固態硬盤存取數據的方法
【技術領域】
[0001]本發明有關一種固態硬盤存取數據的方法，尤其關于固態硬盤存取數據時，在緩沖存儲器中拆解及重新合并存取需求成快閃存儲器操作模式的實體單元，進行存取數據的方法。
【背景技術】
[0002]固態硬盤(Solid State Drive，簡稱SSD) —般由數個非易失性的快閃存儲器(Flash Memory)整合成為單一儲存裝置。由于固態硬盤輕薄短小且無轉動機構，傳輸數據的速度非常快速，有利于大量數據的傳輸及易于隨身攜帶，已成為現代信息產品的主要數據儲存裝置。
[0003]固態硬盤存取數據時，首先接收主機存取需求的邏輯頁面地址(Logical PageAdress,簡稱LPA)，利用邏輯-實體對照表(Mapping Table)，將邏輯頁面地址轉換為實體頁面地址(Physical Page Adress,簡稱PPA)，再傳輸存取需求至快閃存儲器。一般快閃存儲器具有數據區(Data Area)及備用區(Spare Area),每區各包含多個實體區塊(Block),每個實體區塊由一個實體頁面(Page)或多個實體頁面所組成。快閃存儲器接收存取需求后，由數據區讀取包含該實體頁面地址的實體區塊數據，經固態硬盤傳輸至主機更新數據后，在備用區選取的一備用實體區塊，再將更新數據寫入備用實體區塊，形成數據區的新數據實體區塊，并更改邏輯-實體對照表。另將舊數據實體區塊的數據整個擦除，關聯形成備用區新備用的實體區塊以待輪替使用。因此實體區塊為快閃存儲器存取數據的基本單位。但是快閃存儲器一個一個實體區塊依序存取的方式，無法提升數據存取速度，不利于固態硬盤存取大量數據。
[0004]由于快閃存儲器制造技術的進步，開發出多區塊面(Multi Planes)的快閃存儲器，讓多區塊面快閃存儲器將位于不同區塊面中且可同時存取的實體區塊，規劃為一實體單元(Unit)，并且以一實體單元為單位下達存取指令，對同一實體單元中的實體區塊同時進行存取，以加速數據的存取。此外，多區塊面快閃存儲器根據實體單元中實體區塊的存取狀況，提供多種快閃存儲器操作(Flash Operat1n)模式，例如單區塊面操作(SinglePlane Operat1n)、兩區塊面操作(Two Plane Operat1n)及兩區塊面掘取操作(TwoPlane Cache Operat1n)等模式,單區塊面操作模式僅存取實體單元中單區塊面的實體區塊，而兩區塊面操作模式同時存取實體單元中兩區塊面的實體區塊，及兩區塊面擷取操作模式則同時存取連續的兩實體單元，則為快速存取的快閃存儲器操作模式。
[0005]如圖6所示，為現有技術固態硬盤對多區塊面快閃存儲器存取數據的方法，固態硬盤開始存取數據時(步驟R1)，接收主機的數據存取需求(步驟R2)，根據存取需求中順序存取的實體區塊地址，判斷存取實體區塊所在實體單元符合的快閃存儲器操作模式(步驟R3)，將存取需求傳輸至相關多區塊面快閃存儲器(步驟R4)，利用判斷的快閃存儲器操作模式快速存取實體單元(步驟R5)，然后再回到步驟R2，等待接收主機下一個存取需求，繼續存取數據，以加速存取數據。
[0006]然而，前述固態硬盤對多區塊面快閃存儲器存取數據的方法，雖可利用判斷的快閃存儲器操作模式快速存取同一實體單元的實體區塊。但存取需求為隨機存取實體區塊，存取需求中順序存取的實體區塊符合快速存取的快閃存儲器操作模式的較少，以致快閃存儲器操作模式難以充分發揮加速存取數據的效果。即使將存取的相關數據，特意安排在多區塊面快閃存儲器的實體單元，以符合快速存取的快閃存儲器操作模式，但隨機存取的實體區塊，以及實體區塊經過快閃存儲器的數據區與備用區的輪替搬動，相關數據仍維持為快速存取的快閃存儲器操作模式的形式更少，導致快速存取的快閃存儲器操作模式的使用相對降低，實難產生加速存取數據的作用。因此，固態硬盤在數據的存取方法，仍有問題亟待解決。

【發明內容】

[0007]本發明的目的提供一種固態硬盤存取數據的方法，將接收的存取需求拆解成個別實體區塊的單獨存取需求，再合并成快速存取的快閃存儲器操作模式的重組存取需求，以提高數據存取的速度。
[0008]本發明另一目的在提供一種固態硬盤存取數據的方法，優先傳輸存取需求讓快閃存儲器運作，在等待運作中，拆解存取需求合并成快速存取的快閃存儲器操作模式的存取需求，以加速存取數據。
[0009]本發明再一目的在提供一種固態硬盤存取數據的方法，將拆解成個別實體區塊的單獨存取需求，與暫存且等待送出的重組存取需求，重新合并成快速存取的快閃存儲器操作模式的重組存取需求，以提高存取數據的效率。
