本发明专利技术适用于计算机技术领域，特别是基于NAND FLASH的固态硬盘领域。具体涉及一种固态硬盘及基于LBA排序的垃圾收集方法。该垃圾收集方法包括：在对闪存芯片中数据块进行数据搬移时，读出数据块中每个有效页对应的逻辑块地址；读出有效页的数据，并将有效页的数据按照逻辑块地址进行排序；将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置，并将已经搬移完成的数据块进行擦除。借此，本发明专利技术能降低固态硬盘的写放大，降低垃圾收集的开销，提高固态硬盘的寿命和性能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术适用于计算机
，特别是基于NAND?FLASH的固态硬盘领域。具体涉及一种固态硬盘及基于LBA排序的垃圾收集方法。该垃圾收集方法包括：在对闪存芯片中数据块进行数据搬移时，读出数据块中每个有效页对应的逻辑块地址；读出有效页的数据，并将有效页的数据按照逻辑块地址进行排序；将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置，并将已经搬移完成的数据块进行擦除。借此，本专利技术能降低固态硬盘的写放大，降低垃圾收集的开销，提高固态硬盘的寿命和性能。【专利说明】
本专利技术涉及计算机
，特别是基于NAND FLASH (NAND型闪存)的固态硬盘领域。具体涉及一种固态硬盘及基于LBA (Logical Block Address,逻辑块地址)排序的垃圾收集方法。
技术介绍
固态硬盘在日常生活中应用越来越普遍，固态硬盘主要是由存储单元(NANDFLASH芯片)阵列组成，每个闪存芯片包括一个或多个晶粒，每个晶粒包括多个块，每个块中包含多个页。NAND FLASH芯片具有以下三个物理特性:1、先擦除，后读写。2、擦除以块为最小单位，读写以页为最小单位。3、NAND FLASH芯片的擦除次数有限。所以固体硬盘要做垃圾收集，以回收被无效数据占据的物理空间，供下次写入有效数据使用。目前固态硬盘的垃圾收集方法在搬移数据时，只对数据进行物理位置的搬移，这样就有可能导致相同的数据多次进行搬移，引起固态硬盘的写放大上升，降低固态硬盘的寿命和性能。综上可知，现有垃圾收集方法在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
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基于LBA排序的垃圾收集方法，其能降低固态硬盘的写放大，提高固态硬盘的寿命和性能。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于LBA排序的垃圾收集方法，包括:在对闪存芯片中数据块进行数据搬移时，读出数据块中每个有效页对应的逻辑块地址；读出所述有效页的数据，并将所述有效页的数据按照逻辑块地址进行排序；将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置，并将已经搬移完成的数据块进行擦除。根据本专利技术的垃圾收集方法，将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置的步骤之后还包括:更新写入数据的映射关系。根据本专利技术的垃圾收集方法，所述有效页的数据按照逻辑块地址进行排序的步骤包括:将所述有效页的数据按照逻辑块地址从小到大进行排序。根据本专利技术的垃圾收集方法，所述方法还包括:按照数据块中有效页的数目选择需要进行垃圾收集的数据块，有效页数量最少的块为需要进行垃圾收集的块。根据本专利技术的垃圾收集方法，按照数据块中有效页的数目选择需要进行垃圾收集的数据块的步骤之前还包括:垃圾收集机制触发。本专利技术相应提供一种固态硬盘，包括闪存以及闪存转换层，所述闪存转换层包括:读地址单元，用于在对闪存芯片中数据块进行数据搬移时，读出数据块中每个有效页对应的逻辑块地址；读数据单元，用于读出所述有效页的数据，排序单元，用于将读出的所述有效页的数据按照逻辑块地址进行排序；写数据单元，用于将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置；数据擦除单元，用于将已经搬移完成的数据块进行擦除。根据本专利技术的固态硬盘，所述闪存转换层还包括映射单元，用于将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置后，更新写入数据的映射关系。根据本专利技术的固态硬盘，所述排序单元还用于将所述有效页的数据按照逻辑块地址从小到大进行排序。根据本专利技术的固态硬盘，所述闪存转换层还包括:垃圾收集判定单元，用于按照数据块中有效页的数目选择需要进行垃圾收集的数据块，有效页数量最少的块为需要进行垃圾收集的块。