[发明专利]固态硬盘的数据处理的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总体说来涉及存储领域。更具体地讲，涉及固态硬盘的数据处理的方法和设备。

背景技术

固态硬盘(Solid State Drives，SSD)，简称固盘，SSD是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。SSD采用存储芯片存储数据。SSD包括若干个块(Block)，每个Block包含若干个页(Page)，每个页包括若干个位，Block为擦除时的基本单位，Page为数据读写的基本单位。对于传统硬盘HDD(Hard Disk Drive)，有数据需要更新时，可以直接在原来的地址上覆盖写入。而对于SSD，由于其存储介质的特性，SSD中每个Page需要先进行擦除后才能写入，所以SSD在更新数据时，会先把更新的数据写入到空白的Page，然后把原来存储数据的Page设置为无效页，这样就完成了一次更新操作。SSD在删除数据时，将把存储被删除的数据的Page设置为无效页。被设置为无效页的Page未经过擦除之前是不能再次被写入的，这样的Page也叫做垃圾Page。随着数据的写入，垃圾Page越来越多，可用的空白Page越来越少，此时SSD会选取一些Block，将这些Block中有效Page上存储的数据搬移到其他空白的Page上，然后再擦除这些Block。这个过程称作垃圾回收(Garbage Collection,GC)，垃圾回收后会生成新的空白Page供数据写入使用。

在GC时，SSD需要对Block进行筛选，找出包含有效Page比较少的Block，以保证在GC时搬移的Page尽量少，因此需要对Block进行遍历，挑选出合适的Block后再进行有效数据的搬移。遍历操作和搬移操作均会消耗一定的时间。随着数据的不断写入，SSD上存储的数据会变的越来越碎片化，GC操作也会执行得越来越频繁，SSD性能会出现一定程度的下降。

以下将参照图1-图3描述现有技术中SSD写入数据、删除数据以及垃圾回收的过程。图1示出现有的在SSD中分别写入第三数据和第四数据后的数据分布示例。如图1所示，第三数据的一部分和另一部分被分别存储在第一 块和第二块中，第四数据的一部分和另一部分也被分别存储在第一块和第二块中。

图2示出现有的将图1中的第三数据删除之后的SSD中数据分布的示例。如图2所示，第一块和第二块中存储第三数据的页都被设置为了无效页。

图3示出将图2中的第一块进行擦除的流程图。如图3所示，由于第一块中还包括了存储第四数据的有效页，需要先将有效页中存储的第四数据搬移到一个空白块，再将第一块中存储第四数据的有效页设置为无效页，最后才能将第一块进行擦除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态硬盘的数据处理的方法和设备，通过减少固态硬盘垃圾回收过程中的有效数据的搬移操作，以提高垃圾回收的效率和固态硬盘的使用性能。

本发明的一方面提供一种固态硬盘的数据处理的方法，所述方法包括：接收第一数据的写入命令，响应于所述写入命令，确定一个空白的块，其中，所述写入命令用于指示将所述第一数据写入所述一个空白的块中，所述一个空白的块包括的页均为空白页，且所述一个空白的块仅用于存储所述第一数据；接收所述第一数据；将所述第一数据从所述一个空白的块开始写入。

可选地，在所述方法中，所述将所述第一数据从所述一个空白的块开始写入的步骤还包括：每当一个空白的块被写满而还未完全写入所述第一数据时，将所述第一数据中未写入的内容从另一个空白的块接着写入。

可选地，在所述方法中，第一数据包括多个数据段，所述接收所述第一数据的步骤包括：分别接收第一数据包括的多个数据段，所述将所述第一数据从所述一个空白的块开始写入的步骤包括：从所述一个空白的块的起始地址开始写入所述多个数据段，其中，存储第一个数据段的物理地址的起始地址为所述一个空白的块的起始地址，存储第一个数据段之后的任意一个数据段的物理地址与存储上一个数据段的物理地址相邻。

可选地，在所述方法中，所述将所述第一数据从所述一个空白的块开始写入的步骤还包括：每当一个空白的块被写满而还未完全写入所述多个数据段时，将所述多个数据段中未写入的数据段从另一个空白的块的起始地址接着写入，其中，当存储上一个数据段的物理地址的结束地址是一个块的结束 地址时，存储所述任意一个数据段的物理地址从另一个空白的块的起始地址开始。