[發明專利]一種提升SSD綜合性能的方法

在審

• 申請號: 201711016548.5
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107943610A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 許毅;姚蘭;鄭春陽
• 申請（專利權）人: 記憶科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所44298
• 代理人: 董紅海

技術領域

本發明涉及固態硬盤控制技術，特別涉及一種提升SSD綜合性能的方法。

背景技術

對于企業級的固態硬盤(SSD)而言，僅僅用性能和IOPS(Input/Output Operations Per Second即每秒進行讀寫(I/O)操作的次數)去考量SSD是不全面的。更重要的是服務質量，即Qos(quality of service)。

服務質量可以簡單理解為SSD性能的一致性或穩定性。其并不是單純的帶寬、IOPS或者平均延遲，而是這些因素綜合到一起后的SSD的平均性能。在企業級應用環境下，每一秒的延遲都有可能給業務帶來極大的影響，對于要求萬事俱掌握手中的企業級數據中心而言，SSD性能的一致性就顯得尤為重要。

圖1是SSD讀數據通路，主機讀請求的數據首先要從Nand Flash出到DRAM(N2D)，然后在從DRAM出到主機(D2H)。

所以要保證讀業務的性能的穩定性，首先要保證(N2D)數據通路的穩定性。而由于Nand Flash的特性：隨著使用時間的增長、擦除次數的增加、工作環境溫度的變化等等因素，存儲在Nand Flash上的數據可能產生比特位翻轉(ECC)，如果翻轉的比特數不是很多，那么通過一種或多種糾錯算法可以把錯誤糾正，但是這個過程比較耗時間。所以如果主機讀業務對應的數據正好發生了ECC，則SSD需要啟動糾錯算法去糾錯，那么該業務的性能就會顯著下降，整體的服務質量也隨之下降，圖2是發生ECC時對性能造成的影響示意圖，很明顯當在正常讀取過程中發生了需要啟動ECC糾錯操作，則該瞬間系統性能急劇下降。

發明內容

針對以上缺陷，本發明目的是如何降低系統性能出現突變，提高SSD綜合性能一致性。

為了解決以上問題本發明提出了一種提升SSD綜合性能的方法,其特征在于在SSD空閑時按預設的時間周期增加全盤掃描操作,掃描找到發生位反轉的數據塊,通過該數據塊存儲的糾錯碼進行恢復數據操作,將可以修復的數據提前恢復,將無法修復的數據作無法恢復標識；主機正常的讀數據操作讀取到無法恢復標識的數據塊時直接反饋數據被破壞不再執行讀取和糾錯操作。

所述的提升SSD綜合性能的方法,其特征在于將SSD劃分為多個存儲分區,每次掃描操作僅執行一個存儲分區的掃描操作。

所述的提升SSD綜合性能的方法,其特征在于所述的時間周期隨著SSD的使用時間逐步減小。

所述的提升SSD綜合性能的方法,其特征在于全盤掃描操作僅掃描存儲有有效數據的數據塊。

所述的提升SSD綜合性能的方法,其特征在于進一步的根據邏輯映射表以頁為單位僅掃描存儲有有效數據的數據頁。

所述的提升SSD綜合性能的方法,其特征在于掃描操作中一接收到主機新的操作指令，立即掛起本次掃描操作，優先響應主機新的操作指令。

所述的提升SSD綜合性能的方法,其特征在于SSD設置了進入空閑期的閾值，在閾值時間內沒有接收到主機請求，認為SSD進入空閑期，可以做后臺全盤掃描操作。

本發明的有益效果是：通過增加后臺掃描操作，提前在后臺將需要執行ECC糾錯的操作執行了，因此在實際主機訪問SSD階段，基本上不需要執行ECC就可直接將數據正確讀出，明顯提高SSD響應主機讀業務的一致性，進而提高對主機的服務質量。

附圖說明

圖1是SSD讀數據通路；

圖2是發生ECC時對性能造成的影響示意圖；

圖3增加了定時全盤掃描的SSD數據通路圖；

圖4是引入掃描操作后發生ECC是對性能的影響圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

由于Nand Flash在生命中后期出現的ECC會嚴重影響主機的讀業務的服務質量。ECC的出現為存儲介質特性，我們無法改變，但是我們可以在SSD空閑時提前發現發生ECC的數據，然后后臺糾正數據，那么后續主機讀這些數據時一次就能成功，不影響服務質量了。固件設計中讓FTL模塊定期在空閑時掃描全盤，找到ECC數據并且修復，