一种管理SSD闪存资源的方法及存储设备技术

本发明专利技术公开一种管理SSD闪存资源的方法及存储设备，涉及存储技术领域。所述方法包括：根据NAND闪存配置和/或固态硬盘设计需求对应构造逻辑单元物理块；用所构造的逻辑单元物理块构造大块；响应于IO命令来获取待写入的数据，利用构造的大块为待写入的数据分配页条带。本发明专利技术根据后端NAND闪存配置和/或固态硬盘设计需求能够动态地调整构造逻辑单元物理块，以此来适配不同容量的SSD或不同的NAND闪存，而使得不同容量的SSD或使用不同NAND闪存不显著影响对XOR缓存的需求，突破在不同SSD中固定的XOR缓存容量给存储性能带来的限制。通过虚拟固有的物理plane数，虚拟LUN与物理LUN具有不同Plane条带配置，让上层操作感受不到LUN形式，进而根据资源数性能灵活设计LUN Block的plane数。plane数。plane数。

【技术实现步骤摘要】
一种管理SSD闪存资源的方法及存储设备


[0001]本专利技术涉及存储
，尤其涉及一种管理SSD闪存资源的方法及存储设备。

技术介绍

[0002]SSD单盘容量需求在近些年逐渐增大，目前量产容量已达32T、64T。大容量盘在NAND颗粒成倍的增加过程中，对于SSD控制器的内部资源需求也在增大，成本和竞争力的压力下，控制器的设计需尽量精简、少冗余，又需满足主流性能要求。
[0003]为了提高SSD中存储数据的可靠性，在SSD中采用类似RAID的技术提供跨LUN（或闪存DIE）的数据保护。为此目的，将SSD中的多个LUN分组（属于相同组的多个LUN也被称为RAID单元）。在RAID单元中构造大块（xBlock），大块（xBlock）包括来自多个逻辑单元（LUN）的物理块。为大块提供物理块的多个逻辑单元被称为逻辑单元组（LUN组）或RAID单元。逻辑单元组的每个逻辑单元为大块提供例如一个物理块。在构造大块后进一步构造页条带，利用页条带的所有用户数据来计算其校验数据。计算校验数据的过程中，SSD的主控制器使用XOR 缓存（XOR BUFF）来加速校验数据的计算。
[0004]随着技术的发展，NAND闪存的存储密度持续增加，SSD所提供的容量也进一步多样化。对于一些大容量/高性能的SSD，在SSD中同时并发操作多个页条带时，所需要的XOR缓存也更大，但是对于控制器内部集成SRAM作为XOR缓存的情况，这样的XOR缓存为一个固定值，对小容量SSD有冗余，但是对于大容量SSD则供给不足，无法根据SSD存储容量的大小适应性地管理存储资源。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术因为大容量SSD供给不足而无法适应性管理存储资源的技术问题，本专利技术的实施例提供了一种管理SSD闪存资源的方法，包括：根据NAND闪存配置和/或固态硬盘设计需求对应构造逻辑单元物理块；用所构造的逻辑单元物理块构造大块；响应于IO命令来获取待写入的数据，利用构造的大块为待写入的数据分配页条带；其中NAND闪存配置包括SSD中所使用的NAND闪存的存储组织方式，包括逻辑单元数量、逻辑单元中平面的数量、物理块的大小、物理页的大小其中至少之一；固态硬盘设计需求包括XOR缓存容量的需求、读写带宽的性能需求其中至少之一。
[0006]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，构造逻辑单元物理块，包括：根据所使用的具体NAND闪存的平面数量来构造逻辑单元物理块；或根据XOR缓存容量的大小以及物理页的大小确定逻辑单元物理块的物理块数量。
[0007]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，构成逻辑单元物理块的各个物理块分别来自同一逻辑单元的不同平面；和/或在各自的平面内，具有相同或不同的物理块号。
[0008]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，构造逻辑单元物理块时，构成逻辑单元物理块的物理块数量小于逻辑单元提供的平面数量。
[0009]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，构造逻辑单元物理块时，构造逻辑单元物理块中物理块所来自的平面编号具有固定差值关系；或编号为奇数的逻辑单元物理块中的所有物理块都来自编号为奇数的平面，编号为偶数的逻辑单元物理块中的所有物理块都来自编号为偶数的平面；或构成逻辑单元物理块的多个物理块的平面编号连续，物理块号也连续。
[0010]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，还包括：在逻辑单元物理块内构造页条带，且以大块的基本单元构造页条带；根据逻辑单元物理块的物理块数量确定条带页的大小，以及确定为页条带生成校验数据时所需要的缓存大小，其中条带页包括逻辑单元物理块的每个物理块所提供的多个物理页。
