一种数据存储方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种数据存储方法和装置，其中，所述数据存储方法应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块，所述方法包括：在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块；当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。本发明能够提高存储速度，节约存储成本。
【专利说明】一种数据存储方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据处理技术，尤其涉及一种数据存储方法和装置。
【背景技术】
[0002]固态硬盘(Solid State Drives，SSD)采用Flash存储器作为存储介质，Nand-Flash存储器是Flash存储器的一种，因为Nand Flash存储器具有容量较大、改写速度快等优点，因此广泛用于SSD。依据单元(Cell)的多少，Nand Flash存储器的类型分为单层单兀(Single Layer Cell, SLC)、多层单兀(Mult1-Level Cell, MLC)和三层单兀(Tr1-Layer Cell，TLC)。SLC的Nand Flash存储器具有成本高、容量小、寿命长(可反复读写的次数多)的特点；MLC的Nand Flash存储器具有成本较低、容量较大、寿命较短(可反复读写的次数较少)的特点；TLC的Nand Flash存储器具有成本更低、容量更大、寿命更短(可反复读写的次数更少)的特点。
[0003]目前，为克服不同类型Nand Flash存储器的缺点，SSD包括两种或多种NandFlash存储器，称为混合(hybrid) SSD。对于混合SSD，需要向SSD中的不同类型的NandFlash存储器分配数据。通常，需要在SSD中增加数据分配模块，所述数据分配模块用于根据读写次数将数据分为热数据和冷数据，将热数据分配给SLC的Nand Flash存储器，将冷数据分配给MLC和/或TLC的Nand Flash存储器。所述热数据是指读写次数大于等于阈值的数据；所述热数据是指读写次数小于阈值的数据。但是，在存储数据之前判断数据是热数据还是冷数据会降低存储速度，而且数据分配模块的功能实现复杂、成本高。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种数据存储方法和装置，能够提高存储速度，节约存储成本。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]本发明提供的一种数据存储方法，应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块，所述方法包括:
[0007]在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块；
[0008]当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
[0009]较佳地，所述方法还包括:
[0010]当回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，且当前的Nand Flash存储器的使用率达到预设值时，将所述有效页搬运至比当前的NandFlash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
[0011]较佳地，所述方法还包括:
[0012]当回收块中的有效页的移动次数未达到第二阈值时，将所述有效页移动到当前的Nand Flash存储器的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
[0013]较佳地，所述方法还包括:
[0014]将覆写的页的移动次数减权。
[0015]较佳地，所述方法还包括:
[0016]将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的Nand Flash存储器中。
[0017]本发明提供的一种混合固态硬盘，所述混合固态硬盘包括闪存转换层FTL和至少两种Nand Flash存储器，每个Nand Flash存储器中包括若干块；其中，
[0018]所述闪存转换层FTL，用于在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块；当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的NandFlash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
[0019]较佳地，所述闪存转换层FTL，还用于当回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，且当前的Nand Flash存储器的使用率达到预设值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
[0020]较佳地，所述闪存转换层FTL，还用于当回收块中的有效页的移动次数未达到第二阈值时，将所述有效页移动到当前的Nand Flash存储器的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
[0021]较佳地，所述闪存转换层FTL，还用于将覆写的页的移动次数减权。
[0022]较佳地，所述闪存转换层FTL，还用于将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的Nand Flash存储器中。
[0023]由上可知，本发明实施例的技术方案包括:所述方法应用于包括至少两种NandFlash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块，所述方法包括:在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块；当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。由此，通过在垃圾回收过程中将不经常被操作的数据(冷数据)搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中，这样既空闲出性能好的存储空间(成本高、容量小、寿命长的Nand Flash存储器)，又充分利用了性能较差的存储空间(成本低、容量大、寿命短的Nand Flash存储器)，而且能够提高存储速度，节约存储成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明数据存储方法的第一实施例的实现流程示意图；
