[發明專利]降低NVMe固態硬盤寫放大的方法、裝置及計算機設備

在審

• 申請號: 202010011209.3
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111209226A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 付東松;鄒一凡;張健
• 申請（專利權）人: 深圳憶聯信息系統有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 黃文鋒

本申請涉及一種降低NVMe固態硬盤寫放大的方法、裝置、計算機設備及存儲介質，其中該方法包括：獲取固態硬盤支持的Stream個數、Stream ID以及每個Stream的SGS信息；為每個Stream分配獨立的SGS寫入點；根據應用程序中應用數據的刷新頻率將不同刷新頻率的數據綁定到對應的Stream中；根據建立好的綁定關系，為應用程序構建的所有寫命令指定Stream ID；根據寫命令中指定的Stream ID，將數據寫入對應獨立的SGS寫入點。本發明利用NVMe的Stream功能將不同刷新頻率的數據流進行分離，并為每個Stream建議獨立的寫入點，使得同一刷新頻率的數據只存儲到同一個SGS寫入點，從而大大降低了SSD的寫放大。

技術領域

本發明涉及固態硬盤技術領域，特別是涉及一種降低NVMe固態硬盤寫放大的方法、裝置、計算機設備及存儲介質。

背景技術

目前，NVMe搭配Nand Flash存儲介質的固態硬盤借助于它的高性能和低功耗優勢正漸漸應用于消費級和企業級市場。在某些情況下，主機端可能會有多個應用程序將用戶數據寫入SSD，不同應用程序的數據流具有不同的刷新頻率(冷熱程度)，每個應用程序的數據可能會被主機拆分成多個命令發給SSD，而且不同應用程序的命令會互相交叉在一起發往SSD，如圖1所示。

在現有技術中，由于現有固件技術無法有效區分這些命令(數據)的刷新頻率，只能按照主機下發命令的順序將數據寫到閃存的物理塊中，所以不同刷新頻率的數據會寫入到同一個物理塊，如圖1所示。因此，后續隨著熱數據的頻繁刷新會產生很多垃圾塊(物理塊同時包含有效數據和無效數據)，頻繁觸發垃圾回收任務，這會導致SSD的寫放大(閃存寫入數據量與主機寫入數據量的比值)急劇增大，從而降低SSD的壽命。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種可以實現降低NVMe固態硬盤寫放大的方法、裝置、計算機設備及存儲介質。

一種降低NVMe固態硬盤寫放大的方法，所述方法包括：

獲取固態硬盤支持的Stream個數、Stream ID以及每個Stream的SGS信息；

為每個Stream分配獨立的SGS寫入點；

根據應用程序中應用數據的刷新頻率將不同刷新頻率的數據綁定到對應的Stream中；

根據建立好的綁定關系，為應用程序構建的所有寫命令指定Stream ID；

根據寫命令中指定的Stream ID，將數據寫入對應獨立的SGS寫入點。

在其中一個實施例中，所述根據寫命令中指定的Stream ID，將數據寫入對應獨立的SGS寫入點的步驟還包括：

接收主機命令并獲得命令的Stream ID＝Directive Specific；

判斷Stream_Directive Specific寫入點的SGS是否寫滿；

若未寫滿，則將數據寫入Stream_Directive Specific的寫入點。

在其中一個實施例中，在所述判斷Stream_Directive Specific寫入點的SGS是否寫滿的步驟之后還包括：

若已寫滿，則將Stream_Directive Specific寫入點的SGS遷移至SGS數據池；

從SGS空閑池獲得新的SGS作為Stream_Directive Specific的新寫入點，并將數據寫入所述新寫入點。

在其中一個實施例中，所述SGS表示固態硬盤為每個Stream預設的閃存寫入單元，包括多個物理塊，用于存儲對應的Stream數據，當所述閃存寫入單元的空間用盡時，固態硬盤重新分配SGS大小的閃存寫入單元給對應的Stream。