[發明專利]一種固態硬盤及其混合映射方法

有效

• 申請號: 201310316321.8
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103440206A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 馮旭剛
• 申請（專利權）人: 記憶科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 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領域，更具體地說是涉及一種固態硬盤及其混合映射方法。

背景技術

固態硬盤在日常生活中應用越來越普遍，固態硬盤通常包括多個閃存芯片，每個閃存芯片包括一個或多個晶粒，每個晶粒包括多個塊，每個塊中包含多個頁。塊是閃存中最小的最小擦除單位，頁是最小寫入單位。

固態硬盤按照所定義的擦除單位（即在擦除操作期間被擦除的數據塊尺寸）和所定義的寫單位（即在寫操作期間被寫的數據塊尺寸）來操作。在擦除單位和寫單位之間的塊尺寸的差異通常需要使用閃存轉換層（Flash?Translation?Layer）。FTL本質上是一種地址映射方案，可以使用頁映射、塊映射或混合映射來實現地址映射。頁映射表用于頁映射，也即頁映射表被用于在邏輯頁地址和對應的物理頁地址之間基于頁到頁執行映射操作。塊映射表用于塊映射，也即塊映射表用于在邏輯塊地址和對應的物理塊地址之間基于塊到塊執行映射操作。混合映射方法本質上使用頁映射和塊映射技術兩者。目前閃存芯片的頁大小越來越大，8K已經是主流，16K不久也將會成為主流，而目前最常用的I/O請求大小一般是基于內存管理的頁框大小，為4k。若采用現有映射方法，不利于減小寫放大和映射表的大小，不利于提高閃存芯片的寫入速度。

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混合映射方法，能使閃存芯片具有較好讀寫性能，減少寫放大，又避免了過大的映射表。

為了實現上述目的，本發明提供一種固態硬盤混合映射方法，包括：

根據閃存芯片的容量和塊大小，建立邏輯塊和物理塊的塊映射表；

根據內存頁框的大小和邏輯頁框在塊內的地址偏移建立基于內存頁框的邏輯頁框的頁框映射表，所述頁框映射表記錄一個或多個邏輯頁框和一個物理頁的對應關系；

接收讀寫操作請求，并將所述讀寫操作請求整合成頁框大小，對讀操作請求進行分裂和對齊，對寫操作請求進行分裂和部分寫。

根據本發明的固態硬盤混合映射方法，對讀操作請求進行分裂和對齊的步驟包括：對所述讀操作請求進行基于頁框大小對齊的分裂操作，小于一個頁框的讀操作請求進行補齊操作，使每個讀操作請求都是基于頁框的大小。

根據本發明的固態硬盤混合映射方法，對寫操作請求進行分裂和部分寫的步驟包括：對所述寫操作請求進行基于頁框大小對齊的分裂操作，大于頁框大小的寫請求被分裂成以頁框大小的多個小的請求，分裂后小于單個頁框大小的寫請求，進行部分寫入。

根據本發明的固態硬盤混合映射方法，小于一個頁框的讀操作請求進行補齊操作的步驟之后還包括：將讀取的多余部分丟棄。

根據本發明的固態硬盤混合映射方法，分裂后小于單個頁框大小的寫請求，進行部分寫入的步驟包括：將整個頁框全部讀出，同時對該頁框的其它讀寫請求進行緩存，完成寫操作以后，再進行相關的讀寫操作。

本發明相應提供一種固態硬盤，包括閃存轉換層、閃存以及內存，所述閃存轉換層包括：

塊映射表建立模塊，用于根據閃存芯片的容量和塊大小和建立邏輯塊和物理塊的塊映射表；

頁框映射表建立模塊，用于根據內存頁框的大小和邏輯頁框在塊內的地址偏移建立基于內存頁框的邏輯頁框的頁框映射表，所述頁框映射表記錄一個或多個邏輯頁框和一個物理頁的對應關系；

處理模塊，用于接收讀寫操作請求，并將所述讀寫操作請求整合成頁框大小，對讀操作請求進行分裂和對齊，對寫操作請求進行分裂和部分寫。

根據本發明的固態硬盤，所述處理模塊還用于對所述讀操作請求進行基于頁框大小對齊的分裂操作，小于一個頁框的讀操作請求進行補齊操作，使每個讀操作請求都是基于頁框的大小。

根據本發明的固態硬盤，所述處理模塊還用于對所述寫操作請求進行基于頁框大小對齊的分裂操作，大于頁框大小的寫請求被分裂成以頁框大小的多個小的請求，分裂后小于單個頁框大小的寫請求，進行部分寫入。

根據本發明的固態硬盤，所述處理模塊還用于將讀取的多余部分丟棄。

根據本發明的固態硬盤，所述處理還模塊還用于在部分寫入時將整個頁框全部讀出，同時對該頁框的其它讀寫請求進行緩存，完成寫操作以后，再進行相關的讀寫操作。