混合存储系统的操作方法、控制器和电子设备技术方案

本发明专利技术提供一种混合存储系统的操作方法，包括：根据访问次数利用预定算法对所述冷数据块进行排序；根据替换代价对所述热数据块进行排序；每隔第一预定时间段将所述固态硬盘中的数据块的访问次数清零；每隔第二预定时间段将所述固态硬盘中的冷数据块删除，并将删除的所述冷数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，所述第二预定时间段大于所述第一预定时间段，本发明专利技术还提供一种控制器和一种电子设备。利用所述操作方法对所述混合存储系统进行操作能够提高所述混合存储系统中的固态硬盘的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及存储设备领域，具体地，涉及一种混合存储系统的操作方法、执行该操作方法的控制器和包括该控制器的电子设备。
技术介绍
现有的存储设备包括机械硬盘、固态硬盘和混合硬盘三种。机械硬盘存储量大，但是机械硬盘的读写性能不好。固态硬盘采用flash芯片做存储介质，读写性能好，但是成本较高。混合硬盘包括机械硬盘和固态硬盘，综合了机械硬盘和固态硬盘的利弊，机械硬盘用来存储最终数据，固态硬盘用来读写缓存。为了提升数据的读性能，混合存储系统会尽量将访问量大的热点数据缓存在固态硬盘上，当热点数据被访问时，直接读取固态硬盘，从而极大地提高了读性能。当数据写入混合存储系统时，也是首先写入到固态硬盘，写完后即返回写成功，后续再将固态硬盘中的数据同步到机械硬盘，这样能够大幅提高数据的写性能。但是，在现有的混合存储系统中，在将写入固态硬盘之前必须对原有的数据进行擦除，相当于一次写操作转化成两次写操作，从而会影响到固态硬盘的使用期限。因此，如何延长混合存储系统中固态硬盘中的使用寿命成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种存储系统的操作方法、执行该操作方法的控制器和包括该控制器的电子设备，利用所述控制器对混合存储系统执行所述操作方法时，可以提高操作指令所针对的目标数据块位于固态硬盘中的几率，从而减少对固态硬盘的读写次数，延长固态硬盘的使用寿命。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种混合存储系统的操作方法，所述混合存储系统包括固态硬盘和机械硬盘，其中，所述固态硬盘中存储的数据块包括访问次数大于或等于预定值的热数据块和访问次数小于所述预定值的冷数据块，所述操作方法包括：根据访问次数利用预定算法对所述冷数据块进行排序；根据替换代价对所述热数据块进行排序；每隔第一预定时间段将所述固态硬盘中的数据块的访问次数清零；每隔第二预定时间段将所述固态硬盘中的冷数据块删除，并将删除的所述冷数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，所述第二预定时间段大于所述第一预定时间段，其中，按照如下公式计算所述热数据块的替换代价：Cost＝A*Count；Cost为所述热数据块的替换代价，Count为所述热数据块被访问的次数，A为所述热数据块的脏块权重系数，当所述热数据块为脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数大于1；当所述热数据块为非脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数为1。优选地，当所述固态硬盘接收到针对目标数据块的操作指令时，所述操作方法包括：判断所述固态硬盘中是否存储有所述目标数据块；当所述固态硬盘中存储有所述目标数据块时，直接对所述固态硬盘进行操作；当所述固态硬盘中未存储有所述目标数据块时，从所述机械硬盘中读取所述目标数据块并写入所述固态硬盘中，并对所述固态硬盘进行操作；当所述固态硬盘接收到操作指令且所述固态硬盘中空间不足时，按照排序从所述冷数据开始删除至少一部分数据块，直至所述固态硬盘中的空间足以执行所述操作指令为止，将从所述固态硬盘中删除的数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，然后按照所述操作指令对所述固态硬盘中的目标数据块进行操作。优选地，所述操作请求为读操作。优选地，当所述操作请求为写操作，所述操作方法还包括：将经过写操作的目标数据块标记为脏数据块。优选地，当所述固态硬盘接收到写入新数据的操作指令时，所述操作方法包括：判断所述固态硬盘存储空间是否充足；当所述固态硬盘接收到操作指令且所述固态硬盘中空间不足时，按照排序从所述冷数据开始删除至少一部分数据块，直至所述固态硬盘中的空间足以执行所述操作指令为止，将从所述固态硬盘中删除的数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，然后按照所述操作指令将新数据写入所述固态硬盘。