一种存储装置及相关数据分区管理方法制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种存储装置及相关数据分区管理方法，其特征在于，所述存储装置包括控制器和M个存储块Block，M为大于0的整数，其中，所述控制器用于：确定区域配置信息，所述区域配置信息包括存储区域数量N、各个存储区域的大小、各个存储区域对应的最长数据保存时间，N为大于1的整数；根据所述存储区域数量N和所述各个存储区域的大小，将所述M个存储块Block划分为N个存储区域；所述N个存储区域中的每个存储区域包括一个或多个Block；根据所述区域配置信息为所述N个存储区域中的每个存储区域配置各自的最长数据保存时间。采用本申请实施例能够提升存储设备的使用寿命。申请实施例能够提升存储设备的使用寿命。申请实施例能够提升存储设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种存储装置及相关数据分区管理方法


[0001]本申请涉及计算机
，尤其涉及一种存储装置及相关数据分区管理方法。

技术介绍

[0002]当前计算机服务器的主流存储器件主要分为两种：机械硬盘(Hard Disk Driver，HDD)和固态硬盘(Solid State Disk，SSD)。固态硬盘和机械硬盘本质上都是用于数据存储的硬件，其本质上的区别在于存储介质不同。传统的机械硬盘以机械磁盘作为存储介质，通过磁臂和磁头、磁盘之间的机械构造进行数据存储和读取；而固态硬盘则是以NAND闪存(非易失性的存储器)作为存储介质，通过存储器内部的电荷数，即cell的通断电进行数据的读取和写入，进而实现数据存储。随着固态硬盘小型化以及其性价比不断提升，越来越多企业消费者和个人消费者采用固态硬盘进行数据的存储。目前，业界开始探索使用NAND闪存代替或卸载部分昂贵内存，如通过算法将手机内存中的数据暂存到SSD中，从而降低手机内存的开销，但这也对SSD的使用寿命提出了一定的挑战。
[0003]NAND闪存根据逻辑结构的划分，内部可分为不同的块(Block)，每个块又由多个页(Page)组成；NAND闪存是以页为单位进行读写，以块为单位进行擦除(erase)，即当一个块内的页被写过之后，不能直接对该页进行擦除操作，而需要将其所在块内的数据全部擦除，才能再次写入。因此，在NAND闪存的垃圾回收(Garbage Collection，GC)操作过程中，需要通过FTL(Flash Translation Layer，闪存转换层)管理数据分布，将块中的有效数据先备份到其他的块，才能进行擦除，在此过程中数据的写入和擦除都会增加SSD的硬件磨损，降低SSD使用寿命。

