[发明专利]用于缩放垃圾收集的方法和系统

说明书

本公开涉及用于缩放垃圾收集的方法和系统。计算机处理器确定过度供应比和主机写入图案。计算机处理器基于主机写入图案和过度供应比确定写入放大目标。计算机处理器确定陈旧性阈值，其中，陈旧性阈值与块的有效页与该块的总页之比对应。计算机处理器擦除具有超过陈旧性阈值的陈旧性的第一块。

技术领域

本发明一般涉及闪存存储器的领域，更特别地涉及垃圾收集缩放(garbagecollection scaling)。

背景技术

固态驱动器(“SSD”)是使用集成电路组件作为存储器以永久(persistently)存储数据的数据存储器件。SSD中的主要存储部件可以是NAND非易失性闪存存储器或NOR非易失性闪存存储器。NAND闪存和NOR闪存利用浮动栅极晶体管。NAND闪存和NOR闪存按照它们各自的组件所类似的逻辑门被命名。

SSD存储器的访问非常类似于块器件(block device)，诸如硬盘或存储卡。各块由许多页构成。页的尺寸可以例如为512、2048或4096字节。数据以称为页的单位被写入到闪存存储器。在可将新数据写入到页之前，该页必须被擦除。但是，为了擦除页，包含该页的块被擦除。垃圾收集是如下处理：其中，第一块被清空了包含被重写到第二块的有效数据的页，并且第一块被擦除以使第一块准备写入新的有效数据。垃圾收集可有助于写入放大(amplification)。写入放大指的是与闪存存储器和SSD相关的情形，其中写入的物理信息的实际量是想要写入的逻辑量的倍数。

发明内容

本发明的实施例提供用于缩放垃圾收集的方法、系统和计算机程序产品。计算机处理器确定过度供应比(over-provisioning ratio)和主机写入图案(host writepattern)。计算机处理器基于主机写入图案和过度供应比确定写入放大目标。计算机处理器确定陈旧性(staleness)阈值，其中，陈旧性阈值与块的有效页与该块的总页之比对应。计算机处理器擦除具有超过陈旧性阈值的陈旧性的第一块。

附图说明

图1是示出实现本发明实施例的存储环境的功能框图。

图2是根据本发明实施例的示出用于确定阈值的垃圾收集程序的操作的流程图。

图3是根据本发明实施例的示出用于响应于阈值执行垃圾收集的垃圾收集程序的操作的流程图。

图4示出根据本发明实施例的执行垃圾收集程序的主机计算系统的部件的框图。

具体实施方式

本发明的实施例认识到，延迟垃圾收集直到通常需要空页来容纳写入操作导致了“写入陡壁(cliff)”，这是由于增大写入放大而导致降低写入速度的时点(point)。本发明的实施例规定主动(proactive)的垃圾收集，以便提供更一致水平的写入放大。本发明的实施例还规定了确定指示无效页与块的总页之比的陈旧性阈值，并且基于陈旧性阈值执行垃圾收集，以便提供更一致的写入速度。本发明的实施例规定基于主机写入图案和写入放大目标来缩放陈旧性阈值。

本领域技术人员将知道，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以采取以下形式，即：完全的硬件实施方式，完全的软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)，或软件和硬件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各个方面可以采取在一个或更多个计算机可读介质中实现的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质上实现有计算机可读程序代码/指令。