[發明專利]針對隨機寫性能優化的免外置緩存的SSD映射表算法

在審

• 申請號: 202111662237.2
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114661229A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 劉松寧
• 申請（專利權）人: 無錫芯銘微電子有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/0804;G06F12/0873
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種針對隨機寫性能優化的免外置緩存的SSD映射表算法，包括：當SSD處理一筆新的寫入命令請求時，通過哈希算法獲得該寫入命令的邏輯地址LTA對應查詢索引表WLT鏈表位置；查詢地址緩存表WCT的緩存狀態后，插入或更新邏輯地址LTA到地址緩存表WCT；地址緩存表WCT更新完查詢索引表WLT檢索鏈表后，根據邏輯地址LTA，計算緩存刷新索引表UT鏈表的位置，并更新緩存刷新索引表UT信息；當地址緩存表WCT滿足刷新條件后，將地址緩存表WCT的地址信息刷新到計算機閃存設備NAND中，并釋放地址緩存表WCT對應元素。本發明同步引入了查詢索引表和刷新索引表，通過查詢索引表和緩存刷新索引表對地址緩存表進行高效管理。

技術領域

本發明屬于固態硬盤技術領域，更具體涉及一種針對隨機寫性能優化的免外置緩存的SSD映射表算法。

背景技術

隨著固態硬盤技術的發展，目前越來越多的固態硬盤取消了外置緩存(DDR)，這一方面帶來了硬盤成本和功耗的降低，推動了固態硬盤的應用普及；但同時給硬盤的性能設計帶來了挑戰。傳統的帶外置緩存固態硬盤設計中，外置緩存用來存放完整的邏輯地址到物理地址的映射表，硬盤的隨機性能有不錯的表現，取消外置緩存后，映射表只能部分暫存在主控內部的很小的緩存空間中，映射表往往需要從內存中進行頻繁交換，極大的降低了系統的隨機性能。在較大范圍內的隨機寫入的場景應用中，相比于有外置緩存的SSD，性能往往有數量級的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種隨機性能較高的針對隨機寫性能優化的免外置緩存的SSD映射表算法。

根據本發明的一個方面，提供了一種針對隨機寫性能優化的免外置緩存的SSD映射表算法，包括：

當SSD處理一筆新的寫入命令請求時，通過哈希算法獲得該寫入命令的邏輯地址LTA對應查詢索引表WLT鏈表位置；

查詢地址緩存表WCT的緩存狀態后，插入或更新邏輯地址LTA到地址緩存表WCT；

地址緩存表WCT更新完查詢索引表WLT檢索鏈表后，根據邏輯地址LTA，計算緩存刷新索引表UT鏈表的位置，并更新緩存刷新索引表UT信息；

當地址緩存表WCT滿足刷新條件后，將地址緩存表WCT的地址信息刷新到計算機閃存設備NAND中，并釋放地址緩存表WCT對應元素。

在一些實施方式中，所述地址緩存表WCT用于緩存每一筆寫入數據的邏輯地址LTA和對應的閃存物理地址PPA。

在一些實施方式中，所述地址緩存表WCT刷新包括：

讀取待刷新的地址緩存表WCT鎖在緩存刷新索引表UT對應的L2P表項；

將相同的緩存刷新索引表UT對應的地址緩存表WCT逐個刷新到L2P中；

L2P刷新完成后，更新L2P到計算機閃存設備NAND中，并更新緩存刷新索引表UT表項中對應閃存物理地址PPA值；

釋放更新完成后的地址緩存表WCT到空閑鏈表。

在一些實施方式中，所述查詢索引表WLT用于查詢地址緩存表WCT指定邏輯地址LTA的緩存狀態，址緩存表WCT中各個有效元素都屬于記錄在對應的查詢索引表WLT中。

在一些實施方式中，所述查詢索引表WLT的表頭元素所在位置通過哈希函數：WLT[index]＝hash(LTA)計算獲得。

在一些實施方式中，所述查詢索引表WLT鏈表數組的更新包括：

寫緩存刷新；寫入指定邏輯地址LTA；從地址緩存表WCT中檢查并獲得空表項；根據邏輯地址LTA計算哈希值，作為該筆寫入邏輯地址LTA的查詢索引表WLT索引序號；將從地址緩存表WCT中檢查并獲得空表項的序號填入上一步驟中查詢索引表WLT對應的索引序列中；