[發(fā)明專利]一種固態(tài)硬盤及其寫入仲裁方法、系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611265020.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106598508A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷軍博
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州云海信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種固態(tài)硬盤及其寫入仲裁方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，固態(tài)硬盤作為新的一代存儲器件，應(yīng)用范圍越來越廣。由于固態(tài)硬盤中的NAND不能覆蓋寫，也就是必須先擦除一個物理塊，才能把用戶數(shù)寫入到該物理塊上。在垃圾回收過程中，如果回收塊中存在有效數(shù)據(jù)，就必須搬移這些有效數(shù)據(jù)。目前的垃圾回收過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)垃圾回收寫和用戶寫之間相互搶占寫資源的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)寫性能波動很大。

綜上所述，如何在垃圾回收過程中提升用戶數(shù)據(jù)寫性能的穩(wěn)定性是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)硬盤及其寫入仲裁方法、系統(tǒng)，在垃圾回收過程中提升了用戶數(shù)據(jù)寫性能的穩(wěn)定性。其具體方案如下：

一種固態(tài)硬盤寫入仲裁方法，包括：

實時統(tǒng)計當(dāng)前固態(tài)硬盤中可用的寫資源數(shù)量，得到實時可用寫資源數(shù)量；

若實時可用寫資源數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值，則按照預(yù)設(shè)的交替方式，交替執(zhí)行用戶寫命令和垃圾回收寫命令；其中，所述交替方式為每執(zhí)行1個用戶寫命令緊接著執(zhí)行1個垃圾回收寫命令的交替方式；

若實時可用寫資源數(shù)量小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則僅執(zhí)行垃圾回收寫命令。

可選的，所述交替執(zhí)行用戶寫命令和垃圾回收寫命令的過程，包括：

根據(jù)當(dāng)前所述固態(tài)硬盤的存儲空間狀態(tài)，確定當(dāng)前等待執(zhí)行的所有垃圾回收寫命令，得到相應(yīng)的垃圾回收寫命令集；

獲取用戶發(fā)起的用戶寫命令，得到相應(yīng)的用戶寫命令集；

分別交替地從所述用戶寫命令集和所述垃圾回收寫命令集中調(diào)取寫命令來執(zhí)行，其中，每從所述用戶寫命令集中調(diào)取出1個用戶寫命令，緊接著從所述垃圾回收寫命令集中調(diào)取出1個垃圾回收寫命令。

可選的，所述僅執(zhí)行垃圾回收寫命令的過程，包括：

對等待執(zhí)行的垃圾回收寫命令進行相應(yīng)的執(zhí)行操作，并禁止接收用戶發(fā)起的用戶寫命令。

可選的，所述僅執(zhí)行垃圾回收寫命令的過程，包括：

對等待執(zhí)行的垃圾回收寫命令進行相應(yīng)的執(zhí)行操作，并將用戶發(fā)起的用戶寫命令保存至用于對用戶寫命令進行暫時隔離的預(yù)設(shè)存儲區(qū)中。

本發(fā)明還相應(yīng)公開了一種固態(tài)硬盤寫入仲裁系統(tǒng)，包括：

資源統(tǒng)計模塊，用于實時統(tǒng)計當(dāng)前固態(tài)硬盤中可用的寫資源數(shù)量，得到實時可用寫資源數(shù)量；

第一命令響應(yīng)控制器，用于當(dāng)實時可用寫資源數(shù)量大于預(yù)設(shè)閾值，則按照預(yù)設(shè)的交替方式，交替執(zhí)行用戶寫命令和垃圾回收寫命令；其中，所述交替方式為每執(zhí)行1個用戶寫命令緊接著執(zhí)行1個垃圾回收寫命令的交替方式；

第二命令響應(yīng)控制器，用于當(dāng)實時可用寫資源數(shù)量小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則僅執(zhí)行垃圾回收寫命令。

可選的，所述第一命令響應(yīng)控制器，包括：

第一命令集獲取單元，用于當(dāng)實時可用寫資源數(shù)量大于所述預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)當(dāng)前所述固態(tài)硬盤的存儲空間狀態(tài)，確定當(dāng)前等待執(zhí)行的所有垃圾回收寫命令，得到相應(yīng)的垃圾回收寫命令集；

第二命令集獲取單元，用于獲取用戶發(fā)起的用戶寫命令，得到相應(yīng)的用戶寫命令集；

命令執(zhí)行控制單元，用于分別交替地從所述用戶寫命令集和所述垃圾回收寫命令集中調(diào)取寫命令來執(zhí)行，其中，每從所述用戶寫命令集中調(diào)取出1個用戶寫命令，緊接著從所述垃圾回收寫命令集中調(diào)取出1個垃圾回收寫命令。

可選的，所述第二命令響應(yīng)控制器，包括：

第一命令執(zhí)行單元，用于當(dāng)實時可用寫資源數(shù)量小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則對等待執(zhí)行的垃圾回收寫命令進行相應(yīng)的執(zhí)行操作；

命令禁止接收單元，用于在所述第一命令執(zhí)行單元工作的過程中，禁止接收用戶發(fā)起的用戶寫命令。

可選的，所述第二命令響應(yīng)控制器，包括：

第二命令執(zhí)行單元，用于當(dāng)實時可用寫資源數(shù)量小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則對等待執(zhí)行的垃圾回收寫命令進行相應(yīng)的執(zhí)行操作；

命令隔離單元，用于在所述第二命令執(zhí)行單元工作的過程中，將用戶發(fā)起的用戶寫命令保存至用于對用戶寫命令進行暫時隔離的預(yù)設(shè)存儲區(qū)中。

本發(fā)明還進一步公開了一種固態(tài)硬盤，包括前述公開的固態(tài)硬盤寫入仲裁系統(tǒng)。