[發(fā)明專利]用于縮放垃圾收集的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410680111.1
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104714893B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·J·費(fèi)希爾;A·D·弗賴伊;S·K·英格拉姆;L·T·西蒙斯
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 羅銀燕

本公開涉及用于縮放垃圾收集的方法和系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)處理器確定過度供應(yīng)比和主機(jī)寫入圖案。計(jì)算機(jī)處理器基于主機(jī)寫入圖案和過度供應(yīng)比確定寫入放大目標(biāo)。計(jì)算機(jī)處理器確定陳舊性閾值，其中，陳舊性閾值與塊的有效頁與該塊的總頁之比對應(yīng)。計(jì)算機(jī)處理器擦除具有超過陳舊性閾值的陳舊性的第一塊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及閃存存儲(chǔ)器的領(lǐng)域，更特別地涉及垃圾收集縮放(garbagecollection scaling)。

背景技術(shù)

固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(“SSD”)是使用集成電路組件作為存儲(chǔ)器以永久(persistently)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件。SSD中的主要存儲(chǔ)部件可以是NAND非易失性閃存存儲(chǔ)器或NOR非易失性閃存存儲(chǔ)器。NAND閃存和NOR閃存利用浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管。NAND閃存和NOR閃存按照它們各自的組件所類似的邏輯門被命名。

SSD存儲(chǔ)器的訪問非常類似于塊器件(block device)，諸如硬盤或存儲(chǔ)卡。各塊由許多頁構(gòu)成。頁的尺寸可以例如為512、2048或4096字節(jié)。數(shù)據(jù)以稱為頁的單位被寫入到閃存存儲(chǔ)器。在可將新數(shù)據(jù)寫入到頁之前，該頁必須被擦除。但是，為了擦除頁，包含該頁的塊被擦除。垃圾收集是如下處理：其中，第一塊被清空了包含被重寫到第二塊的有效數(shù)據(jù)的頁，并且第一塊被擦除以使第一塊準(zhǔn)備寫入新的有效數(shù)據(jù)。垃圾收集可有助于寫入放大(amplification)。寫入放大指的是與閃存存儲(chǔ)器和SSD相關(guān)的情形，其中寫入的物理信息的實(shí)際量是想要寫入的邏輯量的倍數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供用于縮放垃圾收集的方法、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)處理器確定過度供應(yīng)比(over-provisioning ratio)和主機(jī)寫入圖案(host writepattern)。計(jì)算機(jī)處理器基于主機(jī)寫入圖案和過度供應(yīng)比確定寫入放大目標(biāo)。計(jì)算機(jī)處理器確定陳舊性(staleness)閾值，其中，陳舊性閾值與塊的有效頁與該塊的總頁之比對應(yīng)。計(jì)算機(jī)處理器擦除具有超過陳舊性閾值的陳舊性的第一塊。

附圖說明

圖1是示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)環(huán)境的功能框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示出用于確定閾值的垃圾收集程序的操作的流程圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示出用于響應(yīng)于閾值執(zhí)行垃圾收集的垃圾收集程序的操作的流程圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的執(zhí)行垃圾收集程序的主機(jī)計(jì)算系統(tǒng)的部件的框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例認(rèn)識到，延遲垃圾收集直到通常需要空頁來容納寫入操作導(dǎo)致了“寫入陡壁(cliff)”，這是由于增大寫入放大而導(dǎo)致降低寫入速度的時(shí)點(diǎn)(point)。本發(fā)明的實(shí)施例規(guī)定主動(dòng)(proactive)的垃圾收集，以便提供更一致水平的寫入放大。本發(fā)明的實(shí)施例還規(guī)定了確定指示無效頁與塊的總頁之比的陳舊性閾值，并且基于陳舊性閾值執(zhí)行垃圾收集，以便提供更一致的寫入速度。本發(fā)明的實(shí)施例規(guī)定基于主機(jī)寫入圖案和寫入放大目標(biāo)來縮放陳舊性閾值。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道，本發(fā)明的各個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各個(gè)方面可以采取以下形式，即：完全的硬件實(shí)施方式，完全的軟件實(shí)施方式(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或軟件和硬件方面結(jié)合的實(shí)施方式，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，本發(fā)明的各個(gè)方面可以采取在一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼/指令。