根据本专利技术的固态硬盘，所述闪存转换层还包括触发单元，用于根据垃圾收集机制触发垃圾收集。本专利技术通过在对闪存芯片中数据块进行数据搬移时，读出数据块中每个有效页对应的逻辑块地址；读出有效页的数据，并将有效页的数据按照逻辑块地址进行排序；将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置，并将已经搬移完成的数据块进行擦除。在搬移数据时先根据数据的LBA对数据进行排序，相近的LBA搬移到相近的物理位置，形成“连续”数据，从而降低了再次搬移的可能性，降低固态硬盘的写放大从而提高固态硬盘的寿命和性能。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术一种固态硬盘的原理结构图；图2是本专利技术一种实施例中垃圾收集前的有效数据的数据分布示意图；图3是本专利技术一种实施例中有效数据按照LBA排序后的示意图；图4是本专利技术一种实施例中数据搬移完成后数据分布示意图；图5是本专利技术一种实施例中闪存转换层进行垃圾收集的流程图；图6是本专利技术一种基于LBA排序的垃圾收集方法的流程图。【具体实施方式】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一步详细说明。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1所示，本专利技术一种固态硬盘100，包括闪存10以及闪存转换层20。闪存转换层20包括:读地址单元21、读数据单元22、排序单元23、写数据单元24、数据擦除单元25、映射单元26、垃圾收集判定单元27以及触发单元28。读地址单元21，用于在对闪存芯片中数据块进行数据搬移时，读出数据块中每个有效页对应的逻辑块地址。此数据块是指物理的nand block，做垃圾收集时需搬移nandblock中的有效页中的数据。读数据单元22，用于读出有效页的数据。排序单元23，用于将读出的有效页的数据按照逻辑块地址进行排序。排序单元23还用于将有效页的数据按照逻辑块地址从小到大进行排序。显而易见排序单元23也可将有效页的数据按照逻辑块地址从大到小进行排序。写数据单元24，用于将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置。在搬移数据时先根据数据的逻辑块地址对数据进行排序，相近逻辑块地址的数据搬移到相近的物理位置，形成“连续”数据，从而降低了再次搬移的可能性，降低固态硬盘的写放大从而提高固态硬盘的寿命和性能。数据擦除单元25，用于将已经搬移完成的数据块进行擦除。此处擦除的是旧的物理块，写入的是新的物理块，所以先搬移后擦除。映射单元26，用于将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置后，更新写入数据的映射关系。对于已经写入闪存芯片中相邻位置的数据更新其映射关系，形成相对线性的映射关系，即在物理介质中相对连续。在相对线性的映射关系中数据的读取性能获得提高；在相对线性的映射关系中数据的失效性也具有了相应的连续性，可以同时失效一个块从而降低垃圾收集的开销；降低垃圾收集的开销后，就可以提高固态硬盘的寿命、以及提高固态硬盘的性能。“可以同时失效一个块”中的块是指包括多个页的数据块，也就是物理块，该物理块中的页具有逻辑上的连续性，可以同时失效，不用搬移即可直接擦除。垃圾收集判定单元27，用于按照数据块中有效页的数目选择需要进行垃圾收集的数据块，有效页数量最少的块为需要进行垃圾收集的块。触发单元28，用于根据垃圾收集机制触发垃圾收集。图2是本专利技术一种实施例中垃圾收集前的有效数据的数据分布示意图；图3是本专利技术一种实施例中有效数据按照LBA排序后的示意图；图4是本专利技术一种实施例中数据搬移完成后数据分布示意图。如图2所示，在进行数据搬运之前，有效本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于LBA排序的垃圾收集方法，其特征在于，包括：在对闪存芯片中数据块进行数据搬移时，读出数据块中每个有效页对应的逻辑块地址；读出所述有效页的数据，并将所述有效页的数据按照逻辑块地址进行排序；将排序完成的数据依次写入一新数据块中的相邻位置，并将已经搬移完成的数据块进行擦除。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁启峰，
申请(专利权)人：记忆科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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