一种SSD的自适应稳态的方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种SSD的自适应稳态的方法和设备，该方法包括：响应于第一次接收到用户向SSD下发的读写命令，开始统计所有读写命令的相关信息；监控用户下发读写命令的持续时间并将持续时间与阈值时间进行比较；响应于持续时间达到阈值时间，基于相关信息计算为用户分配的带宽；将计算得到的带宽分配给用户以使SSD达到稳态。通过使用本发明专利技术的方案，能够针对不同的客户IO负载，进行自适应的调节，实现快速可预期的进入稳态，保证读写的稳定性，能够保证进入稳态的过程中不出现阶梯形的跳变。

【技术实现步骤摘要】
一种SSD的自适应稳态的方法和设备
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种SSD的自适应稳态的方法和设备。
技术介绍
随着互联网、云计算、物联网、大数据等技术的发展及广泛应用，在人类生活中，时时刻刻都会产生海量的数据，这些海量的数据需要进行处理和存储，信息技术的告诉发展对存储系统的性能提出了更高的要求。固态硬盘因为其读写速度快、能耗低，而被广泛的应用。当前固态硬盘的使用变得越来越广泛，对固态硬盘的性能、容量的要求都更高，随着闪存技术的发展、主控芯片的性能提高，固态硬盘的相关技术不断更新，使得能够尽可能满足应用的需求。在SSD(固态硬盘)的应用过程中，用户负载(读写请求的特征)会各不相同，为了适应特定用户的负载需求，SSD厂商可能会推出定制化的服务，这样SSD在不同场景下的表现就完全不一样，出现特定场景表现极为突出，在其他场景下可能就远不如标准模式的SSD。在SSD的应用过程中，进入稳态的时间是衡量SSD的一个重要指标，这个指标代表着SSD对于用户请求响应速度的均衡性，使得用户能够以一种较为稳定的速度进行读写操作，不会出现速度忽高忽低，间歇性卡顿的现象，如果进入稳态的时间越长，则上述不稳定过程的持续时间就越长，导致用户在这段时间内对于性能的预知性交叉，无法实现读写的稳定性，导致业务出现不可预期的卡顿。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种SSD的自适应稳态的方法和设备，通过使用本专利技术的技术方案，能够针对不同的客户IO负载，进行自适应的调节，实现快速可预期的进入稳态，保证读写的稳定性，能够保证进入稳态的过程中不出现阶梯形的跳变。基于上述目的，本专利技术的实施例的一个方面提供了一种SSD的自适应稳态的方法，包括以下步骤：响应于第一次接收到用户向SSD下发的读写命令，开始统计所有读写命令的相关信息；监控用户下发读写命令的持续时间并将持续时间与阈值时间进行比较；响应于持续时间达到阈值时间，基于相关信息计算为用户分配的带宽；将计算得到的带宽分配给用户以使SSD达到稳态。根据本专利技术的一个实施例，相关信息包括读命令数量、写命令数量、顺序写入命令数量、顺序读命令数量和有效数据占比。根据本专利技术的一个实施例，响应于持续时间达到阈值时间，基于相关信息计算为用户分配的带宽包括：使用公式：带宽＝NAND总带宽*(Nand数据写入量/写放大+有效用户读取数据量)/(有效用户读取数据量+Nand数据写入量+Nand数据读取量)计算带宽。根据本专利技术的一个实施例，还包括：使用公式：写放大＝1+有效数据占比/(1-有效数据占比)计算写放大。根据本专利技术的一个实施例，还包括：使用公式：Nand数据写入量＝写命令数量*写放大*g(写命令数量/顺序写入命令数量)计算Nand数据写入量，其中g函数是通过仿真获取的函数，表示不同程度的顺序写对于写放大及nand写入量的影响。根据本专利技术的一个实施例，还包括：使用公式：有效用户读取数据量＝读命令数量*f(读命令数量/顺序读命令数量)计算有效用户读取数据量，其中f函数是通过仿真获取的函数，表示将顺序读取转换成有效的nand读取量的结果。根据本专利技术的一个实施例，还包括：使用公式：读放大＝有效数据占比/(1-有效数据占比)计算读放大。根据本专利技术的一个实施例，还包括：使用公式：Nand数据读取量＝有效用户读取数据量+写命令数量*读放大*g(写命令数量/顺序写入命令数量)计算Nand数据读取量，其中g函数是通过仿真获取的函数，表示不同程度的顺序写对于写放大及nand写入量的影响。根据本专利技术的一个实施例，还包括：响应于将带宽分配给用户，将NAND总带宽中剩余的带宽分配给垃圾回收。本专利技术的实施例的另一个方面，还提供了一种SSD的自适应稳态的设备，设备包括：统计模块，统计模块配置为响应于第一次接收到用户向SSD下发的读写命令，开始统计所有读写命令的相关信息；比较模块，比较模块配置为监控用户下发读写命令的持续时间并将持续时间与阈值时间进行比较；计算模块，计算模块配置为响应于持续时间达到阈值时间，基于相关信息计算为用户分配的带宽；分配模块，分配模块配置为将计算得到的带宽分配给用户以使SSD达到稳态。