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      一種固態(tài)硬盤多流寫入的方法與流程

      文檔序號:11917365閱讀:586來源:國知局
      一種固態(tài)硬盤多流寫入的方法與流程

      本發(fā)明涉及信息存儲領(lǐng)域,尤其涉及一種固態(tài)硬盤多流寫入的方法。



      背景技術(shù):

      SSD(固態(tài)硬盤)的存儲結(jié)構(gòu)為多個塊Block構(gòu)成,每個Block由多個頁Page構(gòu)成。Block是擦除操作的最小單元,Page為編程的最小單元。由于SSD的這些特性決定了SSD的壽命取決于擦除和寫的次數(shù);因此作為SSD關(guān)鍵指標(biāo)之一:寫放大,是影響產(chǎn)品壽命、性能的主要因素。該指標(biāo)除了與靜態(tài)的因素有關(guān)外,如廠商提供的額外空間,也與運行時刻動態(tài)的因素密切相關(guān)。因此,在實際系統(tǒng)行為下,如何針對主機負(fù)荷降低寫放大,是SSD廠商重點考量的設(shè)計目標(biāo)。

      現(xiàn)有系統(tǒng)的應(yīng)用中,主機中一般都是包括多個分區(qū)的應(yīng)用,而不同的分區(qū)存在并行的操作FLASH的情況。圖1是數(shù)據(jù)混合寫入的示意圖,假設(shè)支持兩個分區(qū)并行操作,兩個分區(qū)1和分區(qū)2并行寫入數(shù)據(jù),由于兩個分區(qū)的數(shù)據(jù)交替進(jìn)入,在實際寫入數(shù)據(jù)時,在同一個Block中交替存在分區(qū)1和分區(qū)2的數(shù)據(jù)。而分區(qū)1和分區(qū)2的數(shù)據(jù)的有效時間不同,當(dāng)其中一個分區(qū)數(shù)據(jù)發(fā)生失效或者需要改變時,兩個分區(qū)的數(shù)據(jù)都會受到影響。比如發(fā)生失效需要數(shù)據(jù)回收時,有兩種處理方法:將另一分區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行搬移,對該Block進(jìn)行回收,這個必然會造成寫放大;另一種處理是不處理,但這樣會造成該無效數(shù)據(jù)存放的存儲空間無法回收,造成空間浪費的問題。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      針對以上缺陷,本發(fā)明目的在于如何降低SSD的寫放大,提高SSD的使用壽命和空間利用率。

      為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種固態(tài)硬盤多流寫入的方法,其特征在于增加了數(shù)據(jù)流識別模塊,所述數(shù)據(jù)流識別模塊動態(tài)根據(jù)主機訪問固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)流的邏輯地址將數(shù)據(jù)流分為多個順序數(shù)據(jù)流和隨機數(shù)據(jù)流,對應(yīng)固態(tài)硬盤中在不同的通道中為每個順序數(shù)據(jù)流開辟一個順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),并單獨設(shè)置一個通道為隨機數(shù)據(jù)流開辟一個隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū);數(shù)據(jù)流識別模塊根據(jù)主機寫入的數(shù)據(jù)的邏輯地址判斷是否命中當(dāng)前已開辟的順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),如果存在則轉(zhuǎn)入該順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū)寫入;否則通過隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)寫入;如果一段時間內(nèi)當(dāng)前已開辟的某個順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū)都無數(shù)據(jù)命中,則銷毀該順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),將該數(shù)據(jù)寫入分區(qū)釋放為空閑寫入分區(qū)。

      所述的固態(tài)硬盤多流寫入的方法,其特征在于當(dāng)所述的隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)上連續(xù)多個寫入數(shù)據(jù)的邏輯地址為順序連續(xù)地址,則將該隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)轉(zhuǎn)換為順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),從空閑寫入分區(qū)中分配一個為隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)。

      本發(fā)明通過識別主機寫入的數(shù)據(jù)的邏輯地址,將順序連續(xù)的邏輯地址的數(shù)據(jù)順序?qū)懭氲较嗤奈锢韷K,盡可能避免出現(xiàn)跨度很大的邏輯地址的數(shù)據(jù)混合寫入到相同的物理塊上,有效降低了數(shù)據(jù)混合寫入帶來的寫放大。

      附圖說明

      圖1是數(shù)據(jù)混合寫入的示意圖;

      圖2是增加數(shù)據(jù)流識別模塊后的數(shù)據(jù)寫入的示意圖。

      具體實施方式

      下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。

      圖2是增加數(shù)據(jù)流識別模塊后的數(shù)據(jù)寫入的示意圖,在系統(tǒng)中增加數(shù)據(jù)流識別模塊后,數(shù)據(jù)流識別模塊動態(tài)根據(jù)主機訪問固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)流的邏輯地址分離出多個順序數(shù)據(jù)流Active Stream和隨機數(shù)據(jù)流Random/Candidate Stream,對應(yīng)固態(tài)硬盤中在不同的通道中為每個順序數(shù)據(jù)流開辟一個順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),并單獨設(shè)置一個通道為隨機數(shù)據(jù)流開辟一個隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū);順序數(shù)據(jù)流Active Stream攜帶期望的下一個數(shù)據(jù)寫入的邏輯塊地址lba信息以及該順序數(shù)據(jù)流Active Stream覆蓋的最大范圍,當(dāng)新命令進(jìn)入了Stream識別模塊時,會依次判斷是否在該已存在的Active Stream的覆蓋范圍內(nèi),如果符合則則判定為命中當(dāng)前已開辟的順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),轉(zhuǎn)入該順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū)寫入;如果都不在已有的順序數(shù)據(jù)流的覆蓋范圍,則通過隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)寫入;如果一段時間內(nèi)當(dāng)前已開辟的某個順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū)都無數(shù)據(jù)命中,則銷毀該順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),將該數(shù)據(jù)寫入分區(qū)釋放為空閑寫入分區(qū)。

      當(dāng)所述的隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)上連續(xù)多個寫入數(shù)據(jù)的邏輯地址為順序連續(xù)地址,則將該隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)轉(zhuǎn)換為順序數(shù)據(jù)寫入分區(qū),從空閑寫入分區(qū)中分配一個為隨機數(shù)據(jù)寫入分區(qū)。動態(tài)根據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)訪問的數(shù)據(jù)流特性動態(tài)調(diào)整各個數(shù)據(jù)寫入分區(qū)的類別,來適應(yīng)數(shù)據(jù)流的特性,盡可能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的順序?qū)懭搿1WC不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時,需要對該數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)寫,不涉及到其它應(yīng)用的數(shù)據(jù),也就是不帶來寫放大。

      以上所揭露的僅為本發(fā)明一種實施例而已,當(dāng)然不能以此來限定本之權(quán)利范圍,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分流程,并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化,仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。

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