固态硬盘的数据管理方法、写入管理系统及其方法技术方案

本发明专利技术揭露一种固态硬盘的数据管理方法、写入管理系统及其方法，此写入管理方法包含以下步骤。传送多个写入指令至一固件以写入至少一数据至固态硬盘，每一写入指令包含逻辑区块地址以及扇区计数值。由固件依序储存每一写入指令的逻辑区块地址以及扇区计数值。利用一应用程序依序读取逻辑区块地址以及扇区计数值。根据逻辑区块地址及扇区计数值以决定一循序写入比例。由应用程序根据循序写入比例以更新固件成第一固件。本发明专利技术的固态硬盘的写入管理方法及其系统的确可根据固态硬盘的写入模式以产生一相对应的固件，并通过更新此固件以延长固态硬盘的寿命以及增加固态硬盘的存取效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种固态硬盘的数据管理方法、写入管理系统及其方法，特别是有关于一种能根据固态硬盘的写入行为，而进一步管理所写入的数据以及更新其固件的写入管理系统及其方法。
技术介绍
固态硬盘(Solid-StateDrive，简称SSD)是一种以非易失性内存内存作为永久性内存的计算机储存装置。非易失性内存的数据访问速度介于易失性内存和传统硬盘之间。和易失性内存相比，非易失性内存一经写入数据，就不需要外界电力来维持其记忆。因此更适于作为传统硬盘的替代品。而闪存当中的NANDFlash则是最常见的非易失性内存。厂商只需使用闪存，再配合适当的控制芯片，便可以制造出固态硬盘。一个NANDFlash内存芯片是由数个区块(block)组成，而每一个区块是由数个页(page)所组成，一个页包含了用户区域(Userarea)以及空间区域(Space)，前者负责储存写入数据，后者存放对映信息(Mappinginformation)以及错误更正码(ErrorCorrectingCode)。值得一提的是，闪存的写入基本单位是一个页，而其抹除动作则是一个区块为单位，而闪存中每一个区块所能抹除的次数均有其上限值。而由于固态硬盘在物理特性上不同于传统硬盘，故固态硬盘利用了一层FTL(FlashTranslationLayer)来将其仿真成传统硬盘，由于NANDFlash内存无法在同一地址进行In-Placeupdate，因此FTL会将重复更新的数据写入至其他地址存放，并且使用对映表(Mappingtable)来将更新后的地址记录起来。当所有区块都被写过而没有额外空间可以写入时，FTL会呼叫GarbageCollection(GC)动作来清除无效的分页，回收空间以供其他数据写入。另外FTL还会提供平均磨损处理，延长闪存的使用生命周期，以及进行数据的错误校正，来验证写入数据的正确性。一般而言，FTL可以分为高解析对映(High-resolutionmapping)、低解析对映(Low-resolutionmapping)以及混合对映(Hybridmapping)，第一者采用较小的对应单位来进行地址转换，如Page-Levelmapping，具有优异的随机写入速度，但需要一个分页表来记录每个页的对应地址。第二者则是采用较大的对应单位来进行地址转换，如Block-Levelmapping，由于其以区块为单位，故所需的表格极小，但若写入的数据不满一个区块时，则需额外补满此区块，换句话说，若是进行少量数据写入时，低解析对映的方式需要许多额外的复制动作，故其在随机存取上的表现极差。第三者是混合了高解析对映以及低解析对映的方式，其将新写入的数据以Page-Levelmapping方式写入是Logblock，且也只有Logblock需要分页表来记录每一页的对应地址，其耗费的硬件成本则介于Page-Levelmapping与Block-Levelmapping之间，而混合对映的缺点在于，当Logblock被消耗完之后，FTL会启动GC来回收空间，而混合对映必须将LogBlock中的有效数据以及其所属同一逻辑区块的有效数据，都复制至新的区块并整理成数据区块的型式存放，其将会需要一连串的复制以及抺除动作而造成额外的负担，使得固态硬盘效能下降。