本发明专利技术揭示了一种基于固态存储介质的存储系统及方法，所述存储系统中包括一种冷热数据的识别方法，该识别方法用以识别逻辑页面所处的状态，所处的状态至少包括冷数据和热数据两种状态；所述识别方法包括：如果逻辑页面被主机host在设定的时间内进行一次或连续若干次的更新，则判断该逻辑页面处于热数据状态；反之，如果该逻辑页面由于长时间未被主机host更新，而是垃圾回收和磨损均衡单元的作用、使得该逻辑页面存储物理地址产生一次或连续若干次更新，则判断该逻辑页面处于冷数据状态。本发明专利技术提出的基于固态存储介质的存储系统及方法，可提高固态存储器的性能（读写速度和带宽），并通过减少实际写入数据达到最大化固态存储系统的寿命的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数据存储
，涉及一种存储系统，尤其涉及一种基于固态存储介质(solid state media)的存储系统；同时，本专利技术还涉及一种基于固态存储介质的存储方法；此外，本专利技术还涉及一种存储系统的冷热数据识别方法。
技术介绍
基于闪存(NAND Flash)的数据存储技术在过去十几年发展迅速，在很多应用中逐渐取代了传统的磁记录硬盘(hard disk drive, HDD)。主要原因有(I)速度快基于闪存的数据存储不象传统HDD依靠磁头机械寻址，从而在数据读写速度上有本质性的提高，满足了应用对数据存储吞吐速度的日趋严格的需求 (2)价格下降随着半导体技术的进步，闪存的容量也随着摩尔定律每不到两年增加一倍，单位容量价格也随着下降。目前MLC的闪存每GB的价格已从5年前的$10USD/GB降至现在2012年的低于$1USD/GB。(3)控制器技术进步闪存需要匹配的控制器(controller)才能与主机(host)通信实现数据存储读写。控制器技术的成熟促进了基于闪存的固态存储技术在越来越多的领域找到相应的应用，包括在高端的数据中心及移动智能电话中的应用。闪存的一大特性是其不可重写性保存在闪存中的一页(page)数据必需要经过其页面所在的整个块(block)擦除之后才可以写入新的数据参考资料I :R.Michel0ni，L.Crippa, and A. MarelIi, “Inside Flash Memories”，Springer, 2010.。在闪存中，一个块包含多个页面，如128或256个页面。为了解决这一问题使得这一不方便特性对用户而言透明，闪存控制器需要通过FTL(Flash Translation Layer,闪存转换层)实现对闪存的管理，从而在闪存上实现如FAT的块设备文件系统，如图I所示。闪存转换层(FTL)主要由地址映射分配表、垃圾回收单元和磨损均衡单元组成。FTL把闪存当作一日志设备(I)分配物理页面地址(physical page address)给新的逻辑数据页面LPAdogical page address),存储其地址映射表。(2)分配新的物理页面地址给需要更新的逻辑数据页面，并更新其地址映射表(3)将该数据更新前存放的物理页面标记为无效(invalid or outdated),从而该页面(page)所在的块(block)在将来会被FTL重新擦除回收,即垃圾回收(GC :GarbageCollection)。在垃圾回收时，被回收的块中仍然有效的数据页面将被拷贝到新的物理页面。当拷贝完成之后，该块中的所有页面都是无效数据，因此可以擦除之后再重新利用。(4)为防止某些物理块(block)被过度使用而造成系统失效,FTL应用磨损均衡(wear leveling)使得整个设备中的物理页面使用程度平均化以最大化系统使用寿命。为了实现高效的垃圾回收，避免在垃圾回收过程中拷贝过多的仍然有效的数据，FTL需要有效地把经常更新的数据(即热数据)和不常更新的数据(即冷数据)分开存放。确切地说，如果一个块中包含大多数是热数据，在该块被垃圾回收时，其中大部分页面所对应的LPA都已经被更新过而变成无效，因此需要拷贝的数据量大大减少，从而减少了系统负载，提高存储系统对host的带宽，并延长了闪存的寿命(由于总写入数据量减少了)。因此，有效而准确的热冷数据检测分类是实现高效FTL的关键。由于热冷数据检测技术的关键性，在现有已公开的文献中存在不少不同的解决方案。然而，这些方案普遍存在两种缺陷—、需要很大内存空间比如通过跟踪每一个逻辑页面LPA (logic pageaddress)的更新时间，当一个逻辑页面LPA在很短时间内被频繁更新，则该LPA是热数据；如果LPA很长时间都没有被更新，这该LPA是冷数据。要实现精确跟踪，需要很大的内存空间来储存LPA更新时间信息，给系统造成很大的负担。例如在文献2 M. Chiang, P.Lee, and R. Chang, “Managing flash memory in personal communication devices, ” inISCE, 1997.中的算法。