[發(fā)明專利]一種閃存數(shù)據(jù)管理方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310676555.3
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN104714891A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 舒繼武;王維;王元鋼
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;清華大學
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領域，尤其涉及一種閃存數(shù)據(jù)管理方法及裝置。

背景技術

固態(tài)硬盤及閃存等新型存儲介質(zhì)在日常生活中應用越來越廣泛，它們通常都以Flash閃存作為存儲介質(zhì)，但由于材料本身的特性，在對Flash介質(zhì)進行讀寫時，閃存與固態(tài)硬盤之間存在著明顯的差異。具體的，閃存在更新數(shù)據(jù)時需要先執(zhí)行擦除操作才能寫入新數(shù)據(jù)，而固態(tài)硬盤的讀寫都是按照磁盤扇區(qū)尺寸進行的。因此，當一個閃存塊中沒有空閑頁面時，再往該塊中寫入新頁面就需將閃存塊中有效數(shù)據(jù)頁面移動到一個空的緩存塊中，然后對整個塊進行擦除操作，這樣使得閃存在寫數(shù)據(jù)時存在大量數(shù)據(jù)的移動，其中，閃存在讀寫時是以頁為單位，在對數(shù)據(jù)進行擦除時是以塊為單位。具體的，在一個閃存塊中，頁面的活躍程度可能差別很大，有的頁面相對不活躍，從而長期處于有效狀態(tài)，而有的頁面比較活躍，更新頻繁，從而使得頁面很快處于失效狀態(tài)，而這些失效的頁面會由控制器進行垃圾回收。而在回收失效頁面，對閃存塊進行擦除時，存在大量有效頁面的移動，從而增加了實際寫入量，降低了垃圾回收的效率，加劇了閃存塊的磨損，降低了閃存的使用壽命。因此，針對這一問題，一些閃存控制器通過其內(nèi)的FLT（Flash?Translation?Layer,閃存轉換層）映射表對閃存數(shù)據(jù)進行了靜態(tài)數(shù)據(jù)與動態(tài)數(shù)據(jù)分離的處理，主要是將對LBA(Logical?Block?Address,邏輯塊地址)里經(jīng)常寫入的數(shù)據(jù)塊和不經(jīng)常寫入的數(shù)據(jù)塊進行分類，將相同熱度的數(shù)據(jù)盡量放在一個閃存塊中，這樣減少了垃圾回收時有效頁面的移動，從而減少了數(shù)據(jù)的寫入放大。

但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然上述閃存控制器中的FLT能將閃存數(shù)據(jù)中的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)進行分離，但是，由于FTL映射表是在閃存控制器中，使得閃存設備無法獲知閃存物理頁面的布局和映射關系，從而不能獲取那些頁面屬于同一文件，也就無法利用上述信息對文件中具體的閃存頁面進行優(yōu)化布局。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供一種閃存數(shù)據(jù)管理方法及裝置，能夠對同一文件的閃存頁面進行優(yōu)化布局，從而提高閃存訪問效率。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，提供一種閃存數(shù)據(jù)管理方法，包括：

從閃存中選擇一個文件對象，并獲取所述文件對象的頁面集合；其中所述頁面集合包含所述文件對象的全部頁面；

計算所述頁面集合中每個頁面的熱度值；

根據(jù)所述頁面集合中每個頁面的熱度值將所述頁面集合中的頁面進行聚類分組；

將所述閃存劃分為多個熱度區(qū)域；其中所述閃存中的每個熱度區(qū)域的熱度值均不相同；

計算每個分組的平均熱度值，并根據(jù)所述每個分組的平均熱度值與所述每個熱度區(qū)域的熱度值將所述每個分組中的數(shù)據(jù)寫入對應的熱度區(qū)域。

在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述計算所述目標頁面集合中每個頁面的熱度值具體包括：

在預設時間段內(nèi)統(tǒng)計所述頁面集合中每個頁面的擦寫次數(shù)；

根據(jù)所述每個頁面的擦寫次數(shù)計算所述每個頁面的熱度值。

根據(jù)第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述每個頁面的擦寫次數(shù)計算所述每個頁面的熱度值具體包括：

若在所述預設時間段內(nèi)所述頁面集合中的任一頁面的擦寫次數(shù)為0，則將所述文件對象中所有頁面寫入次數(shù)的期望值作為所述任一頁面的熱度值；

或者，

若在所述預設時間段內(nèi)所述頁面集合中的任一頁面的擦寫次數(shù)不為0，則根據(jù)頁面熱度計算公式計算所述任一頁面的熱度值；所述頁面熱度計算公式為：所述W_p為所述任一頁面的擦寫次數(shù)；所述T為當前時間；所述為所述任一頁面最后的修改時間；

其中，所述任一頁面為所述頁面集合中的一個頁面。

在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述頁面集合中每個頁面的熱度值將所述頁面集合中的頁面進行聚類分組具體包括：

將所述頁面集合中的每個頁面分為一個分組，并將所有分組組成一個第一集合；

根據(jù)所述第一集合的每個分組中每個頁面的熱度值計算所述第一集合的第一權重；

選擇所述第一集合中相鄰的一對分組進行合并，得到第二集合，并根據(jù)所述第二集合的每個分組中每個頁面的熱度值計算所述第二集合的第二權重，繼續(xù)將所述第一集合中其他相鄰的分組依次進行合并，并分別計算所述其他相鄰的分組合并后得到的第二集合的第二權重；