[0011]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，构成大块的各个逻辑单元物理块来自不同的逻辑单元，使用任意逻辑单元物理块构造任意大块，并记录大块与各逻辑单元物理块的对应关系。
[0012]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，响应于IO命令来获取待写入的数据时，访问某一大块时，并行操作构成该大块的各物理块。
[0013]如上所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其中，还包括：根据IO命令对应的待写入的数据与页条带的大小，生成校验数据；将IO命令对应的待写入的数据与生成的校验数据写入所分配的大块的页条带。
[0014]本专利技术还提供一种存储设备，包括：控制部件与NVM芯片，所述控制部件执行上述任一项的方法。
[0015]本专利技术实施例实现的有益效果如下：本专利技术的实施例根据后端NAND闪存配置和/或固态硬盘设计需求能够动态地调整构造逻辑单元物理块，以此来适配不同容量的SSD或不同的NAND闪存，而使得不同容量大小的SSD或使用不同的NAND闪存不影响或不会显著影响对XOR缓存的需求，突破在不同SSD中固定的XOR缓存容量给存储性能带来的限制。通过虚拟固有的物理plane数，虚拟LUN与物理LUN具有不同Plane的条带配置，可以让上层操作感受不到LUN的形式，进而可以根据资源数性能表现灵活设计LUN Block的plane数；还能兼容其它算法设计，不引入额外复杂度。
附图说明
[0016]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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1示出本申请相关实施例中大块与页条带的示意图；图2示出本申请一相关实施例中逻辑单元与平面的示意图；图3示出本申请另一相关实施例中RAID条带中数据XOR缓存的示意图；图4示出使用本申请一实施例的LUN Block管理SSD闪存资源的方法流程图；图5示出一个LUN中的LUN Block的构造方式；图6示出一个LUN中包括6个Plane时的LUN Block的构造方式；图7示出一个LUN中包括6个Plane时的LUN Block的另一种构造方式；
图8展示了利用图4的LUN Block构造大块的示意图；图9展示了使用本申请另一实施例的LUN Block管理SSD闪存资源的方法流程图。
具体实施方式
[0018]下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不受限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚地那样被改变。此外，为了增加的清楚和简明，可省略在理解本申请的公开之后已知的特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管理SSD闪存资源的方法，其特征在于，包括：根据NAND闪存配置和/或固态硬盘设计需求对应构造逻辑单元物理块；用所构造的逻辑单元物理块构造大块；响应于IO命令来获取待写入的数据，利用构造的大块为待写入的数据分配页条带；其中NAND闪存配置包括SSD中所使用的NAND闪存的存储组织方式，包括逻辑单元数量、逻辑单元中平面的数量、物理块的大小、物理页的大小其中至少之一；固态硬盘设计需求包括XOR缓存容量的需求、读写带宽的性能需求其中至少之一。2.如权利要求1所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其特征在于，构造逻辑单元物理块，包括：根据所使用的具体NAND闪存的平面数量来构造逻辑单元物理块；或根据XOR缓存容量的大小以及物理页的大小确定逻辑单元物理块的物理块数量。3.如权利要求2所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其特征在于，构成逻辑单元物理块的各个物理块分别来自同一逻辑单元的不同平面；和/或在各自的平面内，具有相同或不同的物理块号。4.如权利要求2所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其特征在于，构造逻辑单元物理块时，构成逻辑单元物理块的物理块数量小于逻辑单元提供的平面数量。5.如权利要求2所述的一种管理SSD闪存资源的方法，其特征在于，构造逻辑单元物理块时，构造逻辑单元物理块中物理块所来自的平面编号具有固定差值关系；或编号为奇数的逻辑单元物理块中的所有...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁戎，张志青，张泰乐，
申请(专利权)人：北京忆恒创源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：