[0025]图2为本发明数据存储方法的第二实施例的实现流程示意图；
[0026]图3为本发明数据存储方法的第三实施例的实现流程示意图；
[0027]图4为本发明数据存储方法的第四实施例的实现流程示意图；
[0028]图5为本发明数据存储方法的第五实施例的实现流程示意图；
[0029]图6为本发明混合固态硬盘的实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]本发明提供的数据存储方法的第一实施例，应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块；如图1所示，所述方法包括:
[0031]步骤101、在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块。
[0032]步骤102、当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
[0033]由此，本实施例利用在垃圾回收过程中将不经常被操作的数据(在没有被修改的情况下被搬移的次数越多越是不经常被操作的数据)搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中，这样既空闲出性能好的存储空间(成本高、容量小、寿命长的Nand Flash存储器)，又充分利用了性能较差的存储空间(成本低、容量大、寿命短的NandFlash存储器)，而且能够提高存储速度，节约存储成本。
[0034]本发明提供的数据存储方法的第二实施例，应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块；如图2所示，所述方法包括:
[0035]步骤201、在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块。
[0036]步骤202、当回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，且当前的Nand Flash存储器的使用率达到预设值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
[0037]这里，所述预设值可以设为80%至90%等数值，在实际应用中，可以根据NandFlash存储器的具体情况设置。
[0038]由此，本实施例在搬运回收块中的有效页时，还考虑当前的Nand Flash存储器的使用率，在回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，依然搬运回收块中的有效页，这样能够合理分布存储数据，进而更合理使用混合固态硬盘中的各种Nand Flash存储器。
[0039]本发明提供的数据存储方法的第三实施例，应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块；如图3所示，所述方法包括:
[0040]步骤301、在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块。
[0041]步骤302、当回收块中的有效页的移动次数未达到第二阈值时，将所述有效页移动到当前的Nand Flash存储器的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
[0042]由此，本实施例通过将移动到当前的Nand Flash存储器的非回收块中的有效页的移动次数进行加权来统计有效页的移动次数，这样能够得到准确的有效页的移动次数。
[0043]本发明提供的数据存储方法的第四实施例，应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块；如图4所示，所述方法包括:
[0044]步骤401、在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块。
[0045]步骤402、当回收块中的有效页的移动次数未达到第二阈值时，将所述有效页移动到当前的Nand Flash存储器的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
[0046]步骤403、将覆写的页的移动次数减权。
[0047]这里，步骤403不限于在步骤402之后执行，在存储数据处理过程中随时进行。
[0048]由此，本实施例通过将覆写的页的移动次数减权，这样能够更准确的确定页的使用情况。
[0049]本发明提供的数据存储方法的第五实施例，应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块；如图5所示，所述方法包括:
[0050]步骤501、将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的NandFlash存储器中。
[0051]步骤502、在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块。
[0052]步骤503、判断当回收块中的有效页的移动次数是否达到第一搬运阈值，当没有达到第一搬运阈值时，进入步骤504 ;当达到第一搬运阈值时，进入步骤506。
[0053]步骤504、判断当回收块中的有效页的移动次数是否达到第二搬运阈值，当达到第二搬运阈值时，进入步骤505 ;当没有达到第二搬运阈值时，进入步骤507。
[0054]这里，所述第一搬运阈值大于第二搬运阈值。
[0055]步骤505、判断当前的Nand Flash存储器的使用率是否达到预设值，当达到预设值时，进入步骤506 ;当没有达到预设值时，进入步骤507。
[0056]步骤506、将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中，结束本次流程。
[0057]步骤507、将所述有效页移动到当前的Nand Flash存储器的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
[0058]步骤508、将覆写的页的移动次数减权或清零。
[0059]这里，步骤509不限于在步骤508之后执行，在存储数据处理过程中随时进行。
[0060]由此，本实施例将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的Nand Flash存储器中，能够减少存储数据搬运的次数，而且针对不同的情况作出相应的处理，能够合理分布存储数据，进而更合理使用混合固态硬盘中的各种Nand Flash存储器。
[0061]本发明提供的混合固态硬盘的实施例，如图6所示，所述混合固态硬盘包括闪存转换层FTL601和至少两种Nand Flash存储器602，每个Nand Flash存储器602中包括若干块；其中，
