基于固态硬盘的内部任务优化方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及一种基于固态硬盘的内部任务优化方法、装置、计算机设备和存储介质，其中该方法包括：获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；根据所述请求获取对应物理块的擦除次数以及所述物理块中无效的物理页数目；定义物理块的狙击值的计算方式；通过所述物理块的擦除次数以及无效的物理页数目计算对应所述物理块的狙击值；选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块进行垃圾回收操作。本发明专利技术通过计算物理块的狙击值，并选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块，可以达到垃圾回收和磨损均衡的双重效果，而且固态硬盘的固件只需要维护一个超级垃圾回收任务，实现了大大降低了固件的设计和实现复杂度。

【技术实现步骤摘要】
基于固态硬盘的内部任务优化方法、装置和计算机设备
本专利技术涉及固态硬盘
，特别是涉及一种基于固态硬盘的内部任务优化方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
目前，主流固态硬盘(SSD)均采用闪存(NAND)作为存储介质，闪存具有如下主要特性：物理块擦除后才能写入数据；物理块具有有限的擦出次数，擦出次数超标后物理块就不可靠了。所以，固态硬盘的FTL(FlashTranslationLayer)模块会有垃圾回收和磨损均衡两个内部任务，垃圾回收作用是在物理块不够用时搬移数据腾出可用的物理块来接收主机新写入的数据，磨损均衡作用是使得所有物理块间的擦除次数趋于一致，如此能够延长固态硬盘的寿命。在传统技术中，上述两个内部任务是独立执行的，即FTL会分别控制两个任务的触发条件、执行过程、状态维护等，因此，导致了FTL的设计和实现的复杂度比较高，维护代价比较大。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以实现降低FTL的设计和实现的复杂度的基于固态硬盘的内部任务优化方法、装置、计算机设备和存储介质。一种基于固态硬盘的内部任务优化方法，所述方法包括：获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；根据所述请求获取对应物理块的擦除次数以及所述物理块中无效的物理页数目；定义物理块的狙击值的计算方式；通过所述物理块的擦除次数以及无效的物理页数目计算对应所述物理块的狙击值；选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块进行垃圾回收操作。在其中一个实施例中，所述定义物理块的狙击值的计算方式的步骤包括：定义物理块的狙击值H(k)＝(1+u*N_k)/(PE_k+u)；其中，PE_k表示物理块k的擦除次数，N_k表示物理块中无效的物理页数目，u为权衡因子，所述权衡因子根据固态硬盘的状态动态调整。在其中一个实施例中，所述方法还包括：若固态硬盘已经处在理想的磨损均衡状态，则此时选取权衡因子u>>1；若固态硬盘的磨损均衡状态不理想，则此时选取权衡因子u趋于0。在其中一个实施例中，所述方法还包括：定义权衡因子u＝|60-当前磨损均衡差量|/{|5-当前写放大|/|当前写放大-1|}；根据固态硬盘的当前磨损均衡差量和当前写放大计算对应的权衡因子u。一种基于固态硬盘的内部任务优化装置，所述装置包括：第一获取模块，所述第一获取模块用于获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；第二获取模块，所述第二获取模块用于根据所述请求获取对应物理块的擦除次数以及所述物理块中无效的物理页数目；第一定义模块，所述第一定义模块用于定义物理块的狙击值的计算方式；第一计算模块，所述第一计算模块用于通过所述物理块的擦除次数以及无效的物理页数目计算对应所述物理块的狙击值；第一选择模块，所述第一选择模块用于选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块进行垃圾回收操作。在其中一个实施例中，所述第一定义模块还用于：定义物理块的狙击值H(k)＝(1+u*N_k)/(PE_k+u)；其中，PE_k表示物理块k的擦除次数，N_k表示物理块中无效的物理页数目，u为权衡因子，所述权衡因子根据固态硬盘的状态动态调整。在其中一个实施例中，所述装置还包括第二选择模块，所述第二选择模块用于：若固态硬盘已经处在理想的磨损均衡状态，则此时选取权衡因子u>>1；若固态硬盘的磨损均衡状态不理想，则此时选取权衡因子u趋于0。在其中一个实施例中，所述装置还包括：第二定义模块，所述第二定义模块用于定义权衡因子u＝|60-当前磨损均衡差量|/{|5-当前写放大|/|当前写放大-1|}；第二计算模块，所述第二计算模块用于根据固态硬盘的当前磨损均衡差量和当前写放大计算对应的权衡因子u。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。上述基于固态硬盘的内部任务优化方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；根据所述请求获取对应物理块的擦除次数以及所述物理块中无效的物理页数目；定义物理块的狙击值的计算方式；通过所述物理块的擦除次数以及无效的物理页数目计算对应所述物理块的狙击值；选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块进行垃圾回收操作。本专利技术通过计算物理块的狙击值，并选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块，可以达到垃圾回收和磨损均衡的双重效果，而且固态硬盘的固件只需要维护一个超级垃圾回收任务，实现了大大降低了固件的设计和实现复杂度。附图说明图1为传统技术中物理块进行垃圾回收的示意图；图2为传统技术中物理块进行磨损均衡的示意图；图3为一个实施例中基于固态硬盘的内部任务优化方法的流程示意图；图4为另一个实施例中基于固态硬盘的内部任务优化方法的流程示意图；图5为再一个实施例中基于固态硬盘的内部任务优化方法的流程示意图；图6为一个实施例中基于固态硬盘的内部任务优化装置的结构框图；图7为另一个实施例中基于固态硬盘的内部任务优化装置的结构框图；图8为再一个实施例中基于固态硬盘的内部任务优化装置的结构框图；图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在传统技术中，垃圾回收和磨损均衡任务是独立的。具体的垃圾回收和磨损均衡的示意图如图1、2所示。垃圾回收作用是在物理块不够用时搬移数据腾出可用的物理块来接收主机新写入的数据，磨损均衡作用是使得所有物理块间的擦除次数趋于一致，如此能够延长固态硬盘的寿命。由于传统技术中上述两个内部任务是独立执行的，即FTL会分别控制两个任务的触发条件、执行过程、状态维护等，维护代价比较大，本专利技术提出一种将两个内部任务合二为一的方法，在保证效果的前提下降低FTL的设计和实现的复杂度。在一个实施例中，如图3所示，提供了一种基于固态硬盘的内部任务优化方法，该方法包括：步骤302，获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；步骤304，根据请求获取对应物理块的擦除次数以及物理块中无效的物理页数目；步骤306，定义物理块的狙击值的计算方式；步骤308，通过物理块的擦除次数以及无效的物理页数目计算对应物理块的狙击值；步骤310，选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块进行垃圾回收操作。具体地，垃圾回收任务目的在于腾出空闲的物理块，但也不是随便选择源物理块，现有技术中一般选择有效物理页最少的那个物理块作为源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于固态硬盘的内部任务优化方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；/n根据所述请求获取对应物理块的擦除次数以及所述物理块中无效的物理页数目；/n定义物理块的狙击值的计算方式；/n通过所述物理块的擦除次数以及无效的物理页数目计算对应所述物理块的狙击值；/n选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块进行垃圾回收操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于固态硬盘的内部任务优化方法，其特征在于，所述方法包括：
获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；
根据所述请求获取对应物理块的擦除次数以及所述物理块中无效的物理页数目；
定义物理块的狙击值的计算方式；
通过所述物理块的擦除次数以及无效的物理页数目计算对应所述物理块的狙击值；
选择最大狙击值对应的物理块作为源物理块进行垃圾回收操作。