为了方便用户了解固态硬盘的使用状态，固态硬盘均会内建S.M.A.R.T以提供有关固态硬盘的使用程度，以供用户预估固态硬盘的使用寿命。但由于每个主机的使用条件与写入模式不同，对于预估寿命会产生很大的误差。且写入模式的不同往往对于固态硬盘的固件架构会产生差异极大的误差，也有可能会造成多余的数据搬动与写入。举例来说，当此固态硬盘的FTL为低解析对映时，若其写入的每一笔数据常常不满一个区块时，则不但会产生较差的存取效率，也会减短此固态硬盘的寿命。相反地，当此固态硬盘的FTL为高解析对映时，若其写入的数据属于多个连续区块时，则其随机写入速度的优势则不复见。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于解决当每个主机的使用条件与写入模式不同时，而造成固态硬盘的寿命减损。本专利技术的目的是在于解决当每个主机的使用条件与写入模式不同时，而造成固态硬盘的存取效率低落。根据本专利技术的目的，本专利技术提供一种固态硬盘的数据管理方法，其适用于一固态硬盘以及控制固态硬盘的一固件，数据管理方法包含下列步骤。a.传送N个写入指令至固件以写入至少一数据至固态硬盘，每一N个写入指令包含逻辑区块地址以及扇区计数值。b.由固件依序储存N个写入指令的逻辑区块地址以及扇区计数值。c.将j初始化为1，将循序写入计数值初始化为0，j为一正整数且j小于N。d.由固件判断第j个写入指令与第(j+1)个写入指令是否为循序写入，若是，则将循序写入计数值递增1。e.若j小于(N-1)，将j递增1并执行步骤d。f.由固件将循序写入计数值除以(N-1)以产生循序写入比例。优选地，本专利技术的数据管理方法还包含若第j个写入指令的逻辑区块地址的值与扇区计数值的总和等于第(j+1)个写入指令的逻辑区块地址的值，将循序写入计数值递增1。根据本专利技术的目的，本专利技术再提供一种固态硬盘的写入管理方法，其适用于一应用程序以及控制一固态硬盘的一固件，写入管理方法包含下列步骤。利用应用程序读取固件的循序写入比例。若循序写入比例高于第一门坎值时，写入第一档案，若循序写入比例低于第一门坎值时，写入第二档案。其中第一档案的大小大于第二档案的大小。优选地，第一档案的大小大于固态硬盘的一扇区的大小，第二档案的大小小于扇区的大小。根据本专利技术的目的，本专利技术再提供一种固态硬盘的写入管理方法，适用于一固态硬盘以及控制固态硬盘的一固件，写入管理方法包含下列步骤。传送多个写入指令至固件以写入至少一数据至固态硬盘，每一写入指令包含逻辑区块地址以及扇区计数值。由固件依序储存每一写入指令的逻辑区块地址以及扇区计数值。利用应用程序依序读取逻辑区块地址以及扇区计数值。根据逻辑区块地址及扇区计数值以决定循序写入比例。由应用程序根据循序写入比例以更新固件成第一固件。优选地，本专利技术的写入管理方法还包含：当循序写入比例高于第二门坎值时，更新固件为一低解析对映(Low-resolutionmapping)的地址转换模式。优选地，本专利技术的写入管理方法还包含：当循序写入比例低于第二门坎值时，更新固件为一高解析对映(High-resolutionmapping)的地址转换模式。优选地，本专利技术的写入管理方法还包含：当循序写入比例介于一门坎值区间时，更新固件为一混合对映(Hybridmapping)的地址转换模式。优选地，多个写入指令是在一时间区段内产生。根据本专利技术的目的，本专利技术再提供一种固态硬盘的写入管理方法，其适用于一固态硬盘以及控制固态硬盘的一固件，写入管理方法包含下列步骤。