[發明專利]一種SSD性能加速方法

有效

• 申請號: 201810258229.3
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108563401B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王猛;徐偉華;許毅
• 申請（專利權）人: 深圳憶聯信息系統有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/02
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所 44298
• 代理人: 董紅海

本發明公開了一種SSD性能加速方法在寫入時，引入了”模式識別”模塊，通過將全0的用戶數據寫入轉換成映射表寫入，從而極大地降低了寫放大。而在讀出的過程，預先在內存中格式化好全0的讀緩沖區。當主機讀取此前的全0寫入的數據時，通過查詢映射表可知其為no?map的，故直接從格式化好的讀緩沖區返回數據給主機。由于不需要從NAND上加載數據，此命令的響應延遲能夠得到大大的提升。

技術領域

本發明涉及存儲技術領域，尤其涉及一種SSD性能加速方法。

背景技術

SSD(固態硬盤)已經被廣泛應用于各種場合，隨著PC的性能要求提升，對于性能影響瓶頸的存儲設備的性能優化已經成為業界主要技術攻關點。在目前主流的OED/ODM廠商中，一些測試工具能夠模擬客戶典型應用場景，對磁盤進行性能測試。在這些測試序列中，其部分特征對于命令響應延遲以及服務時間要求很強，如何進行針對性的優化，是提升產品性能的關鍵措施。

圖1是典型SSD讀響應處理流程；主機提交讀命令到SSD的前端模塊；SSD前端模塊將命令分割成映射單元(典型如4KB),提交到讀寫緩沖區管理模塊；讀寫緩沖區管理模塊從緩存Memory中(典型如DRAM)分配空間，后再提交操作請求到映射表管理模塊中；映射表管理模塊負責把邏輯地址轉換成NAND物理地址，后再提交操作請求到后端模塊，后端模塊根據物理地址發起對NAND讀請求，并等待NAND操作請求完成，此時數據已經加載到預先分配的Memory中，控制操作請求依次返回上層模塊。前端模塊接收到完成的控制操作請求后，構建數據傳輸命令，實際發起對主機的數據傳輸。從上面整個流程來看，從SSD接收到主機命令，到真正發起數據傳輸，中間需要經過眾多環節，命令的響應延遲以及服務時間很大。

發明內容

針對以上缺陷，本發明目的在于如何提高對用戶數據存在大量全0情況的數據的讀和寫速度，降低對FLASH的寫放大。

為了實現上述目的，本發明提供了一種SSD性能加速方法,SSD控制器通過前端模塊接收主機寫命令,并將主機寫命令分割成以LBA為單位的映射單元,多個連續的LBA組成一個LPA，提交到讀寫緩沖區模塊,讀寫緩沖區管理模塊從緩存中分配緩存空間,其特征在于增加模式識別模塊,啟動數據傳輸將數據寫入到分配的緩存空間,模式識別模塊對緩存的數據進行識別,判斷同一個LPA的對應數據是否為全0,如果是則將地址映射表中該LPA表項對應的no-map特征值修改為1,并直接返回寫入完成；如果為非全0,則提交操作請求到映射表管理模塊,映射表管理模塊負責把邏輯地址轉換成NAND物理地址,提交操作請求到后端模塊，后端模塊根據物理地址發起對NAND寫請求。

所述的SSD性能加速方法，其特征在于SSD控制器通過前端模塊接收主機讀命令，讀寫緩沖區管理模塊從緩存中分配緩存空間,映射表管理模塊查詢命令對應的LPA的映射表項，判斷該LPA表項對應的no-map特征值是否為1，如果是則從讀寫緩沖區中預先格式化好數據全為0的緩存區傳輸數據給主機；否則提交操作請求到映射表管理模塊,映射表管理模塊負責把邏輯地址轉換成NAND物理地址,提交操作請求到后端模塊，后端模塊根據物理地址發起對NAND讀請求。

本發明在寫入時，引入了”模式識別”模塊，通過將全0的用戶數據寫入轉換成映射表寫入，從而極大地降低了寫放大。而在讀出的過程，預先在內存中格式化好全0的讀緩沖區。當主機讀取此前的全0寫入的數據時，通過查詢映射表可知其為no-map的，故直接從格式化好的讀緩沖區返回數據給主機。由于不需要從NAND上加載數據，此命令的響應延遲能夠得到大大的提升。

附圖說明

圖1是典型SSD讀響應處理流程；

圖2是SSD內部映射表構成示意圖；

圖3是寫入路徑優化策略示意圖；

圖4是寫入路徑優化后帶來的收益說明圖；

圖5是寫入路徑優化后后續主機讀數據的響應流程圖。

具體實施方式