[发明专利]一种存储设备存储数据的方法及存储设备

说明书

本发明公开了一种存储设备存储数据的方案，存储设备包括第一存储区域和第二存储区域，第一存储区域包括数据空间和预留空间，第二存储区域包括数据空间和预留空间，存储设备判断写请求的特征，根据判断结果将写请求携带的数据存储到相应的存储区域的预留空间。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种存储设备存储数据的方法及存储设备。

背景技术

固态硬盘(Solid State Disk,SSD)，如图1所示，包括存储控制器101和介质102(如闪存颗粒)。存储控制器101包括中央处理单元1011(Center Processing Unit,CPU)和内存1012。SSD的存储是以物理块(physical block)和页(page)为单位组织存储的。其中，页是固态硬盘中最小的数据读写单位，页的大小可以是4KB、8KB或16KB。由页组合成物理块，每一个物理块可以有32、64或128个页。SSD一般将存储空间分为数据空间和预留空间(Over-Provisioning)。数据空间为已经写入数据的空间，预留空间为空闲空间，由空闲页组成，可用于写入数据。当新的数据要覆盖SSD中数据空间已经存储的数据时，会使用重定向写(Redirection On Write,ROW)机制，即当SSD向逻辑块地址(Logical Block Address,LBA)写入新数据以修改已经存储的数据时，SSD会将新数据写入预留空间的页，建立LBA与预留空间的页地址的映射关系，将LBA原来映射的数据空间的页地址中的数据标记为垃圾数据。当预留空间低于一定阈值后，SSD对垃圾数据所在页的物理块进行垃圾空间回收。回收过程如下：读取垃圾数据所在页的物理块中的有效数据，将读取出的有效数据写入到预留空间，并将垃圾数据所在页的物理块中的数据擦除，将该物理块作为新的预留空间。在垃圾空间回收过程中，读取出有效数据并将有效数据写入到预留空间的过程称为有效数据搬移。

垃圾空间回收会引起写放大，其中SSD垃圾空间回收搬移的有效数据大小V与新写入数据大小W之和与新写入数据大小W之比，即(V+W)/W称为写放大。

发明内容

第一方面，本发明实施例提供了一种存储设备存储数据的方案，存储设备包括第一存储区域和第二存储区域，第一存储区域包括数据空间和预留空间，第二存储区域包括数据空间和预留空间，存储设备接收写请求,写请求携带逻辑地址和数据，存储设备判断写请求的特征。

当写请求的特征满足第一条件时，存储设备将写请求携带的数据写入第一存储区域的预留空间的第一存储地址，建立逻辑地址与第一存储地址的映射关系；当写请求的特征满足第二条件时，将写请求携带的数据写入第二存储区域的预留空间的第二存储地址，建立逻辑地址与第二存储地址的映射关系。本发明实施例中，根据写请求的特征将写请求携带的数据写入不同存储区域的预留空间，减少了垃圾空间回收过程中有效数据的搬移，减少了写放大。

可选的，存储设备可独立地对第一存储区域和第二存储区域进行垃圾回收。存储设备可独立对第一存储区域和第二存储区域进行垃圾空间回收是指存储设备同一时间分别对第一存储区域和第二存储区域中的一个进行垃圾空间回收，但不影响另一个存储区域，也可同时对第一存储区域和第二存储区域进行垃圾空间回收。针对不同特征写请求写入不同存储区域的数据，基于不同存储区域中配置的不同预留空对各存储区域独立进行垃圾空间回收，可以减少了垃圾回空回收过程中有效数据的搬移，减少了写放大，进一步的还可以通过配置不同的预留空间改善垃圾空间回收流程的触发次数，从而减少存储设备中物理块的擦除次数进而改善存储设备的使用寿命。

可选的，第一存储区域的预留空间的大小与第二存储区域预留空间的大小不同。

可选的，第一存储区域的预留空间小于第二存储区域的预留空间，或者第一存储区域的预留空间与数据空间的比值小于第二存储区域的预留空间与数据空间的比值，第二存储区域由于有更多的预留空间，可以减少第二存储区域垃圾空间回收的次数。