[发明专利]一种SSD冷热数据判断的方法及垃圾回收方法

说明书

本发明公开了一种SSD冷热数据判断的方法及垃圾回收方法，其特征在于同时增加了页温度和块温度两级数据冷热判断，增加逻辑页温度表用于记录每个逻辑页的页温度值TemLP，所述页温度值由最近写访问次数决定；块温度值TemBlock由各个块各自所包含的页的页温度值TemLP决定，TemLP具体为有效页和无效页的页温度值的和决定。通过引入该方案，使用写访问频率作为数据冷热程度的判断标准，降低后续垃圾回收时冷数据页的无效迁移，提高垃圾回收的效率，减少写放大，延长NAND flash寿命。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种SSD冷热数据判断的方法及垃圾回收方法。

背景技术

由于NAND flash的固有特性，NAND flash的可擦写次数是有限的，SLC颗粒可擦写次数最多，TLC颗粒可擦写次数最少。SSD的使用寿命取决于NAND flash的使用寿命，为了提高SSD的使用寿命，需要用到磨损均衡策略，而磨损均衡的关键在于冷热数据分离，现行冷热数据分离都是根据HOST写请求数据量大小来判断，这种方法降低了系统开销，但是无法有效进行数据的冷热分离，会造成大量无效垃圾回收GC操作。

使用写请求数据大小作为冷热数据阈值判断标准，可以区分部分数据，而且系统开销小。缺点是数据写入之后，由于存储冷数据的block擦除次数相对较少，在GC过程中被作为数据迁移目标块使用，需要将冷数据重新迁移，增大写放大。

图1是现有冷热数据判断方法流程图，分开放置冷热数据，依据数据大小，设置数据的冷热程度，将温度相近的数据放在一起，降低垃圾回收的频率；但会增加后续垃圾回收过程中冷数据页的无效迁移。

发明内容

针对以上缺陷，本发明目的在于如何降低垃圾回收操作时冷数据页无效迁移的概率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种SSD冷热数据判断的方法，其特征在于同时增加了页温度和块温度两级数据冷热判断，增加逻辑页温度表用于记录每个逻辑页的页温度值TemLP，所述页温度值由最近写访问次数决定；块温度值TemBlock由各个块各自所包含的页的页温度值TemLP决定，TemLP具体为有效页和无效页的页温度值的和决定，其中：有效页的温度就是TemLP，无效页的温度是过期前LP对应的温度值，空闲页的温度为0，sum是valid和invalid之和，valid是一个块中有效页总数，invalid是一个块中无效页总数，TemLP(i)是第i个页的温度，具体为：

所述的SSD冷热数据判断的方法，其特征在于所述逻辑页温度表包括每个逻辑页的温度项，每个温度项至少包括逻辑页编号page_ID、总写入次数Luc、最近写访问次数Tuc、最近写访问时间戳Lts和页温度值TemLP。

所述的SSD冷热数据判断的方法，其特征在于所述逻辑页温度表按如下方式进行数据更新：

当写请求A到达时，根据页序号A.page_ID判断当前逻辑页温度表是否存在该页的温度数据，如果不存在则直接向逻辑页温度表增加页序号A.page_ID的温度数据，A对应的逻辑页编号A.page_ID＝A、A对应的总写入次数A.Luc＝1、A对应的最近写访问次数A.Tuc、A对应最近写访问时间戳A.Lts＝ct和页温度值A.TemLP＝0,ct为当前系统时间；如果已经存在则执行A.Tuc++，判断当前时间ct与A.Lts的差值是否小于等于更新阀值u，如果小于则A.Luc++,如果大于则设A.Luc＝1，A.Lts＝ct，A.TemLP＝A.Luc。

一种SSD垃圾回收方法，其特征在于根据各个逻辑页温度值和块温度值进行数据冷热程度衡量，将页数据热度在预先设定的范围内页数据写入相同的数据块中，垃圾回收时将同样将有效的页数据热度在预先设定的范围内页数据搬移到相同的数据块中。