2.根据权利要求1所述的基于固态硬盘的内部任务优化方法，其特征在于，所述定义物理块的狙击值的计算方式的步骤包括：
定义物理块的狙击值H(k)＝(1+u*N_k)/(PE_k+u)；
其中，PE_k表示物理块k的擦除次数，N_k表示物理块中无效的物理页数目，u为权衡因子，所述权衡因子根据固态硬盘的状态动态调整。


3.根据权利要求2所述的基于固态硬盘的内部任务优化方法，其特征在于，所述方法还包括：
若固态硬盘已经处在理想的磨损均衡状态，则此时选取权衡因子u>>1；
若固态硬盘的磨损均衡状态不理想，则此时选取权衡因子u趋于0。


4.根据权利要求3所述的基于固态硬盘的内部任务优化方法，其特征在于，所述方法还包括：
定义权衡因子u＝|60-当前磨损均衡差量|/{|5-当前写放大|/|当前写放大-1|}；
根据固态硬盘的当前磨损均衡差量和当前写放大计算对应的权衡因子u。


5.一种基于固态硬盘的内部任务优化装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取基于固态硬盘的内部任务优化请求；
第二获取模块，所述第二获取模块用于根据所述请求获取对应物理块的擦除次数以及所述物理块中无效的物理页数目；
第一定义模块，所述第一定义...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学森，李建，秦龙华，
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