[發明專利]一種適用于互聯網存儲系統的存儲控制方法、系統和裝置

無效

• 申請號: 201110228954.4
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102279712A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 歐陽劍;林仕鼎;劉斌;王勇;謝廣軍
• 申請（專利權）人: 北京百度網訊科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/06
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦;李慶波

【技術領域】

本發明涉及計算機技術領域，特別涉及一種適用于互聯網存儲系統的存儲控制方法、系統和裝置。

【背景技術】

隨著半導體介質存儲裝置的廣泛使用，出現了各種各樣的存儲設備以及多種存儲介質，例如固態硬盤(SSD，Solid?State?Disk)、閃存(flash)卡。現有的SSD和flash卡都是面向通用的存儲模型設計的，需要考慮隨機讀、隨機寫、順序讀和順序寫這四種讀寫模式，并且每種讀寫模式都要保證一定的性能。在flash設備中，讀寫的基本單元是頁(page)，擦除的基本單元是塊(block)，一個block一般包括64或者128個page。在寫一個page之前，必須擦除整個block。

而互聯網存儲系統中只有隨機讀、順序讀和順序寫這三種讀寫模式，并沒有隨機寫。通常，隨機寫會帶來非常復雜的問題，例如均衡磨損(wear?leveling)策略，為了降低寫放大和降低合并(merge)操作對性能的影響，現有的存儲控制方法都要預留7％到25％的存儲空間做緩存(buffer)，如果有隨機寫或更新寫，則將數據先寫入該buffer，等到該buffer快滿時，執行merge操作，將數據拷入目的地址的存儲空間，再把buffer中過時的內容刪掉供后續的數據寫入。顯然，如果直接將現有的存儲控制方法直接用于互聯網存儲系統，則這些必然會增加設計復雜度和硬件成本。

【發明內容】

本發明提供了一種適用于互聯網存儲系統的存儲控制方法、系統和裝置，以便于降低設計復雜度和硬件成本。

具體技術方案如下：

一種適用于互聯網存儲系統的存儲控制方法，該方法包括：

CPU在空閑時向存儲控制器發送擦除請求指示存儲控制器擦除過時的數據塊；

所述存儲控制器接收到擦除請求后，擦除所述存儲控制器所負責存儲空間中過時的數據塊；

當所述存儲控制器接收到寫請求后，根據地址映射表將數據寫入對應的數據塊。

優選地，該方法還包括：所述存儲控制器記錄各數據塊的擦除次數；

所述根據地址映射表將數據寫入對應的數據塊具體包括：所述存儲控制器識別所述存儲控制器所負責存儲空間中擦除次數最小的空閑塊作為目標塊，將數據寫入所述目標塊，并修改地址映射表中寫請求的目的邏輯地址所映射的物理地址為所述目標塊的物理地址。

或者，該方法還包括：

所述存儲控制器記錄各數據塊的擦除次數；

所述存儲控制器在空閑時將擦除次數小于設定第一閾值的數據塊與擦除大于設定第二閾值的數據塊進行內容交換，并將地址映射表中交換的數據塊的物理地址進行交換；其中所述第二閾值大于第一閾值。

具體地，所述CPU在空閑時向存儲控制器發送擦除請求包括：

所述CPU中的上層軟件將擦除請求分發至線程，再經由軟件驅動層發送給各存儲通道共用的存儲控制器；或者，

CPU中的上層軟件將擦除請求分發至線程，再經由軟件驅動層發送給各線程所負責存儲通道的存儲控制器，其中每一個存儲通道分別對應一個存儲控制器。

其中，所述過時的數據塊包括：超過數據塊有效時間的數據塊、CPU中的上層軟件確定出的無用的數據所在的數據塊、臨時數據所在的數據塊。

更進一步地，該方法還包括：所述存儲控制器接收到讀請求后，根據地址映射表確定讀請求的目的邏輯地址所映射的物理地址，并從確定的物理地址讀取數據。

另外，該方法還包括：

中斷控制器在每一個存儲控制器執行完數據處理后，分別向所述CPU發起中斷；或者，

中斷控制器在所有存儲控制器執行完數據處理的操作后，統一向所述CPU發起中斷。

優選地，當需要寫入的數據占用多個數據塊時，從所述存儲控制器所負責存儲空間的多個plane中分別識別出各plane中擦除次數最小的空閑塊作為目標塊。

優選地，該方法還包括：所述存儲控制器選取不超過預設個數的空閑塊標識為保留區；

所述存儲控制器在識別所述目標塊時，從所負責存儲空間中標識為保留區的數據塊中選擇擦除次數最小的數據塊作為目標塊；

所述目標塊被寫入數據后，取消該目標塊的保留區標識；

有未標識為保留區的數據塊被擦除數據，且被標識為保留區的數據塊沒有達到所述預設個數，則將被擦除數據的數據塊標識為保留區。

一種適用于互聯網存儲系統的存儲控制系統，該存儲控制系統包括：CPU和存儲控制器；