[发明专利]一种闪存数据管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及固态存储技术领域，尤其涉及一种闪存数据管理方法及系统。 

背景技术

在现有固态硬盘的FTL(Flash Translation layer，闪存转换层)中，基于页映射技术都是将NAND FLASH(NAND型闪存)的物理页大小作为逻辑页大小，即物理页和逻辑页是一一对应的。虽然主机系统的最小操作单位为逻辑块，其大小为512B，但是实际读写文件往往是4KB(由文件系统决定)，以往的NAND FLASH的物理页大小都是不大于4KB，所以无需区分逻辑页和物理页。但目前NAND FLASH的物理页大小主要是8KB/16KB，甚至更大。在这种情况下，仍然采用物理页作为逻辑页，主机随机写入会产生大量4KB大小的操作，那么操作的颗粒度和实际物理页大小产生矛盾。如图1所示，当主机(host)写入4KB数据时，固态硬盘首先根据映射表从物理页(PPA)x中读取12K数据，和主机的4KB数据合并后，再写入物理页t中。即产生大量的RMW(Read-Modify-Write，读-修改-写)操作，不仅影响写入性能，而且使垃圾页回收频繁发生，从而WA(Write Amplification，写放大)变大，减少固态硬盘的寿命。 

综上可知，现有的闪存数据管理方法及系统在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。 

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种闪存数据管理方法及系统，能够根据物理页大小和逻辑页大小情况，将多个逻辑页映射到同一物理页内，有利于减少RMW的发生，提高写性能。 

为了实现上述目的，本发明提供一种闪存数据管理方法，所述方法包括： 

建立多个逻辑页映射到同一物理页的逻辑物理地址映射表，所述逻辑物理地址映射表以逻辑页为索引，每个逻辑页对应一个物理页值，该物理页值包括分别指向实际物理页地址和对应一个逻辑页的索引值的数据段； 

在写数据操作时将该逻辑页映射到一物理页并更新所述逻辑物理映射表，或者在读数据操作时则根据所述逻辑页读取逻辑物理地址映射表，索引到相应的物理页。 

根据本发明的闪存数据管理方法，所述将该逻辑页映射到一物理页并更新逻辑物理映射表之前还包括： 

将文件系统发来的多个逻辑块根据逻辑页的大小转换为逻辑页； 

判断物理页是否需要更新； 

是则获取新的物理页作为最新物理页并设置物理页更新标志，否则直接设置物理页更新标志。 

根据本发明的闪存数据管理方法，判断物理页是否需要更新的步骤具体为： 

首先查询当前记录的最新物理页的更新标志值是否大于阈值，该阈值为对应同一物理页的逻辑页的个数； 

若大于需要更新物理页，若不大于则不需要更新物理页。 

根据本发明的闪存数据管理方法，所述根据该逻辑页读取逻辑物理映射表，索引到相应的物理页的步骤之前还包括： 

判断逻辑页是否为无效逻辑页； 

若是则直接将当前物理页传递给闪存管理模块进行操作，否则根据所述逻辑页更新所述逻辑物理地址映射表后再将当前物理页传递给闪存管理模块进行操作。 

根据本发明的闪存数据管理方法，所述根据该逻辑页读取逻辑物理地址映射表，索引到相应的物理页的步骤之前还包括； 

将文件系统发来的多个逻辑块根据逻辑页的大小转换为逻辑页。 

根据本发明的闪存数据管理方法，所述根据该逻辑页读取逻辑物理地址映射表，索引到相应的物理页的步骤之后还包括； 

检查该物理页是否为无映射； 

如果是则设置无映射标志然后将该物理页传递给闪存管理模块进行操作；否则直接将该物理页传递给闪存管理模块进行操作。 

根据本发明的闪存数据管理方法，所述方法还包括： 

建立多个逻辑页级别的第二级缓存以及一个物理页级别的第一级缓存； 

接收数据管理通道写入数据所操作的起始逻辑块和逻辑长度； 

根据逻辑页的大小将写入的逻辑块转化成逻辑页； 

判断所述逻辑页是否命中所述第二级缓存，若命中则根据逻辑页所含逻辑块的信息更新所述第二级缓存中数据，若未命中判断所述第一级缓存是否溢出； 

若未溢出，将该逻辑页作为新第二级缓存，更新所述第一级缓存； 

若溢出则将第一级缓存和第二级缓存中的数据刷出写入闪存，创建一个新的第一级缓存，将该逻辑页作为新的第二级缓存，并更新所述第一级缓存。