固态硬盘及其数据处理方法、系统技术方案

本发明专利技术适用于存储技术领域，提供了一种固态硬盘及其数据处理方法、系统，该固态硬盘数据处理方法包括：将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，其中每个闪存通道对应一闪存芯片组；为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度，冗余度为该闪存通道组中闪存介质的物理容量超出该闪存通道组逻辑容量的部分；将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片，将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片。借此，本发明专利技术其能使固态硬盘既能提供较高的容量，又能具有较好性能和较长寿命，实现了闪存容量和性能、寿命之间的均衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及存储
，尤其涉及一种固态硬盘及其数据处理方法、系统。
技术介绍
基于NAND闪存的固态硬盘已成为遍及消费电子领域到高端企业级系统等多种不同应用的存储解决方案。其比传统硬盘具有访问速度快、功耗低、可靠性高、抗震性好、尺寸小以及非易失等优点。此外，每字节闪存的价格也在逐渐降低，这意味着传统硬盘在不久将来会被固态硬盘所取代。如图1所示，目前ー个大容量固态硬盘一般包含多个channel (通道)，每个channel上挂载多个闪存芯片(如图1所示的4个闪存芯片)。在传统的FTL (flashtranslate level,闪存转换层)实现中，固态硬盘对多个channel上的闪存芯片进行统一管理，因此冗余度是对所有的channel生效的。如图2，固态硬盘中所有的闪存芯片被统一管理，每个闪存芯片上的空闲页被链接在空闲队列中，有效页被链接在有效队列中。固态硬盘的物理容量一般是大于逻辑容量的，超出的部分为冗余部分，这部分冗余可以延长SSD的寿命，并提闻性能。图3A和图3B为固态硬盘几余实现的不意图，固态硬盘第一次写满全盘后逻辑容量和物理容量的对应关系类似于如图3A所示，逻辑容量为4，物理容量为5，最后ー个物理容量冗余；此后再对逻辑容量I写入时，实际上是写物理容量5，也就是说逻辑容量I和物理容量I之间的对应关系没有了，逻辑容量I和物理容量5之间建立起对应关系，如图3B所示。这样的优点是，本次写逻辑容量I时，不需要擦除物理容量1，这样就提高了性能。由于擦除次数也会相应减少，进而使固态硬盘的寿命得以延长。但在实际业务时，数据一般是有冷热度的，即有的数据会频繁读写，有的则不会，频繁写的数据对存储介质的性能、寿命造成影响。综上可知，现有固态硬盘及其数据处理方法在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改迸。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种固态硬盘及其数据处理方法、系统，其能使固态硬盘既能提供较高的容量，又能具有较好性能和较长寿命，实现了闪存容量和性能、寿命之间的均衡。为了实现上述目的，本专利技术提供一种固态硬盘数据处理方法，所述方法包括如下步骤将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，其中每个闪存通道对应ー闪存芯片组；为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度，所述冗余度为该闪存通道组中闪存介质的物理容量超出该闪存通道组逻辑容量的部分；将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片，将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片。根据本专利技术的固态硬盘数据处理方法，所述为每个闪存通道组设置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度的步骤中，所述逻辑物理管理队列包括有效队列、无效队列以及空闲队列，每个闪存芯片上的空闲物理页链接至所述空闲队列中的逻辑页，有效物理页链接至有效队列中的逻辑页，无效物理页链接至所述无效队列逻辑页。根据本专利技术的固态硬盘数据处理方法，所述数据处理方法还包括将不同的闪存通道组虚拟为不同的存储设备呈现给上层文件系统。根据本专利技术的固态硬盘数据处理方法，所述数据处理方法还包括将所述至少两个闪存通道组虚拟为同一存储设备呈现给上层文件系统，并为每个闪存通道组分配不同的逻辑地址区间。本专利技术相应提供ー种固态硬盘数据处理系统，所述系统包括闪存通道分区模块，用于将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，其中每个闪存通道对应ー闪存芯片组；闪存通道组配置模块，用于为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度，所述冗余度为该闪存通道组中闪存介质的物理容量超出该闪存通道组逻辑容量的部分；数据处理模块，用于将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片，将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片。根据本专利技术的固态硬盘数据处理系统，所述逻辑物理管理队列包括有效队列、无效队列以及空闲队列，每个闪存芯片上的空闲物理页链接至所述空闲队列中的逻辑页，有效物理页链接至有效队列中的逻辑页，无效物理页链接至所述无效队列逻辑页。根据本专利技术的固态硬盘数据处理系统，所述系统还包括虚拟模块，用于将不同的闪存通道组虚拟为不同的存储设备呈现给上层文件系统；或者用于将所述至少两个闪存通道组虚拟为同一存储设备呈现给上层文件系统，并为每个闪存通道组分配不同的逻辑地址区间。