[發明專利]一種固態硬盤垃圾回收的方法、系統和固態硬盤控制器

有效

• 申請號: 201410102438.0
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103902465B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 陳建輝;李挺
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,熊永強

技術領域

本發明涉及存儲技術領域，尤其涉及一種固態硬盤垃圾回收的方法、系統和固態硬盤控制器。

背景技術

RAID（Redundant?Array?of?Independent?Disks,獨立磁盤冗余陣列)算法是一種高性能、高可靠的存儲技術，通過將一系列單獨的磁盤以不同的方式組合起來，為應用終端或終端集群提供邏輯上的磁盤。其中，使用RAID的優點包括：擴大磁盤容量、提高磁盤讀寫的性能和數據的安全性。具體的，RAID技術已經廣泛應用于數據存儲的各種場合，常用的RAID技術包括RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10等。

目前在采用RAID算法處理數據的固態硬盤中，垃圾回收機制主要使用數據搬遷技術，即將存在較多無效數據的條帶中的數據搬移到其他條帶的方法來實現垃圾回收。搬遷是以整個條帶為單位，每次將整個條帶中所有的有效數據搬移到一個新的條帶中，最后將整個條帶進行擦除處理，回收得到整個條帶大小的可用空間。采用該方案進行固態硬盤的垃圾回收時，由于需要對條帶內的所有有效數據進行搬移，造成較大的寫放大和性能開銷，使得垃圾回收效率較低。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種固態硬盤垃圾回收的方法、系統和固態硬盤控制器，用于提高垃圾回收效率，降低系統的性能開銷。

本發明第一方面提供了一種固態硬盤垃圾回收的方法，包括：

接收對固態硬盤進行垃圾回收處理的命令；

根據所述命令從所述固態硬盤包含的多個條帶中確定出需要進行垃圾回收處理的一個或多個垃圾回收條帶；

從所述垃圾回收條帶包含的多個數據塊中確定出需要進行垃圾回收處理的一個或多個垃圾回收數據塊；

將所述一個或多個垃圾回收數據塊中的有效數據寫入其他條帶的數據塊中，并對所述一個或多個垃圾回收數據塊進行擦除處理得到空白數據塊；

將同一個所述垃圾回收條帶中的一個或多個所述空白數據塊組建成第一邏輯子條帶，并對所述第一邏輯子條帶進行條帶化管理。

在第一種可能的實現方式中，所述對所述一個或多個垃圾回收數據塊進行擦除處理得到空白數據塊之后，所述方法還包括：

將同一個所述垃圾回收條帶中包含的一個或多個所述空白數據塊之外的其他數據塊組建成第二邏輯子條帶，并對所述第二邏輯子條帶進行條帶化管理。

結合第一方面，或第一方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述從所述固態硬盤包含的多個條帶中確定出需要進行垃圾回收處理的垃圾回收條帶，包括：

計算所述固態硬盤包含的多個條帶中每個條帶的第一有效數據比例和所述第一有效數據比例的權重得到第一計算結果；

計算所述固態硬盤包含的多個條帶中每個條帶的擦除次數和所述擦除次數的權重得到第二計算結果；

計算所述固態硬盤包含的多個條帶中每個條帶的所述第一計算結果和所述第二計算結果的和值，并確定所述固態硬盤包含的多個條帶中每個條帶的優先級，其中，所述和值大的條帶的優先級高于所述和值小的條帶的優先級；

從所述固態硬盤包含的多個條帶中確定出優先級最低的N個條帶為需要進行垃圾回收處理的所述垃圾回收條帶，其中，N為大于0的整數。

結合第一方面，或第一方面的第一種可能的實現方式，或第一方面的第二種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述從所述垃圾回收條帶包含的多個數據塊中確定出需要進行垃圾回收處理的垃圾回收數據塊，包括：

獲取所述垃圾回收條帶包含的多個數據塊中每個數據塊的第二有效數據比例；

當所述垃圾回收條帶包含的數據塊的第二有效數據比例低于預設的回收閾值，則確定其第二有效數據比例低于所述預設的回收閾值的數據塊為垃圾回收數據塊。

結合第一方面的第三種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述獲取所述垃圾回收條帶包含的多個數據塊中每個數據塊的第二有效數據比例，包括：

基于所述垃圾回收條帶包含的多個數據塊中每個數據塊預置的有效數據頁計數器獲取所述每個數據塊的有效數據頁數；

確定所述每個數據塊的有效數據頁數與所述每個數據塊的總數據頁數之比為所述每個數據塊的第二有效數據比例。

本發明第二方面提供一種固態硬盤控制器，包括：

接收模塊，用于接收對固態硬盤進行垃圾回收處理的命令；

條帶確定模塊，用于根據所述命令從所述固態硬盤包含的多個條帶中確定出需要進行垃圾回收處理的一個或多個垃圾回收條帶；