·二、需要很多的计算资源比如通过hash (散列)函数和bloom filter实现对LPA更新频率的跟踪，这些算法需要通过散列函数的计算，复杂度很高。例如在文献3 D. Park, D. H. C. Du, “Hot and Cold data identification for flash memory usingmultiple bloom filters，，，The 27th IEEE Symposium on Mass Storage Systems andTechnologies, May2011.中的算法。有鉴于此，如今迫切需要提供一种方法，可以更加有效地实现冷热数据的识别，并同时减少存储系统的负担。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于固态存储介质的存储系统，可提高固态存储器的性能(读写速度和带宽)，并通过减少实际写入数据达到最大化固态存储系统的寿命的目的。同时，本专利技术还提供一种基于固态存储介质的存储方法，可提高固态存储器的性能(读写速度和带宽)，并通过减少实际写入数据达到最大化固态存储系统的寿命的目的。此外，本专利技术进一步提供一种存储系统的冷热数据识别方法，可非常有效准确地动态辨识数据块的当前热冷状态，为FTL的高效实现提供了基础；最终将提高固态存储器的性能(读写速度和带宽)，并通过减少实际写入数据达到最大化固态存储系统的寿命的目的。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种基于固态存储介质的存储系统，所述系统包括固态存储模块、数据读写擦除模块、存储管理模块、主机host ；所述固态存储模块用以存储数据；所述数据读写擦除模块与所述固态存储模块连接，用以读取、写入、擦除固态存储模块的数据；所述主机用以对存储管理模块发送指令；所述存储管理模块与所述数据读写擦除模块、主机host连接，用以管理固态存储模块的数据；所述存储管理模块包括-地址映射单元，用以存储从逻辑页面到物理页面的映射表，并在逻辑页面更新时，更新相应的地址映射表；-垃圾回收GC和磨损均衡WL单元，用以回收和擦除无效的物理块，并调节物理块的均衡使用；-冷热数据识别单元，用以识别逻辑页面所处的状态，所处的状态至少包括冷数据状态、热数据状态；所述冷热数据识别单元的识别方法包括如果逻辑页面在设定时间内被主机host进行一次或连续若干次的更新，则判断该逻辑页面处于热数据状态；反之，如果该逻辑页面由于长时间未被主机host更新，而是垃圾回收和磨损均衡单元的作用、使得该逻辑页面存储物理地址产生一次或连续若干次更新，则判断该逻辑页面处于冷数据状态；-数据存放单元，用以根据冷热数据识别单元的识别结果，对处于冷数据状态的逻辑页面及处于热数据状态的逻辑页面分别存放于不同的物理块。 作为本专利技术的一种优选方案，若逻辑页面内的数据不常更新，则定义逻辑页面处于冷数据状态；若逻辑页面内的数据经常更新，则定义逻辑页面处于热数据状态；所述逻辑页面所处的状态还包括一个中间过渡状态；若逻辑页面当前处于热数据状态，如果当本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于固态存储介质的存储系统，其特征在于，所述系统包括：固态存储模块、数据读写擦除模块、存储管理模块、主机host；所述固态存储模块用以存储数据；所述数据读写擦除模块与所述固态存储模块连接，用以读取、写入、擦除固态存储模块的数据；所述主机用以对存储管理模块发送指令；所述存储管理模块与所述数据读写擦除模块、主机host连接，用以管理固态存储模块的数据；所述存储管理模块包括：？地址映射单元，用以存储从逻辑页面到物理页面的映射表，并在逻辑页面更新时，更新相应的地址映射表；？垃圾回收GC和磨损均衡WL单元，用以回收和擦除无效的物理块，并调节物理块的均衡使用；？冷热数据识别单元，用以识别逻辑页面所处的状态，所处的状态至少包括冷数据状态、热数据状态；所述冷热数据识别单元的识别方法包括：如果逻辑页面在设定时间内被主机host进行一次或连续若干次的更新，则判断该逻辑页面处于热数据状态；反之，如果该逻辑页面由于长时间未被主机host更新，而是垃圾回收和磨损均衡单元的作用、使得该逻辑页面存储物理地址产生一次或连续若干次更新，则判断该逻辑页面处于冷数据状态；？数据存放单元，用以根据冷热数据识别单元的识别结果，对处于冷数据状态的逻辑页面及处于热数据状态的逻辑页面分别存放于不同的物理块。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周溱，阳学仕，
申请(专利权)人：上海宝存信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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