[發明專利]一種利用數據冷熱屬性存儲數據的方法及裝置

有效

• 申請號: 201811268266.9
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109558075B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 龔暉
• 申請（專利權）人: 珠海妙存科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 俞梁清

本發明提出一種利用數據冷熱屬性存儲數據的方法，包括以下步驟：S100)從系統處分別收集并保存閃存中冷數據和熱數據的分布特征；S200)在閃存中分配出冷數據存儲區和熱數據存儲區；S300)當接收到數據處理任務時，通過預置規則，執行數據冷熱判斷，并當判斷待處理數據為冷數據時，將數據存儲在冷數據存儲區，否則，將數據存儲在熱數據存儲區。

技術領域

本發明涉及閃存數據管理技術領域，特別涉及一種利用數據冷熱屬性存儲數據的方法及裝置。

背景技術

NAND Flash(閃存)作為一種性能優秀的存儲設備，受到越來越廣泛的應用。受限于自身的物理特性，NAND Flash在使用過程中需要進行垃圾回收和磨損平衡操作。磨損平衡需要將擦除次數小的block(塊)內的有效數據搬到新的block，實際上利用了垃圾回收的操作。垃圾回收操作的效率高低會直接影響到寫入NAND Flash的數據量，進而影響到NANDFlash設備的壽命與性能。本發明的目的是提升NAND Flash設備的垃圾回收效率，提升NANDFlash設備的性能，延長NAND Flash設備的壽命。

NAND Flash獨特的擦寫特性使得block在被擦除之前不能寫入數據，故數據需要異地更新，這樣在之前的block中存儲的同一邏輯位置的數據就變成無效數據。使用過程中要想重新利用這些無效數據占據的物理page(頁)，就需要引入垃圾回收的機制。所謂垃圾回收，就是將已經寫入數據的block中的有效數據搬移到新的block，然后將被垃圾回收的block擦除后重新使用。

NAND Flash中每個block具有的使用壽命(PE cycle)一定，為了避免某些block被頻繁使用而被損壞，導致整個NAND Flash提前損壞，需要引入磨損平衡機制，盡可能保證所有的block的使用情況接近，從而延長NAND Flash的壽命。

NAND Flash設備的垃圾回收、磨損平衡操作是在后臺處理的，這些操作對于host來說是無效的，會影響到整個NAND Flash設備的性能和壽命。如何最大限度的減少這些額外操作帶來的影響，是NAND Flash閃存轉換層(FTL)設計必須要考慮的問題。

在嵌入式產品使用中，NAND Flash設備一般以獨立形式存在，其后臺實現的垃圾回收、磨損平衡操作對于系統來說是不可見的。NAND Flash設備實現垃圾回收、磨損平衡操作一般存在幾種形式：

1.不考慮數據的屬性，所有的數據混合在一起，回收到同一個block中，不考慮垃圾回收的效率；

2.NAND Flash設備內部統計被寫入數據的更新頻率，在一定程度上對數據的冷熱程度進行劃分，從而實現數據的隔離，提升垃圾回收的效率；

一般來說，NAND Flash設備在使用過程中與host聯動，主動獲取host發送數據的冷熱屬性，則可以很好地區分冷熱數據，實現冷熱數據的有效隔離，提升垃圾回收的效率。

現有的幾種設計方案各自存在一些使用限制：

在NAND Flash內部通過統計數據更新頻率等方法，可以在一定程度上區分數據的冷熱程度，但是無法準確區分冷熱數據，同時，由于需要記錄數據更新的頻率，需要消耗大量內存資源。

發明內容

本申請針對現有技術中存在的不區分冷熱數據或不能準確區分冷熱數據的問題，極大影響NAND Flash設備性能和使用壽命的不足，提出了一種利用數據冷熱屬性存儲數據的方法及裝置。

首先，本申請提出了一種利用數據冷熱屬性存儲數據的方法，包括以下步驟：

S100)從系統處分別收集并保存閃存中冷數據和熱數據的分布特征；

S200)在閃存中分配出冷數據存儲區和熱數據存儲區；