技术实现思路

[0004]本申请实施例所要解决的技术问题在于，提供一种存储装置及相关数据分区管理方法，以提升存储设备的使用寿命。
[0005]第一方面，本申请实施案例提供一种存储装置，其特征在于，所述存储装置包括控制器和M个存储块Block，M为大于0的整数，其中，所述控制器用于：确定区域配置信息，所述区域配置信息包括存储区域数量N、各个存储区域的大小、各个存储区域对应的最长数据保存时间，N为大于1的整数；根据所述存储区域数量N和所述各个存储区域的大小，将所述M个存储块Block划分为N个存储区域；所述N个存储区域中的每个存储区域包括一个或多个Block；根据所述区域配置信息为所述N个存储区域中的每个存储区域配置各自的最长数据保存时间。
[0006]在本专利技术实施例中，通过外存(如SSD)的控制器对外存中的存储块(Block)进行分区，得到不同的存储区域，并且通过软件配置使得这些不同存储区域的最长数据保存时间不同，从而可基于多个存储区域的不同的特性(即最长数据保存时间不同的特性)来存储对保存时间需求不同的数据(如将需要长时间保存的数据存储在最长数据保存时间长的存储区域，将只需短暂存储的数据存储在最长数据保存时间短的存储区域)，使得整个外存的数
据存储可以最大化的利用好各个存储区域的存储特性，有效地提升了外存的利用率和使用寿命。具体地，控制器基于配置信息，首先将外存中的多个Block分为N个存储区域；进一步地，由于存储块的最长数据保存时间可通过参数直接配置，因此外存中的控制器可直接通过软件配置不同存储区域中所包括的多个存储块的最长数据保存时间，以实现不同存储区域的最大数据保存时间不同。而在一种现有技术中，不对待存储数据的目标保存时间进行感知，在进行数据存储时，为了保证数据不丢失，存储设备中的所有存储块都需要按照相同的且最大的最长数据保存时间来进行配置。但是，由于存储块具有最长数据保存时间越长，可擦除次数越少的特性，因此所有存储块都必须按照最低的擦除次数来配置，导致存储块未能充分发挥存储的能力，造成存储资源的浪费。但是，在本专利技术实施例中，由于不同存储区域的最长数据保存时间不同，因此控制器可以根据存储区域的最长数据保留时间对存储块的可擦除次数进行合理的配置，避免了所有数据都按照相同的且最大的最长数据保存时间来存储数据，导致存储资源浪费的问题，从而提升了存储设备的利用率和使用寿命。此外，在另一种现有技术中，利用了存储块的场效应管特性(即存储块的编程电压越大，数据保存时间越长)，基于该特性存储设备可根据待存储数据的目标保存时间去控制存储块的编程电压，以使得存储块按照待存储数据所需的目标保存时间存储数据，从而提升存储资源的利用率和使用寿命。但是，由于当前存储块的编程电压在生产过程中已经固定，无法通过软件调整，进而无法直接配置存储块的编程电压，因此需要和制造商提出额外的需求，导致整体成本上升的问题，而在本专利技术实施例中，由于不依赖于介质的内部实现，仅根据介质的特性，无需与制造商提出额外的需求，因此能够在不增加成本的前提下，提升外存的利用率和使用寿命。例如，利用存储介质的数据保留时间和擦除次数的相关性，通过软件方式管理不同存储块的最长数据保存时间需求，并根据保留时间需求，可折算对应的擦除次数。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述控制器还用于：接收主机发送的所述区域配置信息，或者与所述主机协商所述区域配置信息。
[0008]在本专利技术实施例中，区域配置信息可以由主机根据主机侧需求生成并下发给存储设备，也可以由存储设备与主机协商得到，从而使得存储设备的控制器能够基于该配置信息对存储块(Block)进行分区，并且控制器还可通过软件配置使得不同存储区域的最长数据保存时间不同，从而控制器可基于多个存储区域来存储数据，提升了存储设备(如外存SSD)的利用率和使用寿命。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述控制器还用于：为每个所述存储区域生成对应的区域标识，并建立每个所述存储区域的最长数据保存时间和对应的区域标识之间的映射关系。
[0010]在本专利技术实施例中，当存储设备中的控制器基于区域配置信息将多个存储块划分为N个存储区域后，还可以为每个存储区域生成一个区域标识，以使得一个区域标识对应一个存储区域，接下来可建立每个存储区域的最长数据保存时间与区域标识之间的映射关系，然后向主机发送这N个存储区域各自的最长数据保存时间与区域标识之间的映射关系，以使得主机在生成写命令时，可以根据待存储数据的目标保存时间选择出目标存储区域，并将该目标存储区域的区域标识作为区域识别信息。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述控制器还用于：将所述存储系统的可用逻辑地址空间划分为N个逻辑地址段；建立每个所述存储区域的最长数据保存时间与所述N个逻辑地
址段中的一个逻辑地址段之间的映射关系。
