[發明專利]固態硬盤寫放大設定方法、系統、裝置及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202011403117.6
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112527194A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 張乾坤
• 申請（專利權）人: 北京浪潮數據技術有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉新雷

本申請公開了一種固態硬盤寫放大設定方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質，包括：獲取固態硬盤的寫放大相關參數；利用目標寫放大計算公式和寫放大相關參數，得到寫放大值最小時的目標熱數據op值和目標冷數據op值，設定固態硬盤的熱數據op值和冷數據op值，以使固態硬盤在目標負載類型下的寫放大最小，其中，目標寫放大計算公式為預先建立的基于目標負載類型下寫入指定數據量的條件下，構建的目標熱數據寫放大值和目標冷數據寫放大值與寫放大值之間的計算公式。本申請根據固態硬盤的負載類型，統計日常的冷熱數據占比和寫入量，得到最小寫放大所對應的冷熱數據的op值，提高了固態硬盤的使用壽命。

技術領域

本發明涉及存儲領域，特別涉及一種固態硬盤寫放大設定方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質。

背景技術

固態硬盤內部的數據根據更新的頻繁程度可以劃分為冷數據和熱數據，冷數據更新頻率慢，熱數據更新頻率快，這些數據一般會混雜在一起，因此產生了冷熱數據池用于把熱數據和冷數據區分開來。

固態硬盤存儲介質具有編寫前需要先擦除的特點，因此固態硬盤內部的數據只能采用update out of place的方式，當固態硬盤內的flash介質快用光的時候需要進行垃圾回收，產生寫放大。

寫入放大是閃存和固態硬盤中一種不良的現象，即實際寫入的物理數據量是寫入數據量的多倍。

由于閃存在可重新寫入數據前必須先擦除，而擦除操作的粒度與寫入操作相比低得多，執行這些操作就會多次移動(或改寫)用戶數據和元數據。因此，要改寫數據，就需要讀取閃存某些已使用的部分，更新它們，并寫入到新的位置，如果新位置在之前已使被用過，還需連同先擦除；由于閃存的這種工作方式，必須擦除改寫的閃存部分比新數據實際需要的大得多。此倍增效應會增加請求寫入的次數，縮短固態硬盤的壽命，從而減小固態硬盤能可靠運行的時間。增加的寫入也會消耗閃存的帶寬，此主要降低固態硬盤的隨機寫入性能。

為此，需要一種能夠減小寫放大的方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種固態硬盤寫放大設定方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質，能夠減小寫放大。其具體方案如下：

一種固態硬盤寫放大設定方法，包括：

獲取固態硬盤的寫放大相關參數；其中，所述寫放大相關參數包括所述固態硬盤的op值、所述固態硬盤目標負載類型下的熱數據占比、冷數據占比、熱數據寫入量占比和冷數據寫入量占比；

利用目標寫放大計算公式和所述寫放大相關參數，得到寫放大值最小時的目標熱數據op值和目標冷數據op值；

利用所述目標熱數據op值和所述目標冷數據op值，設定所述固態硬盤的熱數據op值和冷數據op值，以使所述固態硬盤在所述目標負載類型下的寫放大最小；

其中，所述目標寫放大計算公式為預先建立的基于所述目標負載類型下寫入指定數據量的條件下，構建的目標熱數據寫放大值和目標冷數據寫放大值與寫放大值之間的計算公式；所述固態硬盤的容量關系為冷數據池的總flash容量和熱數據池的總flash容量與所述固態硬盤的總flash容量之間的關系。

可選的，所述熱數據占比與所述冷數據占比之和為1，所述熱數據寫入量占比與所述冷數據寫入量占比之和為1。

可選的，所述當前寫放大計算公式為基于冷熱數據內部各自保持隨機均勻的特點，在采用greedy的垃圾回收策略下的寫放大計算公式；

當前寫放大計算公式：

式中，f(op)表示寫放大值。

可選的，所述固態硬盤的容量關系為：

sA·S·(1+opA)+sB·S·(1+opB)＝S·(1+op)；