[发明专利]一种基于混合存储设备的数据读写方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于计算机数据存储技术领域，更具体地，涉及一种基于混合存储设备的数据读写方法与系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，计算机系统中处理器数目增多，存储系统面临的压力因此也越来越大。一些熟知、关键的应用程序逐渐偏向于以数据为中心，而非以计算为中心。故当今面临主要问题之一是在一个大规模高性能计算机系统设计下，存储系统不能维持与之匹配的性能增长率。处理器和存储系统的速度差异成为计算机性能的一大瓶颈。

现有的存储系统主要是分层存储结构，根据不同介质访问速度、容量大小的特性将存储介质放在存储系统的不同层次。不同的存储介质构成了计算计存储系统中的处理器缓存、主存、外存。在特定的一个系统中，存储结构的每一层都是由一种存储介质构成。

用固态盘SSD（Solid State Disk）作为外存是近年来的趋势。基于闪存的固态盘具有擦后写的特性，故系统对固态盘的读写请求需要地址映射表对请求的地址进行解析，实现逻辑地址到物理地址的转换。闪存的擦后写特性使得写操作后需要进行地址映射表的更新操作；此外固态盘属于粗粒度读写介质，读写单元为页，所以在更新地址映射表时还会带来大量的额外写开销。

发明内容

为了弥补现有技术中分层存储系统存在的局限，减小额外写开销、提高读写效率，本发明提出了基于外存的混合存储设备的数据读写处理的方法和装置，并针对其设计了新的地址映射表。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于混合存储设备的数据读写方法，其特征在于，所述混合存储设备包括非易失的小粒度寻址介质与非易失的大粒度寻址介质，所述非易失的小粒度寻址介质与非易失的大粒度寻址介质统一编址；所述非易失的小粒度寻址介质中存储有地址映射表，所述地址映射表中包含至少一条地址映射记录，每条地址映射记录包括逻辑地址、与所述逻辑地址对应的物理地址以及对应所述逻辑地址的写操作次数；所述方法包括：接收操作请求；解析所述操作请求的逻辑地址，通过所述地址映射表确定所述操作请求对应的数据在所述混合存储设备中的物理地址；根据所述物理地址，在相应存储介质中的相应位置读写数据。

具体地，当所述操作请求为读请求时：

解析所述读请求的逻辑地址，通过所述混合存储设备中的地址映射表判定所述读请求对应的数据在所述混合存储设备中的物理存储位置；

当判定所述读请求对应的数据的物理存储位置为所述非易失的大粒度寻址介质时，从所述非易失的大粒度寻址介质中相应位置读取数据；

当判定所述读请求对应的数据的物理存储位置为所述非易失的小粒度寻址介质时，从所述非易失的小粒度寻址介质中相应位置读取数据。

具体地，当所述操作请求为写请求时：

解析所述写请求的逻辑地址，查找所述混合存储设备的地址映射表；

若所述地址映射表中未找到所述写请求逻辑地址的对应表项，则分配新的空间，在新分配的空间进行写操作；

若所述地址映射表中有对应写请求逻辑地址的对应表项，通过所述地址映射表判定所述写请求对应的数据在所述混合存储设备中的物理存储位置；

当判定所述写请求对应的数据的物理存储位置为所述非易失的大粒度寻址介质时，则在所述非易失的大粒度寻址介质中进行相应写操作；

当判定所述写请求对应的数据的物理存储位置为所述非易失的小粒度寻址介质时，则在所述非易失的小粒度寻址介质中进行相应写操作。

具体地，若所述地址映射表中未找到所述写请求逻辑地址的对应表项，则分配新的空间，在新分配的空间进行写操作，具体包括：

判断所述存储设备的非易失的小粒度寻址介质的空间是否分配完毕；

如果是，则从所述混合存储设备的非易失的大粒度寻址介质中分配相应的空间进行所述写操作；

如果否，则从所述混合存储设备的非易失的小粒度寻址介质设备中分配相应的空间进行所述写操作。

进一步地，则所述方法还包括：

若所述地址映射表中未找到所述写请求逻辑地址的对应表项，则在所述地址映射表中新增一项，记录所述写请求逻辑地址和物理地址的对应关系，并将所述新增表项中记录对应的写次数置为一；

若所述地址映射表中有所述写请求逻辑地址的对应表项，则判定所述写请求对应的数据在所述混合存储设备中的物理存储位置；

当判定所述写请求对应的数据的物理存储位置为所述固态盘时，则将所述对应地址映射表项中记录写次数的数据自增一，并修改对应的映射关系；