[发明专利]一种应用于SSD的Trim管理方法

说明书

本发明公开一种应用于SSD中的Trim管理方法，本方法将Trim管理分为前台和后台两个异步的操作过程，前台只处理少量需要Trim的LPAs，减少对SSD正常读写操作的影响，大部分需要Trim的LPAs转到后台分批处理，也是减少对计算资源的占用。同时通过设置BASE bitmap用于断电时的保存，相对于LPA bitmap其大小缩小了若干倍，这样可以提高断电保存的速度，避免了由于断电保存数据量过大导致保存失败的情况。综上所述，本发明有利于提高SSD的运行效率，增加SSD的安全性。

技术领域

本发明涉及非易失性存储介质的数据管理领域，尤其涉及应用于SSD的Trim管理方法。

背景技术

应用在计算机系统中的固态硬盘（Solid State Disk，SSD）需要具有相对较低的时延和较高的容量。SSD利用多通道、并行的方式读取和写入数据，提高了顺序读写的速度。SSD使用非易失性存储单元（NAND flash cells）存储数据，若非易失性存储单元已经被写入数据，必须擦除后才可以再写入数据，不能在原非易失性单元位置直接进行覆盖写的操作。SSD的写操作可以根据不同的映射粒度实现，但是其擦操作一般是以块（Block）为单位的。如果SSD对一个页（Page）进行覆盖写操作，需要把该页所在的块中的所有数据读取到缓冲区，然后擦除该数据块，将需要覆盖写的页写入缓冲区的块中，然后再将缓冲区中完成覆盖写操作的数据块重新写入已擦除的数据块中或者其他可用的数据块中。

Trim指令也叫Disable delete notify（禁用删除通知），属于ATA8-ACS2规范的技术指令，并与NVM（Non-Volatile Memory） Express Base Specification中DatasetManagement command的Deallocate属性一致。SSD长期使用由于待删除的无效数据增多会导致性能下降，而Trim则是提前将无效数据清空以保证SSD的读写速度不会随着使用时间的增加而下降太快。

Trim操作需要耗费一定的运行时间和内存空间来完成，所以会影响SSD正常的读写性能。而且Trim操作需要设置bitmap以表示逻辑映射单元是否需要Trim，发生断电时需要把bitmap以及其他相关信息保存到非易失性存储介质中以便于上电后重新建立映射表，所以bitmap以及其他相关信息的大小影响数据保存的效率。如何做到在尽量不影响SSD正常读写性能的情况下，提高数据保存的速度是Trim管理方法改进的一个方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于SSD的Trim管理方法，用于改善SSD中的Trim管理模块工作时对正常读写操作的影响，以及提高断电保存的速度。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种应用于SSD的Trim管理方法，包括以下步骤：

S01）、将SSD中所有的逻辑映射划分为N个base，N为正整数，并且，其中total_lpas表示SSD中逻辑映射的总数量，base_lpas表示一个base中包含的逻辑映射的数量；

S02）、设置两个bitmap，一个是对应SSD中所有逻辑映射的bitmap，另一个是对应所有base的bitmap，若bitmap某一位为1，说明该位置对应的逻辑映射或者base需要被Trim，下电保存时，只把base对应的bitmap保存到非易失性存储介质中；

S03）、设置Trim range用于存放未对齐的逻辑映射：