应用于固态硬盘的垃圾回收方法技术

本发明专利技术涉及存储技术领域，具体涉及一种应用于

【技术实现步骤摘要】
应用于固态硬盘的垃圾回收方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及存储
，尤其涉及一种应用于
SSD(Solid State Disk
，固态硬盘
)
的新型垃圾回收方法
、
系统
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]现有垃圾回收算法中源闪存块的选取主要有两类：贪婪选择方式
、
考虑磨损均衡的选择方式
。
贪婪选择方式从所有闪存块中找出有效页最少的块，但擦写次数
(PE
，
Program/Erase)
可能最大，长期来看这将加速闪存块的磨损击穿，进而影响固态盘的寿命
。
考虑磨损均衡的选择方式则会均衡有效数据帧数目
、
擦写次数
、
冷热数据等因素，选取回收优先级最大的源闪存块，以均衡闪存块的擦写次数，延长固态盘的寿命
。
[0003]传统考虑磨损均衡的源闪存块选择方式大多设置启动阈值，控制磨损均衡机制的触发频率，减少磨损均衡的开销，但实际固态盘中冷数据的存在会使部分块长期不进行垃圾回收，并且磨损均衡机制未启动前，大多方法没有采取有效的动态磨损均衡，反而增加了固态盘的磨损度，加剧了固态盘整盘性能波动
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种应用于
SSD
的新型垃圾回收方法
、
系统/>、
设备及存储介质，解决冷数据长期不进行回收
、
未采用有效动态磨损均衡等导致的固态盘磨损度增加
、
整盘性能波动加剧问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下的技术方案：
[0006]第一方面，在本专利技术提供的一个实施例中，提供了一种应用于
SSD
的新型垃圾回收方法，该方法包括以下步骤：
[0007]获取所有闪存块的
PE
数据，并根据
PE
数据设置选择数据；
[0008]基于所述
PE
数据和选择数据，选择源闪存块；
[0009]基于所述选择数据，选择目标闪存块；
[0010]将源闪存块中的数据转移至目标闪存块中，并擦除源闪存块数据
。
[0011]作为本专利技术的进一步方案，所述
PE
数据为所有闪存块的最大
PE
值和最小
PE
值
。
[0012]作为本专利技术的进一步方案，所述选择数据包括
PE
值的阈值
TH、TH1、TH2；所述
TH、TH1、TH2依次增大设置
。
[0013]作为本专利技术的进一步方案，所述基于所述
PE
数据和选择数据，选择源闪存块，包括：
[0014]计算闪存块的最大
PE
值和最小
PE
值的差值
diff
，并将所述差值
diff
与阈值
TH、TH1、TH2进行比较，选择源闪存块
。
[0015]作为本专利技术的进一步方案，所述计算闪存块的最大
PE
值和最小
PE
值的差值
diff
，并将所述差值
diff
与阈值
TH、TH1、TH2进行比较，选择源闪存块，包括：
[0016]若
diff≥TH
，获取非坏闪存块
、
非空闲闪存块的
VDFC、PE、
数据存放时长
T
，计算回
收优先级
P
，选择
P
值最大的闪存块作为源闪存块；
[0017]TH
的设置应符合如下公式：
[0018]TH
＝
TH
init
‑
λ
(PE
limIt
‑
PE
max
)
[0019][0020][0021]式中，
TH
init
为阈值
TH
的初始值，可根据盘的实际情况取值，
PE
limit
为闪存块的擦写次数限值，
PE
avg_max
为平均擦写次数的最大值，
N
取值根据
PE
avg_max
‑
TH
init
的大小来设定，
λ
为
PE
limit
‑
PE
max
部分的权重；
[0022]其中，
P
按照如下公式进行计算：
[0023]P
＝
A*(VDFC_total*T
max
*(PE
limit
‑
PE))+B*(PE
limit
*T
max
*(VDFC_total
‑
VDFC))+C*(PE
limit
*VDFC_total*T)
[0024]式中，
VDFC_total
为每个闪存块去掉坏块后的全部数据页数，
T
max
为数据存放最大时长，为与温度有关的值，
A、B、C
为
VDFC、PE、
数据存放时长
T
的权重，该组权重的选取用于选择那些
VDFC
较大
、PE
较小
、
数据存放时长
T
较长的冷数据块；
[0025]若
diff≥TH1,
计算回收优先级
P1，选择
P1值最大的闪存块作为源闪存块；
[0026]其中，
P1按照如下公式进行计算：
[0027]P1＝
A1*(VDFC_total*T
max
*(pe
limit
‑
PE))+B1*(PE
limit
*T
max
*(VDFC_total
‑
VDFC))+C1*(PE
limiT
*VDFC_total*T)
；
[0028]式中，
A1、B1、C1为
VDFC、PE、
数据存放时长
T
的权重；
[0029]若
diff≥TH2，则遍历回收池中所有闪存块，选取回收优先级
P2最大的闪存块作为源闪存块；
[0030]其中，
P2按照如下公式进行计算：
[0031]P2＝
A2*(V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于固态硬盘的垃圾回收方法，其特征在于，该方法包括：获取所有闪存块的
PE
数据，并根据
PF
数据设置选择数据；基于所述
PF
数据和选择数据，选择源闪存块；基于所述选择数据，选择目标闪存块；将源闪存块中的数据转移至目标闪存块中，并擦除源闪存块数据
。2.
如权利要求1所述的应用于固态硬盘的垃圾回收方法，其特征在于，所述
PE
数据为所有闪存块的最大
PE
值和最小
PE
值
。3.
如权利要求2所述的应用于固态硬盘的垃圾回收方法，其特征在于，所述选择数据包括
PE
值的阈值
TH、TH1、TH2；所述
TH、TH1、TH2依次增大设置
。4.
如权利要求3所述的应用于固态硬盘的垃圾回收方法，其特征在于，所述基于所述
PE
数据和选择数据，选择源闪存块，包括：计算闪存块的最大
PF
值和最小
PE
值的差值
diff
，并将所述差值
diff
与阈值
TH、TH1、TH2进行比较，选择源闪存块
。5.
如权利要求4所述的应用于固态硬盘的垃圾回收方法，其特征在于，所述计算闪存块的最大
PE
值和最小
PF
值的差值
diff
，并将所述差值
diff
与阈值
TH、TH1、TH2进行比较，选择源闪存块，包括：若
diff≥TH
，获取非坏闪存块
、
非空闲闪存块的
VDFC、PE、
数据存放时长
T
，计算回收优先级
P
，选择
P
值最大的闪存块作为源闪存块；
TH
的设置应符合如下公式：
TH
＝
TH
init
‑
λ
(PE
limit
‑
PE
max
))
式中，
TH
init
为阈值
TH
的初始值，可根据盘的实际情况取值，
PE
limit
为闪存块的擦写次数限值，
PE
avg_max
为平均擦写次数的最大值，
N
取值根据
PE
avg_max
‑
TH
init
的大小来设定，
λ
为
PE
limit
‑
PE
max
部分的权重；其中，
P
按照如下公式进行计算：
P
＝
A*(VDFC_total*T
max
*(PE
limit
‑
PE))+B*(PE
limit
*T
max
*(VDFC_total
‑
VDFC))+C*(PE
limit
*VDFC_total*T)
式中，
VDFC_total
为每个闪存块去掉坏块后的全部数据页数，
T
max
为数据存放最大时长，为与温度有关的值，
A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王陈园，高美洲，付凤之，刘忞斋，杨勇军，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：