一种固态盘内部缓存管理方法技术

本发明专利技术公开了一种固态盘内部缓存管理方法，根据闪存读、写速度不对称性的特点，在固态盘接收到上层访问数据页的命令之后，根据操作的类型，对固态盘内部缓存中读、写数据页赋予不同的权值；写数据页的权值大于读数据页，系统运行过程中，缓存中数据页的权值依据缓存中数据页命中情况及数据页在缓存中存放的时间进行动态调整，当缓存写满数据需要替换时，系统查找缓存中权值为0的数据页进行替换。与现有技术相比，本发明专利技术提供的这种缓存管理方法在保证缓存总命中率的情况下提高了写数据页的命中率，从而提高了固态盘的性能，可延长固态盘的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机存储
，更具体地，涉及一种固态盘内部缓存管理方法。
技术介绍
闪存(NANDFLASH)具有读、写速度快，能耗低及抗震性好的特点，因此，基于闪存的固态盘已广泛应用于高端服务器及笔记本电脑。存芯片由很多数据块组成，每个数据块又包含多个数据页。闪存中，读、写操作的最小单位为页，闪存芯片可以随机读闪存中的任意一页，但写操作时如果目标页中以前有数据，则必须先将该页的数据擦除，然后才能写新的数据，闪存擦除的单位为块，即每次至少擦除一块，同时，对某个具体闪存块，它的擦除次数是有限的；闪存中读、写操作所需时间是不对称的，在闪存中写一页所需时间通常是读一页所需时间的8～12倍。为了提高基于闪存的固态盘的性能，在基于闪存的固态盘中，通常会加入一个高速的缓存用于临时存放系统将来可能再次使用的数据，因此，如何有效管理固态盘内部的缓存对提高固态盘性能及寿命具有重要的意义。目前常用的缓存管理算法有LeastRecentlyUsed(LRU)、2queue(2Q)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态盘内部缓存管理方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：(1)当固态盘接收到上层访问数据页X命令，设置数据页X权值的初始值；并判断数据页X是否处于队列A1in中；若是，则访问该数据页，进入步骤(9)；若否，则进入步骤(2)；(2)判断数据页X是否处于环AClock中，若是，则进入步骤(3)；若否，则进入步骤(5)；(3)判断访问数据页X的动作是否为读操作，若是，将该数据页X移到环AClock的尾部，进入步骤(9)；若否，则进入步骤(4)；(4)将该数据页X的权值设到最大，并将该数据页X移到环AClock的尾部，进入步骤(9)；(5)为数据页X在缓存中分配空间，进入步骤(6)；(6)判...

【技术特征摘要】
1.一种固态盘内部缓存管理方法，其特征在于，所述方法具体包括如
下步骤：
(1)当固态盘接收到上层访问数据页X命令，设置数据页X权值的
初始值；并判断数据页X是否处于队列A1in中；若是，则访问该数据页，
进入步骤(9)；若否，则进入步骤(2)；
(2)判断数据页X是否处于环AClock中，若是，则进入步骤(3)；
若否，则进入步骤(5)；
(3)判断访问数据页X的动作是否为读操作，若是，将该数据页X
移到环AClock的尾部，进入步骤(9)；若否，则进入步骤(4)；
(4)将该数据页X的权值设到最大，并将该数据页X移到环AClock
的尾部，进入步骤(9)；
(5)为数据页X在缓存中分配空间，进入步骤(6)；
(6)判断数据页X的标识是否在队列A1out中，若是，进入步骤(7)；
若否，则进入步骤(8)；
(7)设置数据页X权值的初始值，并将该页插入到AClock的尾部，
进入步骤(9)；
(8)将数据页X插入到队列A1in的头部，进入步骤(9)；
(9)结束访问；
所述A1in是指固态盘中内部缓存中的一个先进先出队列，AClock是固
态盘内部缓存中一个用指针连接起来的单向环，A1out是指固态盘内部缓存
中的一个近期最少使用队列；当数据页从A1in中替换出缓存时，将该数据
页的标识保存到A1out队列；当数据页从AClock环中替换出缓存时，将该
数据页丢弃。
2.如权利要求1所述的固态盘内部缓存管理方法，其特征在于，数据

\t页X权值初始值的设置方法具体如下：
(a)对于写操作，数据页X权值初始的设定方法为：
将闪存写一个数据页所用的时间除以闪存读一个数据页所用的时间，
对获得的结果乘以系数0.6，再取整，获得写权值初始值；如下公式所示：
其中，表示对数值取整；
(b)对于读操作，数据页权值初始值为0。
3.如权利要求2所述的固态盘内部缓存管理方法，其特征在于，所述
步骤(4)中，将数据页X的权值取5。
4.如权利要求1或2所述的固态盘内部缓存管理方法，其特征在于，
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，何丹，冯丹，刘景宁，童薇，吴运翔，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42