[发明专利]一种面向SSD去重的数据分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向SSD去重的数据分配方法及系统，属于固态存储领域，包括：以有效的地址引用计数作为并行单元或SSD的读热度，预先建立一个读热度表，用于分别记录所述SSD以及其中各并行单元的读热度；按照如下步骤处理每一个写请求：若可以去重，则获得目标数据的重复数据所在物理页，从而得到写请求的逻辑地址lpn所映射到的物理地址ppn，若不可以去重，则在读热度小于平均读热度的并行单元中分配一个空闲的物理页并写入数据，从而得到写请求的逻辑地址lpn所映射到的物理地址ppn；根据所述写请求的类型和地址映射关系更新热度表以及映射表。本发明能够有效解决去重应用在SSD中带来的读性能下降的问题。

技术领域

本发明属于固态存储领域，更具体地，涉及一种面向SSD去重的数据分配方法及系统。

背景技术

近年来，SSD(Solid State Disk，固态盘)由于其随机访问速度快，功耗低，健壮性强等特点逐步取代传统的HDD存储，并被广泛应用在当代各种存储系统中。尽管SSD有很多杰出的特性，但是由于底层的flash存储介质的擦写次数有限，SSD的使用寿命较短，这严重阻碍了SSD在可靠性敏感的产品系统中的大规模部署。

数据去重作为一种有效的空间节省技术，被广泛应用于备份系统和主存储系统。由于只保留一份重复数据的副本和对应的指纹，数据去重技术可以消除重复的写数据，从而减少写入flash存储设备的数据量，这些减少的数据写入量可以直接提升SSD的使用寿命。目前，面向SSD去重的研究大多数都是关注去重技术部署在SSD中所带来的地址映射和指纹管理等问题，而没有探究去重技术对flash存储数据物理布局和并行性的影响。

在去重的过程中，重复的写请求会被取消，其对应的逻辑地址会指向重复数据所在的物理单元，这会使得部分存储的数据有多个地址引用，从而产生高度去重的数据。由于当前的数据分配方式都是基于1-1映射(一个逻辑地址映射到唯一的物理地址)设计的，分配的并行单元某种程度上是随机分配的。这种分配的随机性使得高度去重的数据可能集中在小部分并行单元上，造成不均匀的读分布。在采用数据去重技术的SSD中，不均匀的读分布一方面会降低SSD的读并行性，从而直接降低SSD的读性能，另一方面会增加访问竞争，从而导致系统整体性能下降；在混合读写且访问密集的情况下，不均匀的读分布所带来的问题尤其突出。总的来说，去重应用在SSD中会使得读分布不均匀，导致读性能下降。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种面向SSD去重的数据分配方法及系统，旨在解决去重应用在SSD中带来的读性能下降的问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种面向SSD去重的数据分配方法，包括：

以有效的地址引用计数作为并行单元或SSD的读热度，预先建立一个读热度表，用于分别记录SSD以及其中各并行单元的读热度；

按照如下步骤处理每一个写请求：

(1)判断写请求是否可以去重，若是，则转入步骤(2)；若否，则根据SSD的读热度计算并行单元的平均读热度后，转入步骤(3)；

(2)获得目标数据的重复数据所在的物理页，从而得到写请求的逻辑地址lpn所映射到的物理地址ppn，转入步骤(4)；

(3)获得一个读热度小于平均读热度的并行单元作为分配单元，并在分配单元中为写请求分配一个空闲的物理页后写入目标数据，从而得到写请求的逻辑地址lpn所映射到的物理地址ppn；

(4)根据写请求的类型和地址映射关系更新热度表；

其中，目标数据为写请求的写入数据。