提升SSD响应延迟的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提升SSD响应延迟的方法及装置，包括以下步骤，发起写入4KB数据请求；将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NAND DIE上；更新分片单元对应的物理地址到映射表；发起读取4KB数据请求；根据映射表中的物理地址从对应的NAND DIE并发读取数据。本方案采用可变的分片策略，将4KB数据切分成多份，并写入到不同NAND DIE上，在主机读取对应4KB数据时，从对应的NAND DIE并发传输数据，降低了数据传输时间，进而降低了SSD数据读取的命令响应延迟时间，提高数据传输效率。

Method and device for improving SSD response delay

The invention discloses a method and device for improving SSD response delay, including the following steps: initiating writing 4KB data requests; dividing 4KB data into multiple fragmentation units and writing them to different NAND DIEs; updating physical addresses corresponding to fragmentation units to mapping tables; initiating reading 4KB data requests; and according to mapping tables. The physical address reads data from the corresponding NAND DIE concurrently. This scheme adopts variable slicing strategy, divides 4KB data into multiple parts and writes them to different NAND DIEs. When the host reads the corresponding 4KB data, the data is transmitted concurrently from the corresponding NAND DIE, which reduces the data transmission time, thereby reducing the command response delay time of SSD data reading and improving the data transmission efficiency.

【技术实现步骤摘要】
提升SSD响应延迟的方法及装置
本专利技术涉及到SSD读写领域，特别是涉及到一种提升SSD响应延迟的方法及装置。
技术介绍
现有的SSD应用系统中，一般采用4KB映射。对于主机写入的数据，SSD内部切分成4KB单元的数据块并分配物理地址，并在内存中维护一张映射表，跟踪逻辑到物理的转换关系。基于此因素，4KB对齐的用户数据必然落在唯一的物理块上。当主机访问此数据时，需要依次触发NAND的读(tR)，NAND的数据传输(tXfer)。传统NAND的读(tR)大约为50us,数据传输(tXfer)大约8.8us,此情形下，系统响应延迟主要由tR决定。随着企业级应用的推广，某些NAND的tR会很短，例如东芝的XLFlash，其tR只有8us左右，故此时串行的传输方式将极大地影响读命令响应延迟。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种提升SSD响应延迟的方法及装置，用于降低SSD响应延迟，提高数据传输效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：提出一种提升SSD响应延迟的方法，包括以下步骤，发起写入4KB数据请求；将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NANDDIE上；更新分片单元对应的物理地址到映射表；发起读取4KB数据请求；根据映射表中的物理地址从对应的NANDDIE并发读取数据。进一步地，所述根据映射表中的物理地址从对应的NANDDIE并发读取数据步骤，包括，通过查找映射表，获取读取数据对应的物理地址；发起读操作，直到内部读操作完成；将各个分片单元的数据并发传输到读写缓冲区，返回主机。进一步地，所述将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NANDDIE上步骤，包括，使用读写缓冲区存放4KB数据；将4KB数据按照自定义大小进行切分成分片单元；连续的扇区数据关联到同一分片单元中；为每个分片单元分配物理地址，保证相邻的分片单元落在物理独立的NANDDIE上。进一步地，所述将4KB数据按照自定义大小进行切分成分片单元步骤，包括，根据使用场景选择分片单元的大小；根据纠错单元选择分片单元的大小。进一步地，所述分片单元的大小可以为512B、1024B或2048B。本专利技术还公开了一种提升SSD响应延迟的装置，包括，写入发起单元，用于发起写入4KB数据请求；切分写入单元，用于将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NANDDIE上；地址更新单元，用于更新分片单元对应的物理地址到映射表；读取发起单元，用于发起读取4KB数据请求；并发读取单元，用于根据映射表中的物理地址从对应的NANDDIE并发读取数据。进一步地，所述并发读取单元包括：地址获取模块，用于通过查找映射表，获取读取数据对应的物理地址；内部读取模块，用于发起读操作，直到内部读操作完成；并发传输模块，用于将各个分片单元的数据并发传输到读写缓冲区，返回主机。进一步地，所述切分写入单元包括：存放模块，用于使用读写缓冲区存放4KB数据；切分模块，用于将4KB数据按照自定义大小进行切分成分片单元；关联模块，用于连续的扇区数据关联到同一分片单元中；分配模块，用于为每个分片单元分配物理地址，保证相邻的分片单元落在物理独立的NANDDIE上。进一步地，所述切分模块用于根据使用场景选择分片单元的大小，根据纠错单元选择分片单元的大小。进一步地，所述分片单元的大小可以为512B、1024B或2048B。本专利技术的有益效果是：采用可变的分片策略，将4KB数据切分成多份，并写入到不同NANDDIE上，在主机读取对应4KB数据时，从对应的NANDDIE并发传输数据，降低了数据传输时间，进而降低了SSD数据读取的命令响应延迟时间，提高数据传输效率。附图说明图1为本专利技术一种提升SSD响应延迟的方法的流程图；图2为本专利技术一种4KB数据写入的方法流程图；图3为本专利技术一种选择分片单元的大小的方法流程图；图4为本专利技术一种并发读取分片单元的方法流程图；图5为本专利技术一实施例一种提升SSD响应延迟的方法数据写入的原理图；图6为本专利技术一实施例一种提升SSD响应延迟的方法数据读取的原理图；图7为本专利技术一实施例响应延迟计算原理图；图8为本专利技术一种提升SSD响应延迟的装置的结构框图；图9为本专利技术一种并发读取单元的结构框图；图10为本专利技术一种切分写入单元的结构框图。具体实施方式为阐述本专利技术的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。LPA：分片单元。LBA：扇区。PPA：物理地址。参照图1-图4，本专利技术一具体实施例提出一种提升SSD响应延迟的方法，具体包括以下步骤，S10、发起写入4KB数据请求。S20、将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NANDDIE上。S30、更新分片单元对应的物理地址到映射表。S40、发起读取4KB数据请求。S50、根据映射表中的物理地址从对应的NANDDIE并发读取数据。对于步骤S10，数据写入SSD的过程为：主机提交写入4KB数据命令，调用对应的数据做写入准备，将准备写入的4KB数据先存放在缓冲区，后续根据分配好的物理地址，将4KB数据写入对应的NANDDIE中。对于步骤S20，将4KB数据进行切分得到多份相同大小的分片单元，将不同的分片单元写入到不同的NANDDIE中，后续主机访问该4KB数据时，触发NAND的读(tR)，并发读取不同NANDDIE上的分片单元，减少4KB数据的整体读取时间。具体的，切分后的分片单元的大小可以为512B、1024B或2048B，同时分片单元的大小越小，最后传输(tXfer)时间就越短，性能收益更高。例如，当分片单元的大小为2048B时，传输一完整4KB数据的时间为4.4us；当分片单元的大小为1024B时，传输一完整4KB数据的时间为2.2us；当分片单元的大小为512B时，传输一完整4KB数据的时间为1.1us，分片单元的大小越小，完成传输(tXfer)的时间越短，数据传输整个过程的效率更高。参考图2，步骤S20，包括以下步骤：S21、使用读写缓冲区存放4KB数据。S22、将4KB数据按照自定义大小进行切分成分片单元；。S23、连续的扇区数据关联到同一分片单元中。S24、为每个分片单元分配物理地址，保证相邻的分片单元落在物理独立的NANDDIE上。对于步骤S21，在写入4KB数据时，先将4KB数据写入到读写缓冲区，在读写缓冲区完成后续的切分操作，将4KB数据按照需要进行切分成更小的分片单元。对于步骤S22，根据需要将4KB数据进行均匀切分得到相同大小的分片单元，即得到的分片单元大小为4KB/N，其中N为大于0的自然数。将4KB数据进行切分得到多份相同大小的分片单元，并将不同的分片单元写入到不同的NANDDIE中，后续主机访问该4KB数据时，触发NAND的读(tR)，并发读取不同NANDDIE上的分片单元，减少4KB数据的整体读取时间。具体的，切分后的分片单元的大小可以为512B、1024B或2048B，同时分片单元的大小越小，最后传输(tXfer)时间就越短，性能收益更高。例如，当分片单元的大小为2048B时，传输一完整4KB数据的时间为4.4us；当分片单元的大小为1024B时，传输一完整4KB数据的时间为2.2us；当分片单元的大小为512B时，传输一完整4KB数据的时间为1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升SSD响应延迟的方法，其特征在于，包括以下步骤，发起写入4KB数据请求；将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NAND DIE上；更新分片单元对应的物理地址到映射表；发起读取4KB数据请求；根据映射表中的物理地址从对应的NAND DIE并发读取数据。

