先进行图2的低级格式化开RDT固件的模式，再进行图3的开系统固件(Whole System Firmware)的模式。然而，在所述图2的RDT固件的检测过程中，对区块进行检测需要执行读取及写入的动作，因此会破坏原本写入的数据(如图2中所示的删除线)，故所述的P/E Cycle及TBW信息将会消失。如此一来，对于退料审查(ReturnMerchandise Authorization，RMA)的SSD，无法在重新进行低级格式化后，继承SSD前次的P/E Cycle及TBW信息。

再者，若SSD经过了长时间的使用而由于某些因素再次进行低级格式化时，由于SSD的P/E Cycle及TBW已累积了相当大的值，而在重新低级格式化(在所述图2的RDT固件的检测过程)之后又会将所述信息删除，因此使用者所得知SSD的寿命周期并非真正的寿命周期，导致未在SSD真正的寿命结束之前，将数据备份出来，造成无法挽回的数据遗失。

发明内容

有鉴于此，如何在进行低级格式化之后仍能继承SSD前次的P/E Cycle及TBW信息，让使用者能得知SSD真实的P/E Cycle及TBW并避免造成数据的遗失，实为有待解决的问题。

本发明涉及一种存储装置的低级格式化方法，所述存储装置具有多個存储區塊，所述低级格式化方法包括：搜寻所述存储装置的所述多个存储区块中，是否已存在一可靠性及寿命周期测试结果或一固件储存信息，所述可靠性及寿命周期测试结果及所述固件储存信息皆包含所述存储装置的一擦写次数纪录及一写入兆字节纪录；若所述存储装置的所述多个存储区块中存在有所述可靠性及寿命周期测试结果或所述固件储存信息，则判断所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录中，是否有记载所述存储装置的一擦写次数及一写入兆字节；若所述存储装置的所述多个存储区块中不存在所述可靠性及寿命周期测试结果及所述固件储存信息，则将所述存储装置的所述擦写次数及所述写入兆字节的值设为0(默认值)，并写入所述存储装置的所述存储区块；若所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录中有记载所述存储装置的所述擦写次数及所述写入兆字节，则将所记载的擦写次数及写入兆字节的值写入所述存储装置的所述存储区块；以及若所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录中未记载所述存储装置的所述擦写次数及所述写入兆字节，则将所述存储装置的所述擦写次数及所述写入兆字节的值设为0(默认值)，并写入所述存储装置的所述存储区块。

本发明另涉及一种存储装置，所述存储装置包括一处理器以及多个存储区块，其特征在于，所述处理器执行所述低级格式化方法。

其中，所述存储装置的低级格式化方法另包含：确认所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录的有效性。

其中，所述存储装置的低级格式化方法另包含：读取所述存储装置的所述存储区块；由所述存储装置的所述存储区块取得所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录；以及将所取得的所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录整合成为所述可靠性及寿命周期测试结果。

其中，在所述存储装置的所述多个存储区块中，储存着所述存储装置于不同时间点的所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录，所述方法另包括：读取所述存储装置的所述存储区块；取得所述存储装置的最新时间点的所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录；以及将所取得的所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录写回所述存储装置的所述多个存储区块中的一既定存储区块，以产生所述固件储存信息。

其中，所述存储装置为闪存存储装置。

其中，在所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录的取得及写入的过程中，所述多个存储区块的测试结果、所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录将整合成为所述可靠性及寿命周期测试结果。

其中，在所述存储装置的最新时间点的所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录的取得及写入的过程中，所述的存储装置的低级格式化方法另包含：执行读取运作；执行写入运作；以及执行垃圾收集运作。

本发明的其他优点将配合以下的说明和附图进行更详细的解说。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为现有的SSD的系统固件读取配置文件的示意图。

图2为现有的SSD的低级格式化开RDT固件的示意图。

图3为现有的SSD的低级格式化开系统固件的示意图。

图4为现有的SSD的低级格式化开RDT固件的运作流程图。

图5为现有的SSD的低级格式化开系统固件的运作流程图。

图6为现有的SSD的低级格式化的运作流程图。

图7为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法的流程图。

图8为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法中，其系统固件产生所述固件储存信息的流程图。

图9为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法中，其系统固件的流程与现有流程的组合图。

图10为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法中，其RDT固件产生所述RDT测试结果的流程图。

图11为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法中，其RDT固件的流程与现有流程的组合图。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。

必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。

本发明中使用如“第一”、“第二”、“第三”等词是用来修饰权利要求中的组件，并非用来表示之间具有优先权顺序，先行关系，或者是一个组件先于另一个组件，或者是执行方法步骤时的时间先后顺序，仅用来区别具有相同名字的组件。

必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。使用于描述组件之间关系的其他语词也可类似方式解读，例如“介于”相对于“直接介于”，或者是“邻接”相对于“直接邻接”等等。

