一种基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法。该优化方法利用闪存存储设备多通道的并行结构特征，减少垃圾回收过程中有效页迁移导致的时延开销，从而提高闪存存储设备性能。在垃圾回收过程中，针对即将被擦除的闪存块中的有效数据页，传统的垃圾回收策略将有效页按顺序从该闪存块中读出，并按顺序写回到其他空闲闪存块中。为提高有效页的迁移效率，本发明专利技术提出将有效页优先传输至闪存存储设备控制器的缓存中，然后将该部分有效页转化为写请求，与传统的写请求一起被发送至闪存存储设备中进行处理。在此过程中，根据闪存存储设备的并行结构特征，这些在垃圾回收过程导致的写请求将能够得到并行地处理，从而改善存储性能。根据上述方法，垃圾回收过程的时延开销将大大缩减，闪存存储设备的性能将得到明显的改善。

A garbage collection optimization method based on parallel features of flash memory devices

The invention discloses a garbage collection optimization method based on parallel features of flash memory devices. The optimization method uses the parallel structure features of multi-channel memory devices to reduce the delay overhead caused by effective page migration in the process of garbage collection, thus improving the performance of flash memory devices. In the process of garbage collection, the traditional garbage collection strategy reads the valid pages from the flash block sequentially and writes them back to other idle flash blocks in sequence according to the valid data pages in the erased flash block. In order to improve the migration efficiency of the efficient page, the invention proposes to transmit the valid page to the cache of the flash memory device controller first, and then convert the part of the effective page into the write request and send it to the flash memory device together with the traditional write request. In this process, according to the parallel structure features of flash memory devices, the write requests resulting from the garbage collection process can be processed in parallel, thus improving storage performance. According to the above methods, the delay overhead of garbage collection process will be greatly reduced, and the performance of flash memory devices will be significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法
本专利技术涉及闪存性能
，特别是涉及一种基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法。
技术介绍
由于良好的随机访问性能、低密度、低功耗等优点，基于闪存的闪存存储设备已经逐步取代传统磁盘，成为重要的存储设备。为了提供快速的访问特征，闪存存储设备内部结构普遍采用多并行的结构特征。因此，多个IO请求能够并行地被执行。传统的闪存垃圾回收策略能够及时地为闪存存储设备回收无效页空间，从而保证闪存存储设备足够的可用空间。在实施垃圾回收过程中，首先其选择某一个即将被回收的闪存块；若该闪存块中仍存在有效页，那么垃圾回收策略将优先按序读取这些有效页，并依此按序写至其他空闲闪存块中；待所有有效页迁移完成后，该闪存块将被擦除，到此垃圾回收过程完成。但传统垃圾回收的效率相对较低，因为在其有效页迁移过程中，有效页需要先被读取出来，然后再按顺序写回至其他闪存块中，该过程将产生较大的顺序写操作时延开销；若有效页数量众多，则总共的写操作开销越大，最终这些写操作将导致垃圾回收策略效率不高。为了提高垃圾回收策略的效率，本专利技术旨在通过减少有效页迁移过程中导致的顺序写本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、根据传统垃圾回收机制的处理过程，优化其顺序写回有效页的过程，利用闪存存储控制器部件将有效数据快速读出，将这部分有效页传输至闪存存储控制器中的缓存设备中。步骤2、利用闪存存储设备的并行结构特征，将垃圾回收机制中即将擦除的闪存块中的有效页并行写回至新的空闲闪存块；步骤3、待所有即将被擦除的闪存块中的有效闪存页全部迁至控制器中的缓存部件后，垃圾回收过程中的擦除操作可立即被执行。

【技术特征摘要】
1.一种基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、根据传统垃圾回收机制的处理过程，优化其顺序写回有效页的过程，利用闪存存储控制器部件将有效数据快速读出，将这部分有效页传输至闪存存储控制器中的缓存设备中。步骤2、利用闪存存储设备的并行结构特征，将垃圾回收机制中即将擦除的闪存块中的有效页并行写回至新的空闲闪存块；步骤3、待所有即将被擦除的闪存块中的有效闪存页全部迁至控制器中的缓存部件后，垃圾回收过程中的擦除操作可立即被执行。2.根据上述权利要求1所述的基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法，其特征是：在步骤1中，传输有效页至闪存控制器的缓存设备过程需要占用传输通道，通过顺序传输的方式将有效页依此传输至缓存设备。3.根据上述权利要求1所述的基于闪存存储设备并行特征的垃圾回收优化方法，其特征是：在步骤1中，在传输有效页至存储控制器中的缓存部件过程中，若当前存储控...

【专利技术属性】
技术研发人员：石亮，高聪明，沙行勉，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50