[發(fā)明專利]固態(tài)硬盤垃圾回收的方法和固態(tài)硬盤

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711442349.0
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN109977031B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊偉;張瑛
• 申請（專利權(quán)）人: 成都華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京龍雙利達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11329
• 代理人: 魏雪嬌;毛威

本申請?zhí)峁┮环N固態(tài)硬盤垃圾回收的方法和固態(tài)硬盤，該方法包括：確定當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)的采樣區(qū)間內(nèi)至少兩個(gè)采樣點(diǎn)的固態(tài)硬盤SSD的剩余空間變化趨勢，該采樣區(qū)間內(nèi)包括多個(gè)采樣點(diǎn)。根據(jù)該采樣區(qū)間的剩余空間變化趨勢對應(yīng)的步長，確定該當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)的該SSD的垃圾回收速率。在該當(dāng)前采樣點(diǎn)和下一個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)該當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)的該SSD的垃圾回收速率進(jìn)行該SSD的垃圾回收。可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整回收步長的目的，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整SSD的垃圾回收速率。最終使得回收并發(fā)數(shù)始終在穩(wěn)定并發(fā)數(shù)附近。在SSD垃圾回收的過程中，降低對SSD的I/O的沖擊。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及存儲領(lǐng)域，更為具體的，涉及一種固態(tài)硬盤垃圾回收的方法和固態(tài)硬盤。

背景技術(shù)

固態(tài)硬盤(Solid State Drives，SSD)是當(dāng)前流行的高性能存儲器，其利用固態(tài)電子存儲芯片陣列制成，由控制單元和存儲單元組成，存儲單元可以是閃存(FLASH)芯片、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)芯片等。與傳統(tǒng)機(jī)械硬盤不同，由于固態(tài)硬盤的顆粒特性，在寫入新的數(shù)據(jù)時(shí)，新的數(shù)據(jù)并不能直接覆蓋原來的數(shù)據(jù)。固態(tài)硬盤必須要把舊的數(shù)據(jù)先擦出然后才可以把新的數(shù)據(jù)寫入。對于固態(tài)硬盤來說，垃圾回收(garbage collection，GC)即是指把現(xiàn)存數(shù)據(jù)重新轉(zhuǎn)移到其他閃存位置，并且把一些無用的數(shù)據(jù)徹底刪除的過程。

在固態(tài)硬盤的垃圾回收過程中，固態(tài)硬盤的回收帶寬和固態(tài)硬盤的主機(jī)帶寬的平衡，是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。如果回收帶寬小于主機(jī)帶寬，則剩余空間會逐漸減少而耗盡，導(dǎo)致沒有剩余的空間容納新寫入的數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響固態(tài)硬盤的性能和用戶體驗(yàn)。如果回收帶寬大于主機(jī)帶寬，則又會因?yàn)閷斎?輸出(Input/Output，IO)資源搶占導(dǎo)致主機(jī)帶寬降級，導(dǎo)致固態(tài)硬盤的IO波動很大，影響用戶的寫入等操作。所以，最好的狀態(tài)就是回收帶寬和主機(jī)帶寬完全相等，既不會耗盡空間，也會回?cái)D占主機(jī)帶寬。但是現(xiàn)有的垃圾回收方法很難做到主機(jī)帶寬和回收帶寬的平衡，用戶體驗(yàn)較差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N固態(tài)硬盤垃圾回收的方法和固態(tài)硬盤，可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整回收步長的目的，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整SSD的垃圾回收速率。最終使得回收并發(fā)數(shù)始終在穩(wěn)定并發(fā)數(shù)附近。在SSD垃圾回收的過程中，降低對SSD的I/O的沖擊，

第一方面，提供了一種固態(tài)硬盤垃圾回收的方法，包括：確定當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)的采樣區(qū)間內(nèi)至少兩個(gè)采樣點(diǎn)的固態(tài)硬盤SSD的剩余空間變化趨勢，該采樣區(qū)間內(nèi)包括多個(gè)采樣點(diǎn)。根據(jù)該采樣區(qū)間的剩余空間變化趨勢對應(yīng)的步長，確定該當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)的該SSD的垃圾回收速率。在該當(dāng)前采樣點(diǎn)和下一個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)該當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)的該SSD的垃圾回收速率進(jìn)行該SSD的垃圾回收。

第一方面提供的固態(tài)硬盤垃圾回收的方法，根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)的采樣區(qū)間內(nèi)包括的多個(gè)采樣點(diǎn)的剩余空間變化趨勢來確定計(jì)算當(dāng)前采樣點(diǎn)的回收并發(fā)數(shù)(也可以稱為回收速率)利用的步長。根據(jù)確定出的步長來計(jì)算當(dāng)前采樣點(diǎn)的回收速率，并根據(jù)計(jì)算出的回收速率進(jìn)行SSD的垃圾回收。當(dāng)前采樣點(diǎn)對應(yīng)采樣區(qū)間的剩余空間變化趨勢不同，步長也不同。可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整步長的目的，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整SSD的垃圾回收速率。在SSD垃圾回收的過程中，降低垃圾回收對SSD的I/O的沖擊，提高SSD的性能和用戶體驗(yàn)。

在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在該剩余空間變化趨勢均為增加或者均為減小的情況下，該剩余空間變化趨勢對應(yīng)的步長為第一步長；在該剩余空間變化趨勢包括增加和減小的情況下，該剩余空間變化趨勢對應(yīng)的步長為第二步長；其中，該第一步長的值大于該第二步長的值。在該實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)剩余空間變化趨勢，確定回收并發(fā)數(shù)和穩(wěn)定并發(fā)數(shù)之間的大小關(guān)系，根據(jù)回收并發(fā)數(shù)和穩(wěn)定并發(fā)數(shù)之間的大小關(guān)系，根據(jù)不同的步長實(shí)現(xiàn)動態(tài)的調(diào)整回收并發(fā)數(shù)。可以更加準(zhǔn)確的體現(xiàn)回收并發(fā)數(shù)和穩(wěn)定并發(fā)數(shù)之間的大小關(guān)系，最終使得回收并發(fā)數(shù)始終在穩(wěn)定并發(fā)數(shù)附近。在SSD垃圾回收的過程中，降低對SSD的I/O的沖擊，提高SSD的性能和用戶體驗(yàn)。