【技術實現步驟摘要】
本申請涉及存儲器，特別是涉及超低功耗高性能ssd存儲器。
技術介紹
1、現代移動和可穿戴設備對存儲系統的功耗和性能提出了嚴峻挑戰。傳統的ssd雖然在性能、速度和可靠性方面表現優異，但在移動設備中，功耗和熱管理仍然是關鍵問題。用戶對快速啟動、隨機訪問性能、寫入速度和高容量密度的需求不斷提升，使得相關技術的局限性日益顯著。
2、存儲系統面臨的挑戰：
3、功耗挑戰：移動設備電池容量有限，存儲系統功耗占比大，性能與功耗的權衡困難，溫控需求提高。
4、性能需求：快速啟動要求，高隨機訪問性能，快速寫入速度，高容量密度。
技術實現思路
1、本申請提供的超低功耗高性能ssd存儲器，能夠實現細粒度的電源控制、智能休眠策略、溫度自適應調節以及性能的動態調整。
2、第一方面，本申請提供一種超低功耗高性能ssd存儲器，包括：智能電源管理模塊，用于結合機器學習算法預測未來的工作負載，根據工作負載、應用類型、用戶行為動態調整ssd存儲器的功耗狀態；高性能優化系統，用于采用塊級映射機制、緩存預熱機制、協議優化機制、混合數據管理機制、寫入加速機制、寫入合并優化機制、垃圾回收機制、數據壓縮與解壓縮機制進行性能優化；可靠性保障模塊，用于采用實時溫度監控機制、寫入均衡機制、突發保護機制、備份恢復機制、健康檢測與預測機制進行可靠性保障；安全性模塊，用于對ssd存儲器中的存儲數據進行實時加密和解密。
3、其中，智能電源管理模塊包括：多級功耗狀態細化與動態調整單元，
4、其中，多級功耗狀態細化與動態調整單元還用于在順序寫入/追加操作時，降低控制器頻率、減少電路激活、優化供電、利用高性能用戶態存儲訪問框架的特性以及分區管理優化。
5、其中，多級功耗狀態細化與動態調整單元還用于在隨機讀取操作時，提升控制器頻率、增強電路激活、優化讀取通道、采用高性能存儲棧以及分區管理優化。
6、其中，智能電源管理模塊還用于預測寫入請求的特性，并根據預測的寫入請求的特征采用對應的寫入策略，其中，寫入請求的特性包括可壓縮性、順序性、隨機性。
7、其中，高性能優化系統包括：塊級映射模塊，用于在識別出順序寫入對應的場景時，將邏輯塊映射到物理塊；緩存預熱模塊，用于利用機器學習模型，分析用戶行為和應用訪問模式，進行數據預加載；協議優化模塊，用于利用nvme的multiple?queues和submission/completion?queues特性，實現并發操作；混合數據管理模塊，用于利用分區命名空間?ssd?追加操作優化寫入性能；寫入加速模塊，用于利用日志結構合并樹寫入特性，合并小寫入請求；寫入合并優化模塊，用于根據數據類型、大小和生命周期進行寫入合并；垃圾回收模塊，用于利用預測性的垃圾回收算法，在系統空閑或低負載時進行垃圾回收；數據壓縮與解壓縮模塊，用于動態地對存儲數據進行壓縮和解壓縮。
8、其中，垃圾回收模塊還用于結合磨損均衡算法，優先回收磨損程度符合預設要求的block，以及利用塊級映射思路，在系統空閑時進行垃圾回收。
9、其中，可靠性保障模塊包括：實時溫度監控單元，用于監控ssd存儲器內部各個區域的溫度；寫入均衡單元，用于采用動態磨損均衡策略，根據block的擦寫次數和健康狀態進行寫入分配；突發保護單元，用于結合快速斷電檢測機制完成數據刷新和元數據保護；備份恢復單元，用于對ssd存儲器的數據備份和恢復；健康檢測與預測單元，用于實時監控ssd存儲器的各項健康指標，并利用機器學習算法預測ssd存儲器的剩余壽命和潛在故障。
10、其中，突發保護單元還用于利用預測寫入請求中數據壓縮和元數據管理方法，在斷電時刷新數據和元數據到非易失性存儲器中。
11、其中，安全性模塊還用于利用硬件加密引擎對ssd存儲器中的存儲數據進行實時加密和解密。
12、本申請的有益效果是：區別于現有技術的情況，本申請提供的超低功耗高性能ssd存儲器通過動態功耗管理實現細粒度的電源控制、智能休眠策略、溫度自適應調節以及性能的動態調整。以及通過性能優化系統實現快速喚醒機制、智能數據緩存、預讀取優化以及寫入加速。以及通過可靠性保障模塊實現溫度保護機制、延長寫入壽命、保護數據完整性以及提供掉電保護。
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1.一種超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述智能電源管理模塊包括：
3.根據權利要求2所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述多級功耗狀態細化與動態調整單元還用于在順序寫入/追加操作時，降低控制器頻率、減少電路激活、優化供電、利用高性能用戶態存儲訪問框架的特性以及分區管理優化。
4.根據權利要求2所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述多級功耗狀態細化與動態調整單元還用于在隨機讀取操作時，提升控制器頻率、增強電路激活、優化讀取通道、采用高性能存儲棧以及分區管理優化。
5.根據權利要求1所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述智能電源管理模塊還用于預測寫入請求的特性，并根據預測的寫入請求的特征采用對應的寫入策略，其中，寫入請求的特性包括可壓縮性、順序性、隨機性。
6.根據權利要求1所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述高性能優化系統包括：
7.根據權利要求6所述的超低功耗高性能SSD存儲器，
8.根據權利要求1所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述可靠性保障模塊包括：
9.根據權利要求8所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述突發保護單元還用于利用預測寫入請求中數據壓縮和元數據管理方法，在斷電時刷新數據和元數據到非易失性存儲器中。
10.根據權利要求1所述的超低功耗高性能SSD存儲器，其特征在于，所述安全性模塊還用于利用硬件加密引擎對所述SSD存儲器中的存儲數據進行實時加密和解密。
...【技術特征摘要】
1.一種超低功耗高性能ssd存儲器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的超低功耗高性能ssd存儲器，其特征在于，所述智能電源管理模塊包括：
3.根據權利要求2所述的超低功耗高性能ssd存儲器，其特征在于，所述多級功耗狀態細化與動態調整單元還用于在順序寫入/追加操作時，降低控制器頻率、減少電路激活、優化供電、利用高性能用戶態存儲訪問框架的特性以及分區管理優化。
4.根據權利要求2所述的超低功耗高性能ssd存儲器，其特征在于，所述多級功耗狀態細化與動態調整單元還用于在隨機讀取操作時，提升控制器頻率、增強電路激活、優化讀取通道、采用高性能存儲棧以及分區管理優化。
5.根據權利要求1所述的超低功耗高性能ssd存儲器，其特征在于，所述智能電源管理模塊還用于預測寫入請求的特性，并根據預測的寫入請求的特征采用對應的寫入策略，其中，寫入請求的特性...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒勝平，唐廣軍，吳勇，陳政雄，
申請(專利權)人：深圳華芯星半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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