图7为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法中可保有P/ECycle及TBW信息的流程图。图7为本发明实施例用于开RDT固件或系统固件(SystemFirmware)的低级格式化的流程图。是修改于图6的现有流程上。其中，本发明实施例的步骤S71与图6的步骤S61相同，皆为判断低级格式化是开RDT固件或系统固件。接着，在步骤S72中，搜寻SSD的NAND的存储区块中，是否已存在一RDT测试结果(pre-RDT result)或一固件储存信息(pre-WSsblock)，所述RDT测试结果及所述固件储存信息皆可包含所述存储装置的一擦写次数(P/E Cycle)纪录及一写入兆字节(TBW)纪录。所述RDT测试结果是SSD做完RDT测试后所产生的纪录。若存在所述RDT测试结果，则表示SSD是刚刚打完件，做完RDT测试但未经使用。若存在所述固件储存信息，则表示SSD已经有使用纪录，而所述固件储存信息是指SSD经使用者使用后，由于质量问题或其他因素，遭使用者退货或送修后的SSD里面已存放的信息。换言之，对于使用中的SSD，系统固件(Whole System Firmware)会每隔一段时间把SSD最新的擦写次数及写入兆字节的值写入存储区块，以汇整成所述固件储存信息。通过定时更新上述的参数值，可以在SSD断电并重新复电后，由纪录有最新擦写次数及写入兆字节参数的存储区块中取得SSD最新的参数值，如此便能够继承SSD最新的参数信息。

若步骤S72中，皆无法搜寻到所述RDT测试结果及所述固件储存信息，则表示SSD可能刚打完件，尚未进行RDT，亦未经使用。此时，流程进行至步骤S76，将SSD的P/E Cycle及TBW的默认值(默认值为0)，并写入所述存储装置的所述存储区块，且流程结束。必须要注意的是，图7流程结束之后，接着要进行的就是图6中后续现有的低级格式化步骤，包括检查NAND损毁的区块(步骤S62)、校准数据选取脉冲相位(calibrate DQS phase)(步骤S63)，以及将相关参数(有损毁的区块、选取脉冲相位)更新至固件，并将更新后固件写入NAND(write updated firmware to NAND)(步骤S64)等等。由于上述后续的低级格式化步骤非本发明的重点，故省略说明。

在步骤S72中，若NAND的存储区块中已存在所述RDT测试结果或所述固件储存信息，则流程进行至步骤S73，确认所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录的有效性。此处的有效性，是指所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录是否可为系统固件所辨识；若否，则代表系统固件的版本过旧，需要更新成能够支持所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录的版本。接着，流程进行至步骤S74，判断所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录中，是否有记载所述存储装置的一擦写次数(P/E Cycle)及一写入兆字节(TBW)。若有记载，则流程进行至步骤S75，将所记载的P/E Cycle及TBW的值写入所述存储装置的所述存储区块；若无记载，代表SSD尚未有使用纪录，因此流程进行至步骤S76，将所述存储装置的P/E Cycle及TBW的默认值(默认值为0)写入所述存储装置的所述存储区块。通过本发明实施例所述的低级格式化方法，可以让SSD在使用后，不论经过几次的RDT测试或低级格式化，皆能保有其最新的P/E Cycle及TBW信息。因此，用户能够得知SSD真实的寿命周期，并能够在SSD寿命届满前，及早备份数据及更换储存装置，避免造成不可挽回的数据遗失。

本发明上述图7所执行的流程图，主要是确保P/E Cycle及TBW信息在低级格式化或RDT测试的过程中，不会遗失。然而，在执行图7的流程之前，系统固件(Whole SystemFirmware)及RDT固件可分别执行其方法流程图，才能分别产生所述固件储存信息及所述RDT测试结果，详述如下。

图8为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法中，其系统固件(Whole System Firmware)产生所述固件储存信息的流程图。如前所述，SSD在使用时，系统固件会每隔一段时间将P/E Cycle、TBW等信息写入NAND的不同区块作备份。因此，在执行本发明实施例所述的低级格式化之前，系统固件首先读取SSD的存储区块(步骤S81)。接着，系统固件由所述存储区块取得SSD的最新时间点的所述擦写次数(P/E Cycle)纪录及所述写入兆字节(TBW)纪录(步骤S82)。最后，系统固件将所取得的所述擦写次数(P/E Cycle)纪录及所述写入兆字节(TBW)纪录写回所述多个存储区块中的一既定存储区块，以产生所述固件储存信息(步骤S83)。根据图8的方法流程，若之后需进行低级格式化时，即可在低级格式化开系统固件(Whole System Firmware)的情况下，由系统固件产生所述固件储存信息，供后续的低级格式化流程(图7)读取使用。另，本发明图8的流程图，是修改于图5的现有流程上的，具体如图9所示。亦即，所述步骤S82及S83是平行于现有的「主控制器读取运作」、「主控制器写入运作」及「垃圾收集运作」等步骤运作的。据此，所述系统固件(Whole SystemFirmware)可以在进行所述现有步骤的同时，同步进行步骤S82及S83，以同时产生所述固件储存信息，再由图7的低级格式化程序根据所述固件储存信息进行SSD的低级格式化。因此，本发明实施例产生所述固件储存信息的过程，完全不影响现有步骤的执行，因此不会增加任何的成本。当然，必须要注意的是，图7的低级格式化程序仅仅是继承了所述的P/ECycle、TBW信息，图7的流程结束之后，就是进行后续现有的格式化程序，亦即图6的「检查NAND损毁的区块」、「校准数据选取脉冲相位」及「将更新后固件写入NAND」等步骤，如此，才完成整个SSD的低级格式化流程。