[0012]在本专利技术实施例中，当存储设备中的控制器基于区域配置信息将多个存储块划分为N个存储区域后，还可以将存储系统的可用逻辑地址空间划分为N个逻辑地址段，以使得一个逻辑地址段对应一个存储区域，接下来可建立每个存储区域的最长数据保存时间与逻辑地址段之间的映射关系，然后向主机发送这N个存储区域各自的最长数据保存时间与逻辑地址段之间的映射关系，以使得主机在生成写命令时，可以根据待存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储装置，其特征在于，所述存储装置包括控制器和M个存储块Block，M为大于0的整数，其中，所述控制器用于：确定区域配置信息，所述区域配置信息包括存储区域数量N、各个存储区域的大小、各个存储区域对应的最长数据保存时间，N为大于1的整数；根据所述存储区域数量N和所述各个存储区域的大小，将所述M个存储块Block划分为N个存储区域；所述N个存储区域中的每个存储区域包括一个或多个Block；根据所述区域配置信息为所述N个存储区域中的每个存储区域配置各自的最长数据保存时间。2.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述控制器还用于：接收主机发送的所述区域配置信息，或者与所述主机协商所述区域配置信息。3.如权利要求2所述的存储装置，其特征在于，所述控制器还用于：为每个所述存储区域生成对应的区域标识，并建立每个所述存储区域的最长数据保存时间和对应的区域标识之间的映射关系。4.如权利要求2所述的存储装置，其特征在于，所述控制器还用于：将所述存储系统的可用逻辑地址空间划分为N个逻辑地址段；建立每个所述存储区域的最长数据保存时间与所述N个逻辑地址段中的一个逻辑地址段之间的映射关系。5.如权利要求1
‑
4任意一项所述的存储装置，其特征在于，所述控制器还用于：接收所述主机发送的写命令；所述写命令包括待存储数据和目标存储区域的目标区域识别信息；所述目标存储区域为所述N个存储区域中的一个，每个所述存储区域对应一个区域识别信息；基于所述写命令中的所述目标区域识别信息，将所述待存储数据写入到所述目标存储区域。6.如权利要求1
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5任意一项所述的存储装置，其特征在于，所述控制器还用于：基于每个所述存储区域对应的所述最长数据保存时间，配置每个所述存储区域中所包括的Block的最大可擦除次数；存储区域对应的所述最长数据保存时间越短，所述存储区域中包括的Block的所述最大可擦除次数越大。7.一种处理装置，其特征在于，包括主机，所述主机用于：生成区域配置信息，所述区域配置信息包括存储区域数量N、各个存储区域的大小、各个存储区域对应的最长数据保存时间，N为大于1的整数；向存储设备发送所述区域配置信息，所述区域配置信息用于所述存储设备将M个存储块Block划分为N个存储区域，每个所述存储区域对应一个最长数据保存时间，M为大于1的整数。8.如权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述主机还用于：根据待存储数据的需求信息，从所述N个存储区域中选择目标存储区域；所述需求信息中包括所述待存储数据期望的目标保存时间，所述目标存储区域对应的所述最大数据保存时间大于或等于所述目标保存时间；每个所述存储区域对应一个区域识别信息；向所述存储设备发送写命令，所述写命令包括所述待存储数据和所述目标存储区域的
目标区域识别信息。9.如权利要求8所述的处理装置，其特征在于，所述主机还用于：根据所述待存储数据的数据类型，确定所述目标保存时间，所述数据类型包括应用使用过程中产生的临时数据、后台应用匿名页对应的堆栈数据，应用关闭后可丢弃的数据中的一种或多种。10.如权利要求9所述的处理装置，其特征在于，所述主机具体用于：从所述N个存储区域中，将所述最大数据保存时间大于或等于所述目标保存时间的存储区域确定为所述目标存储区域；向所述控制器发送写命令，所述写命令包括所述待存储数据和所述目标存储区域对应的目标区域标识。11.如权利要求10所述的处理装置，其特征在于，所述写命令中还包括目标逻辑地址，所述目标逻辑地址为所述主机的可用逻辑地址空间中的任意一个地址；所述目标逻辑地址与所述目标存储区域中的目标物理地址存在映射关系，所述目标物理地址为所述待存储数据在所述目标存储区域中实际存储的物理地址。12.如权利要求9所述的处理装置，其特征在于，所述主机具体用于：从所述N个存储区域中，将所述最大数据保存时间大于或等于所述目标保存时间的存储区域确定为所述目标存储区域；确定所述目标区域对应的目标逻辑地址段，从所述目标逻辑地址段中选择目标逻辑地址；向所述控制器发送写命令，所述写命令中携带所述待存储数据和所述目标逻辑地址。13.一种数据分区管理方法，其特征在于，应用于存储装置，所述存储装置包括M个存储块Block，M为大于0的整数，所述方法包括：确定区域配置信息，所述区域配置信息包括存储区域数量N、各个存储区域的大小、各个存储区域对应的最长数据保存时间，N为大于1的整数；根据所述存储区域数量N和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：商捷，王金伟，沈绍锋，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：