[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811064458.8
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN110895445B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱志明
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 宋興;劉芳

本申請?zhí)峁┮环N數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主機(jī)和固態(tài)硬盤SSD，主機(jī)通過第一存儲傳輸協(xié)議與SSD進(jìn)行通信；主機(jī)，用于向SSD發(fā)送預(yù)分配指令，預(yù)分配指令用于指示SSD根據(jù)預(yù)分配指令在SSD中預(yù)分配第一存儲空間，預(yù)分配指令包括起始邏輯地址和長度；SSD，用于接收預(yù)分配指令，并根據(jù)起始邏輯地址和長度確定至少一個第一邏輯地址，以及為至少一個第一邏輯地址中的每個第一邏輯地址在SSD中映射一個第一物理地址，得到第一存儲空間。以此提高SSD的數(shù)據(jù)寫入的速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及存儲器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

固態(tài)硬盤(solid state drives，SSD)由多個閃存(flash)介質(zhì)組成，存儲空間在寫入數(shù)據(jù)后，需要先擦除才能再次寫入。數(shù)據(jù)以頁為單位寫入SSD，以頁為單位擦除無效數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)不斷寫入，可用存儲空間越來越少。固態(tài)硬盤會定期執(zhí)行垃圾回收，將待回收的塊中有效數(shù)據(jù)搬遷至其他空閑頁，然后，擦除待回收的塊的數(shù)據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)存儲空間的回收。但是，如果在數(shù)據(jù)寫入過程中執(zhí)行垃圾回收，會導(dǎo)致SSD的讀寫速度變慢，影響SSD的性能。

如何降低垃圾回收對SSD寫操作的影響成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)，可以降低垃圾回收對SSD寫操作的影響，提高了SSD的寫入速度。

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主機(jī)和固態(tài)硬盤SSD，所述主機(jī)通過第一存儲傳輸協(xié)議與所述SSD進(jìn)行通信：

所述主機(jī)，用于向所述SSD發(fā)送預(yù)分配指令，所述預(yù)分配指令用于指示所述SSD在所述SSD中分配第一存儲空間，所述預(yù)分配指令包括起始邏輯地址和長度；

所述SSD，用于接收所述預(yù)分配指令，根據(jù)所述起始邏輯地址和所述長度確定至少一個第一邏輯地址，以及為所述至少一個第一邏輯地址中每個第一邏輯地址在所述SSD中映射一個第一物理地址，得到所述第一存儲空間。

其中，所述第一存儲傳輸協(xié)議可為如下中的任一項：非易失性高速傳輸總線NVMe協(xié)議、基于網(wǎng)絡(luò)的非易失性高速傳輸總線NoF協(xié)議、因特網(wǎng)小型計算機(jī)系統(tǒng)接口iSCSI協(xié)議、小型計算機(jī)系統(tǒng)接口SCSI協(xié)議。

該方案的系統(tǒng)，主機(jī)向SSD發(fā)送預(yù)分配指令，SSD根據(jù)預(yù)分配指令在SSD中預(yù)分配存儲空間，提前分配預(yù)留的存儲區(qū)域，因此，當(dāng)該系統(tǒng)的SSD中數(shù)據(jù)寫入時，可以根據(jù)預(yù)分配存儲空間的邏輯地址和物理地址的映射關(guān)系，將數(shù)據(jù)寫入到預(yù)分配的存儲區(qū)域，避免觸發(fā)垃圾回收，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速寫入，提高數(shù)據(jù)寫入速度。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述主機(jī)還用于：當(dāng)所述系統(tǒng)的輸入/輸出I/O負(fù)載小于或等于第一閾值時，向所述SSD發(fā)送所述預(yù)分配指令。該方案的系統(tǒng)，可以減少預(yù)分配過程對系統(tǒng)的其它性能的影響。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述主機(jī)還用于：當(dāng)所述系統(tǒng)初始化時，向所述SSD發(fā)送所述預(yù)分配指令。該方案的系統(tǒng)，適用為所述系統(tǒng)做掉電保護(hù)的場景，所述預(yù)分配指令對應(yīng)的存儲空間為所述分配的在掉電時用于存儲文件系統(tǒng)或者操作系統(tǒng)或者其它應(yīng)用的元數(shù)據(jù)的存儲空間的至少部分。因此，在所述系統(tǒng)初始化時，即向所述SSD發(fā)送所述預(yù)分配指令，使得該方案的系統(tǒng)可以最大限度的實(shí)現(xiàn)將所述系統(tǒng)掉電時緊急保持的文件系統(tǒng)或者操作系統(tǒng)或者其它應(yīng)用的元數(shù)據(jù)快速的寫入SSD中。這是因為，掉電是隨時都可能發(fā)生的，越早發(fā)送所述預(yù)分配指令，實(shí)現(xiàn)將所述系統(tǒng)掉電時緊急保持的文件系統(tǒng)或者操作系統(tǒng)或者其它應(yīng)用的元數(shù)據(jù)快速的寫入SSD中的幾率就越大。