本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术实施例提供的SSD的自适应稳态的方法，通过响应于第一次接收到用户向SSD下发的读写命令，开始统计所有读写命令的相关信息；监控用户下发读写命令的持续时间并将持续时间与阈值时间进行比较；响应于持续时间达到阈值时间，基于相关信息计算为用户分配的带宽；将计算得到的带宽分配给用户以使SSD达到稳态的技术方案，能够针对不同的客户IO负载，进行自适应的调节，实现快速可预期的进入稳态，保证读写的稳定性，能够保证进入稳态的过程中不出现阶梯形的跳变。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。图1为根据本专利技术一个实施例的SSD的自适应稳态的方法的示意性流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的SSD的自适应稳态的设备的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。基于上述目的，本专利技术的实施例的第一个方面，提出了一种SSD的自适应稳态的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：S1响应于第一次接收到用户向SSD下发的读写命令，开始统计所有读写命令的相关信息，在SSD的运行过程中，顺序的读写和大块的读写的响应性能要高于随机的、小块的读写，数量代表着用户下发的压力，在用户持续下发读写的情况下，性能会从最高值下降为稳态值，因为在写入过程中，会从没有垃圾回收的状体进入有垃圾回收的状态，从剩余空间较多的情况下降为剩余空间较少情况，并通过稳定用户写入与垃圾回收的比例将剩余空间稳定在预定范围内，此时SSD的性能将进入稳态，当前假设我们的预定的进入稳态的时间为30分钟，在SSD的应用中，这个时间受SSD的总容量的影响，容量越大时间越长，所以这个时间需要根据不同的容量来设计，在SSD内部按照每分钟(或10秒)的方式进行统计收到的读命令数量read_cnt，写命令数量write_cnt，顺序写入命令数量write_seq_cnt，顺序读命令数量read_seq_cnt，在稳态统计过程中，还需要统计垃圾回收的状态，相关信息包含有效数据占比，该占比为当前有效数据与写入的总的数据的比值；S2监控用户下发读写命令的持续时间并将持续时间与阈值时间进行比较，当用户开始下发读写命令时就开始统计时间，将该时间与阈值时间进行比较，该阈值时间优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SSD的自适应稳态的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n响应于第一次接收到用户向SSD下发的读写命令，开始统计所有读写命令的相关信息；/n监控所述用户下发读写命令的持续时间并将所述持续时间与阈值时间进行比较；/n响应于所述持续时间达到所述阈值时间，基于所述相关信息计算为所述用户分配的带宽；/n将计算得到的所述带宽分配给所述用户以使所述SSD达到稳态。/n

【技术特征摘要】
1.一种SSD的自适应稳态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
响应于第一次接收到用户向SSD下发的读写命令，开始统计所有读写命令的相关信息；
监控所述用户下发读写命令的持续时间并将所述持续时间与阈值时间进行比较；
响应于所述持续时间达到所述阈值时间，基于所述相关信息计算为所述用户分配的带宽；
将计算得到的所述带宽分配给所述用户以使所述SSD达到稳态。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相关信息包括读命令数量、写命令数量、顺序写入命令数量、顺序读命令数量和有效数据占比。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，响应于所述持续时间达到所述阈值时间，基于所述相关信息计算为所述用户分配的带宽包括：
使用公式：带宽＝NAND总带宽*(Nand数据写入量/写放大+有效用户读取数据量)/(有效用户读取数据量+Nand数据写入量+Nand数据读取量)计算所述带宽。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：使用公式：写放大＝1+有效数据占比/(1-有效数据占比)计算写放大。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：使用公式：Nand数据写入量＝写命令数量*写放大*g(写命令数量/顺序写入命令数量)计算Nand数据写入量，其中g函数是通过仿真获取的函数，表示不同程度的顺序写对于写放大及nand写入量的影响。


6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宝林，毕延帅，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32