基于固态硬盘的制造技术

本申请涉及一种基于固态硬盘的

【技术实现步骤摘要】
基于固态硬盘的SLC缓存分配方法、装置和计算机设备


[0001]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
SLC
缓存分配方法
、
装置
、
计算机设备和存储介质
。

技术介绍

[0002]SSD(
固态硬盘
)
以及被广泛应用于各种场合，目前在
PC
市场，已经逐步替代传统的
HDD(
机械硬盘
)
，从可靠性和性能方面为用户提供较好的体验
。
随着
NAND
工艺的演进，已经从早期的
1bit/cell(SLC)
依次演进为
2bit/cell(MLC)
，
3bit/cell(TLC)
，
4bit/cell(QLC)
，其存储的数据容量越来越大，但由于每个
cell
的
bit
数量增加，导致其编程模型越来越复杂
。
典型的
NAND
如
SLC/MLC/TLC
，其只需要一次编程就可以完成数据的存储，其后即可正常读取，而
QLC
由于其
NAND Cell
电压分布复杂，需要多次编程才能真正完成数据存储以便其后的数据读取
。
另外，由于需要消除相邻的
Wordline
之间的影响，此多次编程需要在多个
Wordline
之间交错，故而使得处于不稳定状态的
Wordline
数量较多，由于其不可以被读出，对应的数据需要缓存在其他可以被正确读取的地方
。
对于内存
、
保电能力均受限的消费级
SSD
，一般采用
SLC
缓存这些数据，称为
Wordline
缓存
。
[0003]为了提升读写性能，会将一部分
NAND
设置为
SLC(Single Level Cell)
模式，作为
SLC
用户数据缓存使用
。
设置为
SLC
模式后，
NAND
容量只有
QLC
模式的四分之一，但是具有更高的读写性能
。
其中
SLC
模式的写性能一般为
QLC
模式的
20
倍以上，读性能一般为3倍以上
。
[0004]传统方案中，用于
QLC
写入时暂存不稳定数据的
SLC Wordline
缓存与加速用户写入的
SLC
用户数据缓存，两部分是独立的
。
否则在
SLC
用户数据缓存耗尽时，没有空闲的
SLC
用于
QLC
写入的
Wordline
缓存暂存，导致主机无法继续写入
。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于固态硬盘的
SLC
缓存分配方法
、
装置
、
计算机设备和存储介质
。
[0006]一种基于固态硬盘的
SLC
缓存分配方法，所述方法包括：
[0007]预设用户缓存空闲临界阈值；
[0008]当主机写入时，判断
SLC
用户缓存的空闲空间是否大于所述用户缓存空闲临界阈值；
[0009]若
SLC
用户缓存的空闲空间大于用户缓存空闲临界阈值，则进入缓存写入状态，在分配写入数据空间时
SLC Wordline
缓存区域同原有的
SLC
用户缓存区域一同参与分配；
[0010]若
SLC
用户缓存的空闲空间大于0且小于等于用户缓存空闲临界阈值，则进入缓存写入临界状态，在分配写入数据空间时仅分配
SLC
用户数据缓存区域
。
[0011]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0012]若
SLC
用户缓存的空闲空间等于0，则进入直接写入状态，在分配写入数据空间时分配
QLC
用户区域并将数据同时写入到
QLC
用户区域与
SLC Wordline
缓存区域
。
[0013]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0014]若处于缓存写入临界状态，则触发
Wordline
缓存内容向
QLC
区域进行搬移
。
[0015]在其中一个实施例中，所述若处于缓存写入临界状态，则触发
Wordline
缓存内容向
QLC
区域进行搬移的步骤还包括：
[0016]对主机数据写入进行流量控制，所述流量控制用于保证用户数据缓存用尽时，
Wordline
缓存有足够的空闲块供
QLC
写入时缓存不稳定数据
。
[0017]一种基于固态硬盘的
SLC
缓存分配装置，所述装置包括：
[0018]预设模块，所述预设模块用于预设用户缓存空闲临界阈值；
[0019]判断模块，所述判断模块用于当主机写入时，判断
SLC
用户缓存的空闲空间是否大于所述用户缓存空闲临界阈值；
[0020]第一状态模块，所述第一状态模块用于若
SLC
用户缓存的空闲空间大于用户缓存空闲临界阈值，则进入缓存写入状态，在分配写入数据空间时
SLC Wordline
缓存区域同原有的
SLC
用户缓存区域一同参与分配；
[0021]第二状态模块，所述第二状态模块用于若
SLC
用户缓存的空闲空间大于0且小于等于用户缓存空闲临界阈值，则进入缓存写入临界状态，在分配写入数据空间时仅分配
SLC
用户数据缓存区域
。
[0022]在其中一个实施例中，所述装置还包括第三状态模块，所述第三状态模块用于：
[0023]若
SLC
用户缓存的空闲空间等于0，则进入直接写入状态，在分配写入数据空间时分配
QLC
用户区域并将数据同时写入到
QLC
用户区域与
SLC Wordline
缓存区域
。
[0024]在其中一个实施例中，所述第二状态模块还用于：
[0025]若处于缓存写入临界状态，则触发
Wordline
缓存内容向
QLC
区域进行搬移
。
[0026]在其中一个实施例中，所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于固态硬盘的
SLC
缓存分配方法，所述方法包括：预设用户缓存空闲临界阈值；当主机写入时，判断
SLC
用户缓存的空闲空间是否大于所述用户缓存空闲临界阈值；若
SLC
用户缓存的空闲空间大于用户缓存空闲临界阈值，则进入缓存写入状态，在分配写入数据空间时
SLC Wordline
缓存区域同原有的
SLC
用户缓存区域一同参与分配；若
SLC
用户缓存的空闲空间大于0且小于等于用户缓存空闲临界阈值，则进入缓存写入临界状态，在分配写入数据空间时仅分配
SLC
用户数据缓存区域
。2.
根据权利要求1所述的基于固态硬盘的
SLC
缓存分配方法，其特征在于，所述方法还包括：若
SLC
用户缓存的空闲空间等于0，则进入直接写入状态，在分配写入数据空间时分配
QLC
用户区域并将数据同时写入到
QLC
用户区域与
SLC Wordline
缓存区域
。3.
根据权利要求2所述的基于固态硬盘的
SLC
缓存分配方法，其特征在于，所述方法还包括：若处于缓存写入临界状态，则触发
Wordline
缓存内容向
QLC
区域进行搬移
。4.
根据权利要求3所述的基于固态硬盘的
SLC
缓存分配方法，其特征在于，所述若处于缓存写入临界状态，则触发
Wordline
缓存内容向
QLC
区域进行搬移的步骤还包括：对主机数据写入进行流量控制，所述流量控制用于保证用户数据缓存用尽时，
Wordline
缓存有足够的空闲块供
QLC
写入时缓存不稳定数据
。5.
一种基于固态硬盘的
SLC
缓存分配装置，其特征在于，所述装置包括：预设模块，所述预设模块用于预设用户缓存空闲临界阈值；判断模块，所述判断模块用于当主机写入时，判断
SLC

【专利技术属性】
技术研发人员：王孜顺，李建，邱一霄，
申请(专利权)人：苏州忆联信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：