【技术特征摘要】
1.一种提升SSD响应延迟的方法，其特征在于，包括以下步骤，发起写入4KB数据请求；将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NANDDIE上；更新分片单元对应的物理地址到映射表；发起读取4KB数据请求；根据映射表中的物理地址从对应的NANDDIE并发读取数据。2.如权利要求1所述的提升SSD响应延迟的方法，其特征在于，所述根据映射表中的物理地址从对应的NANDDIE并发读取数据步骤，包括，通过查找映射表，获取读取数据对应的物理地址；发起读操作，直到内部读操作完成；将各个分片单元的数据并发传输到读写缓冲区，返回主机。3.如权利要求1所述的提升SSD响应延迟的方法，其特征在于，所述将4KB数据切分成多个分片单元，并写入到不同的NANDDIE上步骤，包括，使用读写缓冲区存放4KB数据；将4KB数据按照自定义大小进行切分成分片单元；连续的扇区数据关联到同一分片单元中；为每个分片单元分配物理地址，保证相邻的分片单元落在物理独立的NANDDIE上。4.如权利要求3所述的提升SSD响应延迟的方法，其特征在于，所述将4KB数据按照自定义大小进行切分成分片单元步骤，包括，根据使用场景选择分片单元的大小；根据纠错单元选择分片单元的大小。5.如权利要求4所述的提升SSD响应延迟的方法，其特征在于，所述分片单元的大小可以为512B、1024B或2048B。6.一种提升SSD响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，王伟良，徐伟华，
申请(专利权)人：深圳忆联信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44