优选地，所述预定算法为LRU算法。作为本专利技术的另一个方面，提供一种控制器，所述控制器用于对混合存储系统执行本专利技术所提供的上述操作方法，所述混合存储系统包括固态硬盘、机械硬盘和控制器，其中，所述固态硬盘中存储的数据块包括访问次数大于或等于预定值的热数据块和访问次数小于所述预定值的冷数据块，所述控制器包括：排序模块，该排序模块能够根据访问次数按照利用预定算法对所述冷数据块进行排序，并且所述排序模块能够根据替换代价对所述热数据块进行排序；访问次数清零模块，所述访问次数清零模块能够每隔第一预定时间段将所述固态硬盘中的数据块的访问次数清零；数据转移模块，所述数据转移模块能够每隔第二预定时间段将所述固态硬盘中的冷数据块删除，并将删除的所述冷数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，所述第二预定时间段大于所述第一预定时间段，其中，所述排序模块按照如下公式计算所述热数据块的替换代价：Cost＝A*Count；Cost为所述热数据块的替换代价，Count为所述热数据块被访问的次数，A为所述热数据块的脏块权重系数，当所述热数据块为脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数大于1；当所述热数据块为非脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数为1。优选地，所述控制器还包括指令生成模块、目标数据定位模块、空间判断模块和操作执行模块，所述指令生成模块用于生成操作指令，所述操作指令包括针对目标数据块的操作指令和写入新数据的操作指令，所述指令生成模块的输出端与所述操作执行模块相连，以将所述操作指令发送至所述操作执行模块；所述空间判断模块的输入端与所述指令生成模块的输出端相连，所述空间判断模块能够在接收到所述操作指令后判断执行所述操作指令所需的空间，所述空间判断模块的查询端与所述固态硬盘相连，以获取所述固态硬盘的剩余空间，且所述空间判断模块能够将执行所述操作指令所需的空间以及所述固态硬盘的剩余空间进行对比，以判断所述固态硬盘的空间是否充足，当所述固态硬盘中的剩余存储空间不足时，所述空间判断模块生成不足信号，所述空间判断模块的输出端与所述数据转移模块相连，以将所述不足信号发送至所述数据转移模块；所述目标数据定位模块的查询端与所述固态硬盘相连，所述目标数据定位模块的输入端与所述指令生成模块的输出端相连，所述目标数据定位模块的输出端与所述操作执行模块相连，所述目标数据定位模块能够在接收到所述操作指令时向所述固态硬盘发出查询信号，以判断所述固态硬盘中是否存储有所述目标数据块，当所述固态硬盘中存储有所述目标数时，所述目标数据定位模块生成第一位置信号，当所述固态硬盘中未存储有所述目标数据块时生成第二位置信号；当所述操作执行模块接收到所述第二位置信号时，从所述机械硬盘中读取所述目标数据块，并将所述目标数据块写入所述固态硬盘，然后对所述固态硬盘中的目标数据块进行操作，当所述操作执行模块接收到所述第一位置信号时，直接对所述固态硬盘中的目标数据块进行操作；所述数据转移模块接收到所述不足信号时，按照排序从所述冷数据开始删除至少一部分数据块，直至所述固态硬盘中的空间足以执行所述操作指令为止，并且所述数据转移模块能够将从所述固态硬盘中删除的数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中。优选地，所述存储系统还包括脏数据标记模块，所述脏数据标记模块能够将经过写操作的目标数据块标记为脏数据块。作为本专利技术的还一个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括控制器和混合存储系统，其特征在于，所述控制器为本专利技术所提供的上述控制器，所述混合存储系统，所述混合存储系统包括固态硬盘、机械硬盘和控制器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合存储系统的操作方法，所述混合存储系统包括固态硬盘和机械硬盘，其特征在于，所述固态硬盘中存储的数据块包括访问次数大于或等于预定值的热数据块和访问次数小于所述预定值的冷数据块，所述操作方法包括：根据访问次数利用预定算法对所述冷数据块进行排序；根据替换代价对所述热数据块进行排序；每隔第一预定时间段将所述固态硬盘中的数据块的访问次数清零；每隔第二预定时间段将所述固态硬盘