[发明专利]一种提高硬盘服务质量的方法和设备

说明书

本发明提供了一种提高硬盘服务质量的方法和设备，该方法包括以下步骤：将硬盘划分为第一存储部分和第二存储部分，第一存储部分具有第一缓存区，第二存储部分具有第二缓存区；将第一存储部分设定为只写存储部分，并将第二存储部分设定为只读存储部分；响应于接收到写数据的命令，将数据写入到第一存储部分中，并将数据写入第一缓存区中；响应于第一缓存区中的数据达到阈值容量，将第二存储部分设定为只写存储部分，并将第一存储部分设定为只读存储部分，并将第一缓存区中的数据同步到第二存储部分中；响应于接收到进一步写数据的命令，将数据写入到第二存储部分中，并将数据写入第二缓存区中。通过使用本发明的方案，能够显著提升硬盘的Qos的性能。

技术领域

本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种提高硬盘服务质量的方法和设备。

背景技术

固态硬盘SSD是一种用来存储用户数据的设备。固态硬盘由控制器，存储介质NAND(闪存)等模块组成。控制器中运行Firmware(在控制器上运行的嵌入式软件)进行资源的控制，对用户数据存储调度，维护NAND设备等操作。

控制器运行的Firmware，是一种软件程序。软件程序由开发者设计实施，服务于用户的读、写、管理等请求。对于用户来说，会关注SSD的读写速度、吞吐量、最大访问频率等信息，除此之外，还有重要的一种性能指标，称为Qos，即服务质量，表示读、写等请求的性能平稳程度，一般用读、写延迟的统计分布来表示，比如99.99％的读请求响应时间应当小于100微秒等。在某些应用场景下，Qos的要求甚至高于磁盘容量，最大吞吐量等性能指标。

由于在SSD的内部，除了对用户的读写请求进行响应之外，还要进行后台的整理工作，例如由于一种SSD的存储单元是NAND存储介质，NAND可以按照Page为单位写入，但仅能按照Block(块)为单位进行擦除，一个Block由多个Page组成。因此当用户重复写入时，一些Page由于重复写入，会变为无效数据，但是这样的Page和其他的有效数据Page存储在同一个Blocks中，无法直接擦除，需要Firmware在服务于用户读写请求的同时，进行数据整理，即将一个Block的有效数据搬运到新的Block中，然后逐步将这个Block的所有Page变为无效数据，之后擦除。写入数据和擦除都需要消耗较长的延时.这个数据整理搬运的过程，称为Garbage Collection。此外，为了延长SSD的使用寿命，还会进行其他的后台整理和维护工作，一样也会消耗很多CPU的时间，以及NAND的带宽。在后台消耗带宽和CPU时间的同时，则会对用户发来的读写请求响应不及时，造成Qos的下降。此外，如果用户发送读写命令的同时，Firmware正在进行整理操作，也会导致用户的读写请求必须等待当前的整理操作完成，造成延时。由于Garbage Collection和其他的后台操作的存在，会影响Qos，如果一个SSD只允许读取，不允许写入，则会有效提升Qos。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种提高硬盘服务质量的方法和设备，通过使用本发明的方法，能够显著提升硬盘的Qos的性能。

基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种提高硬盘服务质量的方法，包括以下步骤：

将硬盘划分为第一存储部分和第二存储部分，第一存储部分具有第一缓存区，第二存储部分具有第二缓存区；

将第一存储部分设定为只写存储部分，并将第二存储部分设定为只读存储部分；

响应于接收到写数据的命令，将数据写入到第一存储部分中，并将数据写入第一缓存区中；

响应于第一缓存区中的数据达到阈值容量，将第二存储部分设定为只写存储部分，并将第一存储部分设定为只读存储部分，并将第一缓存区中的数据同步到第二存储部分中；

响应于接收到进一步的写数据的命令，将数据写入到第二存储部分中，并将数据写入第二缓存区中。