图10为根据本发明实施例所述一种存储装置的低级格式化方法中，其RDT固件产生所述RDT测试结果的流程图。首先，RDT固件读取所述存储装置的所述存储区块(步骤S101)。接着，RDT固件由所述存储区块取得所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录(步骤S102)。最后，RDT固件将所取得的所述擦写次数纪录及所述写入兆字节纪录整合成为所述RDT测试结果(步骤S103)。同样地，本发明图10的流程图，是修改于图4的现有流程上的，具体如图11所示。亦即，所述步骤S102及S103是平行于现有的「测试NAND品质」及「将NAND的测试品质写入所述可靠性及寿命周期测试结果」等步骤运作的。据此，所述RDT固件可以在进行所述现有步骤的同时，同步进行步骤S102及S103，以同时将所述P/E Cycle、TBW信息以及NAND的测试品质一起整合至所述RDT测试结果内。若之后需进行低级格式化时，再由进行图7的低级格式化程序根据所述RDT测试结果进行SSD的低级格式化。因此，本发明实施例整合P/E Cycle、TBW信息的过程，完全不影响现有RDT测试结果产生的流程，因此亦不会增加任何的成本。当然，必须要注意的是，图7的低级格式化程序仅仅是继承了所述的P/E Cycle、TBW信息，图7的流程结束之后，就是进行现有的格式化程序，亦即图6的「检查NAND损毁的区块」、「校准数据选取脉冲相位」及「将更新后固件写入NAND」等步骤，如此，才完成整个SSD的低级格式化流程。

综上所述，本发明所述实施例的低级格式化方法，仅仅是在现有的图5系统固件流程中增加了某些步骤(S82及S83)，便能同步于现有步骤产生所述固件储存信息，然后所述低级格式化固件再进一步根据所述固件储存信息进行低级格式化，如此便能以完全不增加成本的方式，实现低级格式化期间的重要信息参数的继承。同样地，本发明所述低级格式化方法亦仅仅是在现有的图4的RDT固件流程中增加了某些步骤(S102及S103)，便能同步于现有步骤产生所述RDT测试结果，然后所述低级格式化固件再进一步根据所述RDT测试结果进行低级格式化，如此便能以完全不增加成本的方式，实现低级格式化期间的重要信息参数的继承。

据此，本发明所述实施例的低级格式化方法确实能够在SSD的整个周期的寿命过程中，忠实地反映其P/E Cycle、TBW等信息，除了避免使用者因误判SSD的使用寿命而导致不可挽回的数据遗失外，亦能适用于使用者退货(RMA)的磁盘，以便在维修退货磁盘的时候，能够查询SSD真正的使用情况，作为提供产品保固的依据。

另，本发明另揭示一种存储装置，所述存储装置包括一处理器以及多个存储区块，所述处理器执行所述低级格式化方法。

本发明所述的方法中的全部或部分步骤可以计算器程序实现，例如计算机的操作系统、计算机中特定硬件的驱动程序、或软件程序。此外，也可实现在如上所示的其他类型程序。所属技术领域具有通常知识者可将本发明实施例的方法撰写成计算器程序，为求简明不再加以描述。依据本发明实施例方法实施的计算器程序可存储在适当的计算机可读取介质，例如DVD、CD-ROM、USB、硬盘，亦可置于可通过网络(例如，互联网，或其他适当载体)存取的网络服务器。

虽然在本申请的图式中包含了以上描述的组件，但不排除在不违反发明的精神下，使用更多其他的附加组件，已达成更佳的技术效果。此外，虽然本申请的流程图采用指定的顺序来执行，但是在不违反发明精神的情况下，所属技术领域的技术人员可以在达到相同效果的前提下，修改这些步骤间的顺序，所以，本发明并不局限于仅使用如上所述的顺序。此外，所属技术领域的技术人员也可以将若干步骤整合为一个步骤，或者是除了这些步骤外，循序或平行地执行更多步骤，本发明也不因此而局限。

虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用于限缩本发明。相反地，此发明涵盖了所属技术领域中的技术人员显而易见的修改与相似设置。所以，权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。