中的冷数据块删除，并将删除的所述冷数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，所述第二预定时间段大于所述第一预定时间段，其中，按照如下公式计算所述热数据块的替换代价：Cost＝A*Count；Cost为所述热数据块的替换代价，Count为所述热数据块被访问的次数，A为所述热数据块的脏块权重系数，当所述热数据块为脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数大于1；当所述热数据块为非脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数为1。

【技术特征摘要】
1.一种混合存储系统的操作方法，所述混合存储系统包括固态硬盘和机械硬盘，其特征在于，所述固态硬盘中存储的数据块包括访问次数大于或等于预定值的热数据块和访问次数小于所述预定值的冷数据块，所述操作方法包括：根据访问次数利用预定算法对所述冷数据块进行排序；根据替换代价对所述热数据块进行排序；每隔第一预定时间段将所述固态硬盘中的数据块的访问次数清零；每隔第二预定时间段将所述固态硬盘中的冷数据块删除，并将删除的所述冷数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，所述第二预定时间段大于所述第一预定时间段，其中，按照如下公式计算所述热数据块的替换代价：Cost＝A*Count；Cost为所述热数据块的替换代价，Count为所述热数据块被访问的次数，A为所述热数据块的脏块权重系数，当所述热数据块为脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数大于1；当所述热数据块为非脏数据块时，该热数据块的脏块权重系数为1。2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，当所述固态硬盘接收到针对目标数据块的操作指令时，所述操作方法包括：判断所述固态硬盘中是否存储有所述目标数据块；当所述固态硬盘中存储有所述目标数据块时，直接对所述固态硬盘进行操作；当所述固态硬盘中未存储有所述目标数据块时，从所述机械硬盘中读取所述目标数据块并写入所述固态硬盘中，并对所述固态硬盘进行操作；当所述固态硬盘接收到操作指令且所述固态硬盘中空间不足时，按照排序从所述冷数据开始删除至少一部分数据块，直至所述固态硬盘中的空间足以执行所述操作指令为止，将从所述固态硬盘中删除的数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，然后按照所述操作指令对所述固态硬盘中的目标数据块进行操作。3.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，所述操作请求为读操作。4.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，当所述操作请求为写操作，所述操作方法还包括：将经过写操作的目标数据块标记为脏数据块。5.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，当所述固态硬盘接收到写入新数据的操作指令时，所述操作方法包括：判断所述固态硬盘存储空间是否充足；当所述固态硬盘接收到操作指令且所述固态硬盘中空间不足时，按照排序从所述冷数据开始删除至少一部分数据块，直至所述固态硬盘中的空间足以执行所述操作指令为止，将从所述固态硬盘中删除的数据块中的脏数据块写入所述机械硬盘中，然后按照所述操作指令将新数据写入所述固态硬盘。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的操作方法，其特征在于，所述预定算法为LRU算法。7.一种控制器，所述控制器用于对混合存储系统进行操作，所述混合存储系统包括固态硬盘、机械硬盘和控制器，其特征在于，所述固态硬盘中存储的数据块包括访问次数大于或等于预定值的热数据块和访问次数小于所述预定值的冷数据块，所述控制器包括：排序模块，该排序模块能够根据访问次数按照利用预定算法对所述冷数据块进行排序，并且所述排序模块能够根据替换代价对所述热数据块进行排序；访问次数清零模块，所述访问次数清零模块能够每隔第一预定时间段将所述固态硬盘中的数据块的访问次数清零；数据转移模...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟斌，王志军，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11