[发明专利]一种基于多核CPU的固态硬盘垃圾回收方法以及装置

说明书

本发明公开了一种基于多核CPU的固态硬盘垃圾回收方法、装置、设备及计算机可读存储介质，应用于垃圾回收模块，包括：对目标block进行垃圾回收时，对反向映射表进行读取及校验，以获取目标block中的有效数据，并将有效数据写入至垃圾回收表中；当垃圾回收表中有效数据的数量到达阈值时，将垃圾回收表发送至FTL模块，以便FTL模块将通过验证的目标有效数据搬移至预选block；完成数据搬移后，将目标block中的目标有效数据标记为无效数据；当目标block中剩余有效数据为0时，对目标block进行擦除，完成目标block的垃圾回收。本发明所提供的方法、装置、设备及计算机可读存储介质，提高了垃圾回收的效率。

技术领域

本发明涉及固态存储技术领域，特别是涉及一种基于多核CPU的固态硬盘垃圾回收方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

随着互联网、云计算、物联网、大数据等技术的发展及广泛应用，在人类生活中，时时刻刻都会产生海量的数据，这些海量的数据需要进行处理和存储，信息技术的告诉发展对存储系统的性能提出了更高的要求。固态硬盘(Solid State Drive SSD)因为其读写速度快、能耗低，而被广泛的应用。

当前固态硬盘的使用变得越来越广泛，对固态硬盘的性能、容量的要求都更高，随着闪存技术的发展、主控芯片的性能提高，固态硬盘的相关技术不断更新，使得能够尽可能满足应用的需求。

当前固态硬盘使用的场景变得越来越复杂，对固态硬盘的要求也越来越高，无论从性能还是稳定性上，都是有严格标准的，最重要的一方面就是性能的一致性，即在固态硬盘的使用过程中，是不允许读写性能的突变，这将导致应用无法预知固态硬盘的状态，从而给应用的运行带来不必要的麻烦。如何保证固态硬盘性能的一致性成为了固态硬盘固件研究的一个重要课题。

当前固态硬盘的设计中，性能是评价固态硬盘的一个重要指标，其中随机写IOPS(Input/output Operations Per Second每秒的读写次数)最具有代表性的一项，在固态硬盘的设计中，垃圾回收(Garbage Collection GC)与磨损均衡(Wear-leveling WL)算法是影响随机写IOPS的主要因素，因此如何提高垃圾回收效率与速度成为了固态硬盘设计的重要方面。

在SSD实现中,可以采用多核CPU和单双核CPU的方式进行实现，在多核CPU的架构中，通过多个低计算能力的MCU(Microcontroller Unit微控制单元)配合，并搭配适当的固件算法实现高性能的SSD。

现有技术中对于多核CPU的SSD架构来说，垃圾回收模块与FTL(Flashtranslation layer闪存转换层)模块在不同的MCU上，两个模块分别完成垃圾回收功能和用户读写请求处理。通常的垃圾回收方法是通过垃圾回收模块查找每个block上的有效数据，并将这些有效数据凑成一个page然后发送FTL模块，用于真正的flash写与L2P表的更新，其中该过程中会将上述有效数据从flash中读取上来，该读取动作也是由垃圾回收模块发起，FTL模块来完成真正的flash读。

现有的处理方式，在垃圾回收模块与FTL模块间会有大量的消息交互，分别是flash的读取和flash的写操作；由于两个模块都在大量的处理模块间消息，导致了两个模块的负担变重、性能被MCU计算力限制的现象，从而使得性能无法获得更高的水平。

综上所述可以看出，如何提高固件硬盘垃圾回收的效率是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多核CPU的固态硬盘垃圾回收方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，以解决现有技术中固件硬盘垃圾回收方式的回收效率低的问题。