传送多个写入指令至固件以写入至少一数据至固态硬盘，每一写入指令包含逻辑区块地址以及扇区计数值。由固件决定多个写入指令的循序写入比例以产生固件更新建议。由应用程序读取固件更新建议并根据固件更新建议以更新固件成第一固件。优选地，本专利技术的写入管理方法还包含：当循序写入比例高于第二门坎值时，更新固件为一低解析对映(Low-resolutionmapp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态硬盘的数据管理方法，适用于固态硬盘以及控制所述固态硬盘的固件，其特征在于，包括：a.传送N个写入指令至所述固件以写入至少一数据至所述固态硬盘，其中每一所述N个写入指令包含逻辑区块地址以及扇区计数值；b.由所述固件依序储存所述N个写入指令的所述逻辑区块地址以及所述扇区计数值；c.将j初始化为1，将循序写入计数值初始化为0，其中j为一正整数且j小于N；d.由所述固件判断第j个写入指令与第(j+1)个写入指令是否为循序写入，若是，则将所述循序写入计数值递增1；e.若j小于(N‑1)，将j递增1并执行步骤d；以及f.由所述固件将所述循序写入计数值除以(N‑1)以产生循序写入比例。

【技术特征摘要】
1.一种固态硬盘的数据管理方法，适用于固态硬盘以及控制所述固态硬盘的固件，其特征在于，包括：a.传送N个写入指令至所述固件以写入至少一数据至所述固态硬盘，其中每一所述N个写入指令包含逻辑区块地址以及扇区计数值；b.由所述固件依序储存所述N个写入指令的所述逻辑区块地址以及所述扇区计数值；c.将j初始化为1，将循序写入计数值初始化为0，其中j为一正整数且j小于N；d.由所述固件判断第j个写入指令与第(j+1)个写入指令是否为循序写入，若是，则将所述循序写入计数值递增1；e.若j小于(N-1)，将j递增1并执行步骤d；以及f.由所述固件将所述循序写入计数值除以(N-1)以产生循序写入比例。2.如权利要求1所述的数据管理方法，其特征在于，还包含若第j个写入指令的所述逻辑区块地址的值与所述扇区计数值的总和等于第(j+1)个写入指令的所述逻辑区块地址的值，将所述循序写入计数值递增1。3.一种固态硬盘的写入管理方法，适用于应用程序以及控制固态硬盘的固件，其特征在于，包括：利用所述应用程序读取所述固件的循序写入比例；以及若所述循序写入比例高于第一门坎值时，写入第一档案，若所述循序写入比例低于所述第一门坎值时，写入第二档案；其中所述第一档案的大小大于所述第二档案的大小。4.如权利要求3所述的写入管理方法，其特征在于，其中所述第一档案的大小大于所述固态硬盘的扇区的大小，所述第二档案的大小小于所述扇区的大小。5.一种固态硬盘的写入管理方法，适用于固态硬盘以及控制所述固态硬盘的固件，其特征在于，包括：传送多个写入指令至所述固件以写入至少一数据至所述固态硬盘，其中每一所述多个写入指令包含逻辑区块地址以及扇区计数值；由所述固件依序储存每一所述多个写入指令的所述逻辑区块地址以及所
\t述扇区计数值；利用应用程序依序读取每一所述多个写入指令的所述逻辑区块地址及所述扇区计数值；根据每一所述多个写入指令的所述逻辑区块地址及所述扇区计数值以决定循序写入比例；以及由所述应用程序根据所述循序写入比例以更新所述固件成第一固件。6.如权利要求5所述的写入管理方法，其特征在于，还包含当所述循序写入比例高于第二门坎值时，更新所述固件为低解析对映的地址转换模式。7.如权利要求5所述的写入管理方法，其特征在于，还包含当所述循序写入比例低于第二门坎值时，更新所述固件为高解析对映的地址转换模式。8.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊昌，
申请(专利权)人：宇瞻科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71