[0062]所述闪存转换层FTL601，用于在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块；当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器602寿命短的Nand Flash存储器602中。
[0063]这样，利用在垃圾回收过程中将不经常被操作的数据(在没有被修改的情况下被搬移的次数越多越是冷数据)搬运至比当前的Nand Flash存储器602寿命短的Nand Flash存储器中，既空闲出性能好的存储空间(成本高、容量小、寿命长的Nand Flash存储器)，又充分利用了性能较差的存储空间(成本低、容量大、寿命短的Nand Flash存储器)，而且能够提高存储速度，节约存储成本。
[0064]优选地，所述闪存转换层FTL601，还用于当回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，且当前的Nand Flash存储器的使用率达到预设值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
[0065]这样，在搬运回收块中的有效页时，还考虑当前的Nand Flash存储器的使用率，在回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，依然搬运回收块中的有效页，能够合理分布存储数据，进而更合理使用混合固态硬盘中的各种NandFlash存储器。
[0066]优选地，所述闪存转换层FTL601，还用于当回收块中的有效页的移动次数未达到第二阈值时，将所述有效页移动到当前的Nand Flash存储器602的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
[0067]这样，通过将移动到当前的Nand Flash存储器602的非回收块中的有效页的移动次数进行加权来统计有效页的移动次数，能够得到准确的有效页的移动次数。
[0068]优选地，所述闪存转换层FTL601，还用于将覆写的页的移动次数减权。
[0069]这样，通过将覆写的页的移动次数减权，能够更准确的确定页的使用情况。
[0070]优选地，所述闪存转换层FTL601，还用于将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的Nand Flash存储器602中。
[0071]这样，将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的NandFlash存储器602中，能够减少存储数据搬运的次数，而且能够合理分布存储数据，进而更合理使用混合固态硬盘中的各种Nand Flash存储器602。
[0072]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如:多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
[0073]上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0074]另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0075]本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(ROM, Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0076]或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0077]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种数据存储方法，应用于包括至少两种Nand Flash存储器的混合固态硬盘，每个Nand Flash存储器中包括若干块；其特征在于，所述方法包括: 在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块； 当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 当回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，且当前的Nand Flash存储器的使用率达到预设值时,将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 当回收块中的有效页的移动次数未达到第二阈值时，将所述有效页移动到当前的NandFlash存储器的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将覆写的页的移动次数减权。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的Nand Flash存储器中。
6.一种混合固态硬盘，其特征在于，所述混合固态硬盘包括闪存转换层FTL和至少两种Nand Flash存储器，每个Nand Flash存储器中包括若干块；其中， 所述闪存转换层FTL，用于在垃圾回收过程中，选择部分所述块作为回收块；当所述回收块中的有效页的移动次数达到第一搬运阈值时，将所述有效页搬运至比当前的NandFlash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
7.根据权利要求6所述的混合固态硬盘，其特征在于，所述闪存转换层FTL，还用于当回收块中的有效页的移动次数未达到第一搬运阈值但达到第二搬运阈值时，且当前的NandFlash存储器的使用率达到预设值时，将所述有效页搬运至比当前的Nand Flash存储器寿命短的Nand Flash存储器中。
8.根据权利要求6所述的混合固态硬盘，其特征在于，所述闪存转换层FTL，还用于当回收块中的有效页的移动次数未达到第二阈值时，将所述有效页移动到当前的Nand Flash存储器的非回收块中，并将所述有效页的移动次数加权。
9.根据权利要求6所述的混合固态硬盘，其特征在于，所述闪存转换层FTL，还用于将覆写的页的移动次数减权。
10.根据权利要求6所述的混合固态硬盘，其特征在于，所述闪存转换层FTL，还用于将初次保存的数据存储在寿命较长且空闲率满足预设存储阈值的Nand Flash存储器中。
【文档编号】G06F12/02GK104375944SQ201310354161
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】郭琦, 李洪伟, 陆见微, 马立俊 申请人:联想(北京)有限公司