[發明專利]一種固態硬盤及其數據管理方法、系統

有效

• 申請號: 201210206930.3
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102789368A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李建;張志清;王猛
• 申請（專利權）人: 記憶科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 劉健;黃韌敏

技術領域

本發明涉及固態存儲技術領域，尤其涉及一種固態硬盤及其數據管理方法、系統。

背景技術

對于傳統的支持原地更新的存儲系統，文件系統寫入新數據時，會將同一地址上的舊數據覆蓋，不會影響存儲系統的性能；但對于不能支持原地更新的固態存儲設備，需要通過“搬移-擦除”垃圾回收方式來不斷提供可供寫入的空間，若文件系統不將無效數據對應的地址空間告知存儲設備，則對于固態存儲設備而言，這些數據也是有效的，因此也會在垃圾回收過程中被不斷無效的搬移，降低固態存儲設備性能。TRIM命令是一個文件系統將無效數據對應的地址空間告知存儲設備的命令，存儲設備收到這樣的命令后，會標記這些無效數據，使它們不參與到垃圾回收過程，以避免存儲設備對這些數據的不必要的操作，從而提高固態存儲設備性能。

現有的TRIM實現方式僅按位圖方式存儲TRIM信息，文件系統向被TRIM的區間寫入新數據時，需要及時更新TRIM信息，同時為了加速TRIM信息的更新，緩存部分TRIM信息在內存中。而僅按位圖方式存儲TRIM信息會占用較多存儲空間，文件系統向被TRIM的區間寫入新數據時，需要及時更新TRIM信息，會使得TRIM與正常數據流的緊耦合，降低了系統的效率，提高了系統復雜度，對TRIM信息的緩存使得固態存儲系統對內存的需求增加。

綜上可知，現有的固態硬盤在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。

發明內容

針對上述的缺陷，本發明的目的在于提供一種固態硬盤及其數據管理方法、系統，解除了標記信息與正常數據流的耦合，實現了對固態硬盤無效數據的快速標記，提高了系統的效率，降低了系統對內存的需求以及系統實現的復雜度。

為了實現上述目的，本發明提供一種固態硬盤數據管理方法，包括：

將寫入數據加入時間戳后再存入固態硬盤中；

接收將數據標記為無效的標記命令，將無效數據對應的地址區間進行標記，并將標記信息加入時間戳后存入所述固態硬盤中；

所述固態硬盤啟動后，將所述標記信息的時間戳與被標記的地址區間內的數據的時間戳進行比對；若所述被標記的地址區間內的數據的時間戳早于所述標記信息的時間戳，則將該地址區間標記為無效，否則不將該地址區間標記為無效。

根據本發明的數據管理方法，“將寫入數據加入時間戳后再存入固態硬盤中”的步驟具體為：接收數據寫入命令；將所述寫入命令分解為數據寫入單元；為所述每個數據寫入單元內的數據添加時間戳；將所述數據寫入單元內的數據存儲到所述固態硬盤的閃存中。

根據本發明的數據管理方法，“將標記信息加入時間戳后存入所述固態硬盤中”的步驟具體為：將所述標記信息分解為多個數據寫入單元；為所述多個數據寫入單元添加時間戳；將所述數據寫入單元內的數據存儲到所述固態硬盤的閃存中。

根據本發明的數據管理方法，“將所述標記信息的時間戳與被標記的地址區間內的數據的時間戳進行比對”的步驟之前還包括：掃描固態硬盤，建立邏輯物理地址映射表；從所述固態硬盤的閃存中讀取所述標記信息；根據所述標記信息掃描被標記的地址區間。

根據本發明的數據管理方法，所述標記信息按照位圖方式保存。

本發明相應提供一種固態硬盤數據管理系統，包括：

寫數據處理模塊，用于將寫入數據加入時間戳后再存入固態硬盤中；

標記模塊，用于接收將數據標記為無效的標記命令，將無效數據對應的地址區間進行標記，并將標記信息加入時間戳后存入所述固態硬盤中；

初始化模塊，用于所述固態硬盤啟動后，將所述標記信息的時間戳與被標記的地址區間內的數據的時間戳進行比對；若所述被標記的地址區間內的數據的時間戳早于所述標記信息的時間戳，則將該地址區間標記為無效，否則不將該地址區間標記為無效。

根據本發明的數據管理系統，所述寫數據處理模塊將寫入數據加入時間戳后再存入固態硬盤中具體為：接收數據寫入命令；將所述寫入命令分解為數據寫入單元；為所述每個數據寫入單元內的數據添加時間戳；將所述數據寫入單元內的數據存儲到所述固態硬盤的閃存中。

根據本發明的數據管理系統，所述標記模塊在標記信息上加入時間戳后再存入所述固態硬盤中具體為：將所述標記信息分解為多個數據寫入單元；為所述多個數據寫入單元添加時間戳；將所述數據寫入單元內的數據存儲到所述固態硬盤的閃存中。

根據本發明的數據管理系統，所述初始化單元還用于掃描固態硬盤，建立邏輯物理地址映射表；從所述固態硬盤的閃存中讀取所述標記信息；根據所述標記信息掃描被標記的地址區間。