The invention discloses a page level buffer improvement method based on classification strategy. The invention includes the request type differentiation module, the thermal data page storage module, the cold data page storage module and the continuous data page storage module. The heat will be the first data page cache is divided into modules, data storage data page hot cold storage area and continuous data module page page storage module, a data page data page, were used to load access frequently requested access request and the low frequency with high spatial locality request data page; secondly to continuous data page storage module by prefetching multiple continuous data pages; finally, when the data cache is full page when the page first clean replacement cold data pages store module in the least recently used, if the cold data pages store module without dirty pages, the dirty page replacement out of the invention compared the page level LRU algorithm. To improve the response performance of continuous load, effectively reducing the memory read and write overhead.
【技术实现步骤摘要】
一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法
本专利技术属于固态硬盘算法设计
,公开了一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法。
技术介绍
缓冲区置换算法是提高存储系统性能的重要手段之一。目前,缓冲区置换算法被广泛的应用到文件系统,数据库以及其他存储系统中。但传统的缓冲区置换算法以提高缓冲区命中率为主要目标,并且为机械硬盘而设计的,而闪存的读写操作代价的不对称导致了传统的缓冲区置换算法无法很好的适应固态盘。目前已有的面向固态盘的缓冲区置换算法主要是针对闪存读写代价的不确定性,对数据页进行分类。在置换数据页时,尽量减少置换脏数据页,优先置换干净页以减少数据页的置换代价。并且已有算法主要是在LRU的基础上进行改进。但是LRU算法无法很好的解决一次性扫描污染的问题。缓冲区算法设计是SSD固件设计中一个非常关键的问题,特别是对中高端的SSD的性能和寿命优化,缓冲区算法设计起着至关重要的作用。由于数据访问具有较高的时间局部性和空间局部性特征,缓冲区算法设计可以将访问频繁的数据缓存在缓冲区中,以减少对闪存的直接访问,提高CPU的读写效率。缓冲区能优化计算机存储系统性能的基本原理是利用数据访问存在局部性特征,将最近和经常访问的数据存储在缓冲区中,以快速响应CPU的读写请求。在SSD设计中,缓冲区不仅能提高SSD的读写性能,还能延长SSD硬盘的寿命,因此它也是SSD的关键部件。页级缓冲区管理算法管理粒度大小为一个页,缓冲区满后剔除也按页进行。页级缓冲区管理算法的优势在于细粒度的区分每个页的访问特点,缓冲区命中概率更高。经典的页级缓冲区算法为页级LRU和CFLRU。页级LRU的置 ...
【技术保护点】
一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法,其特征在于包括请求类型区分模块、热数据页存储区模块、冷数据页存储区模块和连续数据页存储区模块;所述的请求类型区分模块是用来区分文件系统发出的请求是随机请求还是具有高空间本地性的连续请求;所述的热数据页存储区模块是用来加载访问频繁的请求的数据页;所述的访问频繁的请求是指请求在缓冲区中的累计命中次数大于等于两次;所述的冷数据页存储区模块要是用来缓存访问频率较低的请求的数据页,若请求在冷数据页存储区模块中累计两次命中后,即将该命中的数据页加载到热数据页存储区模块中;再者,冷数据页存储区模块还存储从热数据页存储区模块剔除的数据页;所述的连续数据页存储区模块主要是用来加载具有高空间本地性请求的数据页;同样,当连续数据页存储区模块中的数据页被累计两次命中后,也需要将该命中的数据页加载到热数据页存储区模块中。
【技术特征摘要】
1.一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法,其特征在于包括请求类型区分模块、热数据页存储区模块、冷数据页存储区模块和连续数据页存储区模块;所述的请求类型区分模块是用来区分文件系统发出的请求是随机请求还是具有高空间本地性的连续请求;所述的热数据页存储区模块是用来加载访问频繁的请求的数据页;所述的访问频繁的请求是指请求在缓冲区中的累计命中次数大于等于两次;所述的冷数据页存储区模块要是用来缓存访问频率较低的请求的数据页,若请求在冷数据页存储区模块中累计两次命中后,即将该命中的数据页加载到热数据页存储区模块中;再者,冷数据页存储区模块还存储从热数据页存储区模块剔除的数据页;所述的连续数据页存储区模块主要是用来加载具有高空间本地性请求的数据页;同样,当连续数据页存储区模块中的数据页被累计两次命中后,也需要将该命中的数据页加载到热数据页存储区模块中。2.如权利要求1所述的一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法,其特征在于预取多个连续的数据页到连续数据页存储区,能够提升对连续请求的响应性能。3.如权利要求2所述的一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法,其特征在于当缓冲区满时,优先置换冷数据页存储区的干净页,当冷数据页存储区没有干净页时,再将脏页置换出去,有效降低闪存的读写开销。4.如权利要求3所述的一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1、将SSD中的数据页缓存分成请求类型区分模块,热数据页存储区模块、冷数据页存储区模块和连续数据页存储区模块4个模块,数据页缓存中的所有数据页都标识有hot-flag标志位,即hot-flag设置为1表示该数据页为热页,设置为0...
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