[發(fā)明專利]固態(tài)硬盤、垃圾回收及控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010162420.5
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN113377278A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳忠杰
• 申請（專利權(quán)）人: 阿里巴巴集團(tuán)控股有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京太合九思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11610
• 代理人: 張愛;劉戈

本申請實(shí)施例提供一種固態(tài)硬盤、垃圾回收及控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)。在本申請實(shí)施例中，SSD面向主機(jī)端提供GC控制接口，基于該GC控制接口，主機(jī)端可靈活地控制SSD內(nèi)部的GC操作，為提高SSD的單GB性能提供了條件。如果主機(jī)端需要保證IO讀寫操作的性能，可對GC操作和IO讀寫操作進(jìn)行分時(shí)調(diào)度，降低GC背景流量對SSD的IO讀寫操作的影響，保證SSD內(nèi)部的總線給IO讀寫操作獨(dú)享，提高SSD的單GB性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)硬盤、垃圾回收及控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(Solid State Drive，SSD)，俗稱固態(tài)硬盤，是使用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的一類硬盤，相比于傳統(tǒng)硬盤，其有更高速度，更低功耗，更低噪音等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越受歡迎。

垃圾回收(Garbage Collection，GC)是SSD內(nèi)部的重要操作。簡單來看，GC過程是將幾個(gè)物理塊(Block)中的有效數(shù)據(jù)全部遷移到一個(gè)新的Block中，然后將這幾個(gè)Block擦除以產(chǎn)生可用Block的過程。

現(xiàn)有SSD的GC操作會帶來比較明顯的寫放大問題，這些寫放大會成為SSD內(nèi)部的背景流量。GC背景流量會降低SSD的IO讀寫操作的帶寬，致使SSD的單GB性能越來越低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的多個(gè)方面提供一種固態(tài)硬盤、垃圾回收及控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，用以提供一種新的GC解決方案，降低GC背景流量對SSD的IO讀寫操作的影響，為提高SSD的單GB性能提供條件。

本申請實(shí)施例提供一種固態(tài)硬盤SSD，所述SSD面向主機(jī)端提供垃圾回收GC控制接口，所述SSD包括控制器和由所述控制器所控制的存儲介質(zhì)；所述控制器，用于獲取所述主機(jī)端基于所述GC控制接口下發(fā)的GC命令，根據(jù)所述GC命令針對所述存儲介質(zhì)執(zhí)行GC操作。

本申請實(shí)施例還提供一種垃圾回收GC方法，適用于固態(tài)硬盤SSD的控制器，所述SSD面向主機(jī)端提供有GC控制接口；所述方法包括：獲取所述主機(jī)端基于所述GC控制接口下發(fā)的GC命令；根據(jù)所述GC命令對所述SSD的存儲介質(zhì)執(zhí)行GC操作。

本申請實(shí)施例還提供一種垃圾回收GC控制方法，適用于主機(jī)端，所述主機(jī)端掛載有固態(tài)硬盤SSD，所述SSD面向主機(jī)端提供有GC控制接口；所述方法包括：確定所述SSD提供的GC控制接口；基于所述GC控制接口，向所述SSD下發(fā)GC命令，以控制所述SSD執(zhí)行GC操作。

本申請實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，掛載有固態(tài)硬盤SSD，所述SSD面向所述計(jì)算機(jī)設(shè)備提供有垃圾回收GC控制接口，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備還包括非固態(tài)硬盤型的存儲介質(zhì)和處理器；所述非固態(tài)硬盤型的存儲介質(zhì)中存儲有GC控制程序；所述處理器執(zhí)行所述GC控制程序，可通過所述GC控制接口向所述SSD下發(fā)GC命令，以控制所述SSD執(zhí)行GC操作。

本申請實(shí)施例還提供一種基于固態(tài)硬盤SSD的存儲系統(tǒng)，包括主機(jī)和掛載于所述主機(jī)上的SSD；所述SSD面向所述主機(jī)提供有GC控制接口；所述主機(jī)可基于所述GC控制接口，向所述SSD下發(fā)GC命令；所述SSD包括：控制器和由所述控制器所控制的存儲介質(zhì)；其中，所述控制器，用于獲取所述主機(jī)基于所述GC控制接口下發(fā)的GC命令，根據(jù)所述GC命令針對所述存儲介質(zhì)執(zhí)行GC操作。

本申請實(shí)施例還提供一種云存儲系統(tǒng)，包括分布式部署的多個(gè)SSD；每個(gè)SSD面向可對其進(jìn)行訪問的上層應(yīng)用端提供GC控制接口；所述上層應(yīng)用端可基于所述GC控制接口，向其需要訪問的SSD下發(fā)GC命令；每個(gè)SSD包括控制器和由所述控制器所控制的存儲介質(zhì)；其中，所述控制器，用于獲取所述上層應(yīng)用端基于所述GC控制接口下發(fā)的GC命令，根據(jù)所述GC命令針對所述存儲介質(zhì)執(zhí)行GC操作。

本申請實(shí)施例還提供一種存儲有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被控制器執(zhí)行時(shí)，致使所述控制器實(shí)現(xiàn)本申請實(shí)施例提供的垃圾回收方法中的步驟。