[0010]為了達到前述發明的目的，本發明固態硬盤存取數據的方法，由固態硬盤接收及暫存主機的存取需求；根據邏輯地址對照出存取需求的實體區塊的地址，拆解存取需求成個別存取實體區塊的單獨存取需求；根據實體區塊地址，且以符合快速存取的快閃存儲器操作模式為優先，重新合并該單獨存取需求形成符合快閃存儲器操作模式的重組存取需求；送出該重組存取需求至該固態硬盤的多區塊面快閃存儲器；對多區塊面快閃存儲器的實體單元，以符合快閃存儲器操作進行該重組存取需求的存取。
[0011]本發明另一固態硬盤存取數據的方法，固態硬盤接收及暫存主機的存取需求；優先傳輸該存取需求中順序的實體區塊至多區塊面快閃存儲器，以符合的快閃存儲器操作模式進行存取運作；等待運作時，拆解暫存的存取需求成個別存取實體區塊的單獨存取需求；與暫存的重組存取需求，重新合并單獨存取需求形成符合快閃存儲器操作模式的重組存取需求；完成運作后，送出重組存取需求至固態硬盤的多區塊面快閃存儲器；對多區塊面快閃存儲器的實體單元，以符合快閃存儲器操作進行重組存取需求的存取。未完成存取重組存取需求時，依序繼續送出重組存取需求，完成存取重組存取需求時，則等待接收下一存取需求。
【附圖說明】
[0012]圖1為固態硬盤的系統結構圖。
[0013]圖2為固態硬盤存取數據的示意圖。
[0014]圖3為本發明第一實施例固態硬盤存取數據的示意圖。
[0015]圖4為本發明第一實施例固態硬盤存取數據方法的流程圖。
[0016]圖5為本發明第二實施例固態硬盤存取數據方法的流程圖。
[0017]圖6為現有技術固態硬盤存取數據方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]有關本發明為達成上述目的，所采用的技術手段及其功效，茲舉較佳實施例，并結合附圖加以說明如下。
[0019]請同時參閱圖1及圖2，圖1為本發明使用的固態硬盤系統的結構圖，圖2為固態硬盤存取數據的示意圖。圖1中本發明使用的固態硬盤系統為一般習知的固態硬盤系統，主要包含主機20及固態硬盤(SSD)30。其中主機20設置處理器21發送數據的存取需求，且設有動態隨機存儲器22暫時儲存存取的數據備用。固態硬盤30連接主機20，固態硬盤30內設控制器31配合緩沖存儲器32，控制多個多區塊面快閃存儲器，本實施例以二個多個多區塊面快閃存儲器為例說明，包含第一多區塊面快閃存儲器33及第二多區塊面快閃存儲器34。每個多區塊面快閃存儲器可包含多個區塊面，本實施例以包含第0區塊面P0及第1區塊面P1的二區塊面快閃存儲器為例說明，每個區塊面又包含多個實體區塊，將位于不同區塊面且可同時存取的兩個實體區塊規劃為一實體單元35，例如第一多區塊面快閃存儲器33中第0區塊面P0上的實體區塊1，與第1區塊面P1上的實體區塊2，為同一實體單元35，其余位于不同區塊面且相鄰的實體區塊同樣視為一實體單元。各多區塊面快閃存儲器將數據儲存在實體區塊中，例如標號1至11的實體區塊，由控制器21控制經由各自管道存取數據，而整合成為單一儲存裝置，作為主機20的數據儲存裝置。
[0020]前述固態硬盤30習知存取數據時，以具體實施例說明如圖2，固態硬盤30接收主機20的存取需求1存取實體區塊1-6數據，并將存取需求1暫存在緩沖存儲器32，由邏輯地址對照出存取需求實體區塊的地址。根據實體區塊地址及存取需求中順序，首先判斷存取需求1存取的實體區塊1及實體區塊2位在第一多區塊面快閃存儲器33的同一實體單元35，符合兩區塊面操作模式。將存取需求傳輸至第一多區塊面快閃存儲器33，利用兩區塊面操作模式同時存取實體單元35中的實體區塊1及實體區塊2。再判斷存取需求1的實體區塊3及實體區塊4位在第二多區塊面快閃存儲器34的同一實體單元36，符合兩區塊面操作模式。將存取需求傳輸至第二多區塊面快閃存儲器34，利用兩區塊面操作模式同時存取實體單元36中的實體區塊3及實體區塊4。接著判斷存取需求1的實體區塊5與實體區塊6，僅符合單區塊面操作模式，僅能依序將存取需求傳輸至第一多區塊面快閃存儲器33，下達指令對各實體單元37與實體單元38依序個別存取實體區塊5與實體區塊6。
[0021]固態硬盤30在處理存取需求1的過程中，可能再接收主機20的存取需求2的實體區塊7-11，先暫存在緩沖存儲器32，對照出存取需求實體區塊的地址。等待處理存取需求1完后，同樣判斷存取需求2的實體區塊7與實體區塊8符合單區塊面操作模式，依序將存取需求傳輸至第一多區塊面快閃存儲器33，下達指令對各實體單元37與實體單元38依序個別存取實體區塊7與實體區塊8。再判斷存取需求2的實體區塊9-11均僅符合單區塊面操作模式，依序將存取需求傳輸至第二多區塊面快閃存儲器34，下達指令對各實體單元39-40依序個別存取實體區塊9、實體區塊10與實體區塊11。因此習知固態硬盤30需要歷經9次存取操作才能完成存取需求1-2的實體區塊1-11。
[0022]請同時參閱圖1及圖3，圖3為本發明第一實施例固態硬盤存取數據的示意圖。為了加速存取效率，本發明第一實