本专利技术还提供ー种固态硬盘，包括闪存控制器以及与所述闪存控制器连接的闪存芯片阵列，所述闪存控制器与所述闪存芯片阵列之间建立有多个闪存通道，其中每个闪存通道对应ー闪存芯片组，所述闪存控制器包括闪存通道分区模块，用于将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，其中每个闪存通道对应ー闪存芯片组；闪存通道组配置模块，用于为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度，所述冗余度为该闪存通道组中闪存介质的物理容量超出该闪存通道组逻辑容量的部分；数据处理模块，用于将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片，将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片。根据本专利技术的固态硬盘，所述逻辑物理管理队列包括有效队列、无效队列以及空闲队列，每个闪存芯片上的空闲物理页链接至所述空闲队列中的逻辑页，有效物理页链接至有效队列中的逻辑页，无效物理页链接至所述无效队列逻辑页。根据本专利技术的固态硬盘，所述闪存控制器还包括虚拟模块，用于将不同的闪存通道组虚拟为不同的存储设备呈现给上层文件系统；或者用于将所述至少两个闪存通道组虚拟为同一存储设备呈现给上层文件系统，并为每个闪存通道组分配不同的逻辑地址区间。本专利技术通过将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，并为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列，这样就可以为每个闪存通道组设置不同的冗余度，冗余度高的闪存通道组性能和寿命都会比较好，但是容量损失较大，冗余度低的闪存通道组容量利用率较高，但是寿命和性能会略低。在对数据进行读写数据处理时，将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片，将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片，避免频繁读写的数据对固态硬盘的性能和寿命造成影响，同时保证了固态硬盘的容量，从而实现了闪存容量和性能、寿命之间的均衡。借此，本专利技术其能使固态硬盘既能提供较高的容量，又能具有较好性能和较长寿命，实现了闪存容量和性能、寿命之间的均衡。附图说明图1是现有固态硬盘的通道与闪存芯片之间的结构示意图；图2是现有固态硬盘的管理队列的示意图；图3A是现有固态硬盘第一次写满全盘后逻辑容量和物理容量的对应关系示意图；图3B是现有固态硬盘第一次写满全盘后再次写入时，逻辑容量和物理容量的对应关系意图；图4是本专利技术固态硬盘的原理结构图；图5是本专利技术一种实施例中固态硬盘分为两个闪存通道组的逻辑物理管理队列示意图；图6是本专利技术固态硬盘数据处理方法的流程图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图4所示，本专利技术ー种固态硬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态硬盘数据处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，其中每个闪存通道对应一闪存芯片组；为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度，所述冗余度为该闪存通道组中闪存介质的物理容量超出该闪存通道组逻辑容量的部分；将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片，将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片。

【技术特征摘要】
1.一种固态硬盘数据处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，其中每个闪存通道对应一闪存芯片组；为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度，所述冗余度为该闪存通道组中闪存介质的物理容量超出该闪存通道组逻辑容量的部分；将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片， 将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片。2.根据权利要求1所述的固态硬盘数据处理方法，其特征在于，所述为每个闪存通道组设置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度的步骤中，所述逻辑物理管理队列包括有效队列、无效队列以及空闲队列，每个闪存芯片上的空闲物理页链接至所述空闲队列中的逻辑页，有效物理页链接至有效队列中的逻辑页，无效物理页链接至所述无效队列逻辑页。3.根据权利要求1所述的固态硬盘数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括将不同的闪存通道组虚拟为不同的存储设备呈现给上层文件系统。4.根据权利要求1所述的固态硬盘数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括将所述至少两个闪存通道组虚拟为同一存储设备呈现给上层文件系统，并为每个闪存通道组分配不同的逻辑地址区间。5.一种固态硬盘数据处理系统，其特征在于，所述系统包括闪存通道分区模块，用于将固态硬盘的多个闪存通道分为至少两个闪存通道组，其中每个闪存通道对应一闪存芯片组；闪存通道组配置模块，用于为每个闪存通道组分别配置不同的逻辑物理管理队列以及不同的冗余度，所述冗余度为该闪存通道组中闪存介质的物理容量超出该闪存通道组逻辑容量的部分；数据处理模块，用于将读写性能及频率要求高的数据存储至冗余度较高的闪存通道组所对应的闪存芯片，将读写性能及频率要求低的数据存储至冗余度较低的闪存通道组所对应的闪存芯片。6.根据权利要求5所述的固态...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明，
申请(专利权)人：记忆科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：