[發(fā)明專利]一種提升固態(tài)硬盤穩(wěn)態(tài)性能的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810274356.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108595118A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李江龍;段亞會
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳憶聯(lián)信息系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 廣東廣和律師事務(wù)所 44298
• 代理人: 董紅海

本發(fā)明公開了一種提升固態(tài)硬盤穩(wěn)態(tài)性能的方法,其特征在于以基于時間刻度的調(diào)度策略增加對高延遲低優(yōu)先級的Erase請求的執(zhí)行過程的有效控制，首先將系統(tǒng)請求按類型進行優(yōu)先級設(shè)置,調(diào)度程序優(yōu)先按照優(yōu)先級順序調(diào)度請求的響應(yīng)；當(dāng)Erase請求已經(jīng)被調(diào)度執(zhí)行后，如果更高優(yōu)先級的請求到來時先判斷當(dāng)前Erase的請求被掛起的次數(shù)是否小于預(yù)先設(shè)置的閥值以及Erase請求在Nand Flash端已經(jīng)執(zhí)行的時間是否小于預(yù)設(shè)時間值，如果兩者均滿足則將正在調(diào)用的低優(yōu)先級的請求掛起,優(yōu)先執(zhí)行更高優(yōu)先級的請求。根據(jù)主機不同的命令操作類型對命令響應(yīng)的優(yōu)先級重新定義，并根據(jù)實際執(zhí)行和等待時間，綜合決定哪個命令先執(zhí)行，有效地提升了固態(tài)硬盤的穩(wěn)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提升固態(tài)硬盤穩(wěn)態(tài)性能的方法。

背景技術(shù)

穩(wěn)態(tài)場景中，固態(tài)硬盤用戶空間消耗殆盡，在Nand Flash層面，Block中無效數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)混雜，后臺會不斷地進行數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)的遷移、聚合，并發(fā)起Erase命令釋放出空閑Block，以應(yīng)對主機持續(xù)的寫請求。由于Nand Flash的Erase命令屬于高延遲請求，其執(zhí)行過程多達十幾毫秒，遠高于Program命令和Read命令，傳統(tǒng)設(shè)計中，一旦某個時刻發(fā)起Erase操作，在隨后的十幾毫秒內(nèi)，對應(yīng)的Die無法響應(yīng)低延遲的Program、Read命令直至Erase操作完成，表現(xiàn)的結(jié)果就是主機請求的延遲比較大。另外在穩(wěn)態(tài)場景中，請求的類型分布和請求的飽和度無法準(zhǔn)確預(yù)估，所以無法簡單地根據(jù)Erase請求之后是否有其他的Write、Read請求來決定是否發(fā)起Erase操作。存在一種典型的場景：某個時刻只有Erase請求，而隨后的時刻有一批關(guān)鍵性的Read請求，理想情況是Erase請求執(zhí)行后，關(guān)鍵性的Read請求打斷Erase請求的執(zhí)行過程再優(yōu)先響應(yīng)Read請求，待處理完Read請求后再繼續(xù)響應(yīng)Erase請求，這樣系統(tǒng)可以利用Erase操作Nand Flash不能響應(yīng)其他命令的這段時間來處理關(guān)鍵性Read請求讀取的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的總體響應(yīng)效率變得更高。而傳統(tǒng)設(shè)計是無法應(yīng)對這種典型場景的，因為一旦發(fā)起Erase操作后，其后的請求只能等待。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上缺陷，本發(fā)明目的在于如何提升固態(tài)硬盤穩(wěn)態(tài)性能及穩(wěn)態(tài)性能的一致性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種提升固態(tài)硬盤穩(wěn)態(tài)性能的方法,其特征在于以基于時間刻度的調(diào)度策略增加對高延遲低優(yōu)先級的Erase請求的執(zhí)行過程的有效控制，首先將系統(tǒng)請求按類型進行優(yōu)先級設(shè)置,Read請求>Write請求>Erase請求,調(diào)度程序優(yōu)先按照優(yōu)先級順序調(diào)度請求的響應(yīng)；當(dāng)Erase請求已經(jīng)被調(diào)度執(zhí)行后，如果更高優(yōu)先級的請求到來時先判斷當(dāng)前Erase請求被掛起的次數(shù)是否小于預(yù)先設(shè)置的閥值以及Erase請求在Nand Flash端已經(jīng)執(zhí)行的時間是否小于預(yù)設(shè)時間值，如果兩者均滿足則將正在調(diào)用的低優(yōu)先級的請求掛起Suspend,優(yōu)先執(zhí)行更高優(yōu)先級的請求。

所述的提升固態(tài)硬盤穩(wěn)態(tài)性能的方法,其特征在于還包括Erase請求已經(jīng)執(zhí)行時間計時器Terase，用于記錄當(dāng)前Erase請求實際執(zhí)行的時間，當(dāng)前正在執(zhí)行Erase請求時，當(dāng)更高優(yōu)先級的請求到來時，先查詢Terase是否小于2/3*TT，TT為Erase請求操作執(zhí)行所需時間，如果小于則再判斷當(dāng)前被調(diào)用的更低優(yōu)先級的請求被掛起的次數(shù)是否達到預(yù)先設(shè)置的閥值，如果為達到則將正在調(diào)用的低優(yōu)先級的請求掛起,優(yōu)先執(zhí)行更高優(yōu)先級的請求；否則繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前Erase操作。

所述的提升固態(tài)硬盤穩(wěn)態(tài)性能的方法,其特征在于Terase在Erase Suspend是暫停計數(shù)，在Erase Resume時繼續(xù)計數(shù)。

本發(fā)明通過根據(jù)主機不同的命令操作類型對命令響應(yīng)的優(yōu)先級重新定義，并根據(jù)實際執(zhí)行和等待時間，綜合決定哪個命令先執(zhí)行，有效地提升了固態(tài)硬盤的穩(wěn)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的一致性。

附圖說明

圖1是Erase請求的調(diào)度流程。