[发明专利]基于储存设备的当前消耗简档来确定对不可用于用户的储存设备中的备用空间的调整

说明书

提供了一种用于基于储存设备的当前消耗简档确定对不可用于用户的储存设备中的备用空间的调整的计算机程序产品、系统和方法。当前写入放大基于在储存设备处向介质的储存写入和从主机到储存设备的主机写入。基于储存设备的所估计的生命期、针对储存设备的最大储存写入、以及自储存设备被开机起储存设备处的储存写入来确定对当前写入放大的调整以产生经调整的写入放大。基于经调整的写入放大来针对对备用空间的调整作出确定。将可用于用户的空闲空间和备用空间重新配置成按所确定的对备用空间的调整对备用空间进行调整。

技术领域

本文描述的实施例总体涉及基于储存设备的当前消耗简档来确定对不可用于用户的储存设备中的备用空间的调整。

背景技术

固态驱动器（SSD）经历下述现象：其中，向设备的一个主机写入导致向SSD中的非易失性存储器的多个写入。这发生的原因在于：关于诸如NAND（与非）之类的非易失性存储器，必须在数据可以被写入到页面块中的页面之一中之前擦除该块，这要求重写该块中的页面中的一些。通过向非易失性存储器提交的写入与来自主机系统的写入之比来测量写入放大。

在SSD设备中，当非易失性存储器的块中的页面具有有效数据和过时数据（无效或不需要的数据）二者时，垃圾收集过程读取具有有效数据的页面，并将有效数据重写到经擦除的空块中，以将具有有效数据的页面合并成更少的块，以便具有可用于写入操作的更空闲的块。在垃圾收集之后，从其写入了有效数据的块然后是空闲的且可用于进一步写入数据或垃圾收集。

垃圾收集过程增大了写入放大，并降低了系统性能，这是因为主机写入可能需要整个块被收回，具有有效和过时数据，并且所有有效数据在可以针对新主机写入而释放块之前被重新定位。为了减小写入放大的影响，SSD使用通过使作为备用空间的储存空间的块保持可用于垃圾收集操作而对非易失性存储器的过度供给，其中备用空间不可用于用户。过度供给的备用空间通过将备用空间中的块用于垃圾收集以将块释放出来以便可用于写入操作，有助于降低写入放大。备用空间的量通过影响被回收的块中有效和过时数据的期望量，来影响垃圾收集的效率。例如，具有更大备用容量的驱动器将在其针对垃圾收集而选择的块中具有更多无效数据，这是由于备用空间对应于在垃圾收集的块中存在多少总计无效块。垃圾收集确保了始终存在可用于写入操作的空闲空间块，使得垃圾收集不需要在写入操作期间被使用以使空间可用于将新数据写入到非易失性存储器。制造商可以在SSD中的非易失性存储器中配置不可用于用户且被用于垃圾收集、耗损均衡和其他管理操作的备用空间。

此外，写入放大随工作量而变化，并且诸如顺序写入之类的某些工作量一般经历比诸如随机写入之类的其他工作量低的写入放大。此外，如果特定主机具有比期望低的主机写入活动水平，则在NAND上可以存在比期望少的耗损。

附图说明

参考附图、作为示例而描述实施例，附图不是按比例绘制的，其中相似附图标记指代类似元件。

图1图示了计算环境中的主机系统和储存设备的实施例。

图2图示了在储存设备中搜集的储存设备元数据的实施例。

图3图示了对过度供给的备用空间在储存设备中的百分比作为写入放大的函数进行建模的写入放大函数的实施例。

图4图示了对储存设备中的不可用于用户的备用空间进行调整的操作的实施例。

图5图示了确定对写入放大的调整的操作的实施例，该写入放大是在确定对备用空间的调整时使用的。

图6图示了由主机系统中的储存设备驱动器执行以调整备用空间的操作的实施例。

图7图示了由储存设备执行以调整储存设备的储存阵列中的备用空间的操作的实施例。

具体实施方式