一种主机设备与存储设备协同管理的方法及其存储系统与流程

本技术涉及存储，具体涉及一种主机设备与存储设备协同管理的方法及其存储系统。

背景技术：

1、主机设备的最小操作单元为逻辑块(lba)，逻辑块与存储介质(flash)的擦、写颗粒度不同。由于存储介质的特性，随着主机设备的重复写入，在存储设备内部将新增垃圾(dirty/invalid)数据，因此，存储设备需要进行垃圾回收(gc)以释放垃圾数据重新利用。

2、然而，现有技术中主机设备与存储设备之间不感知对方细节，缺少特征信息进行关联，导致存储设备在进行gc时容易与主机设备的带宽形成竞争，并且主机设备写入时策略简单，使得存储设备在进行gc时无法很好均衡介质磨损，导致写入放大因子(waf)升高，介质使用寿命缩短。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本技术提供一种主机设备与存储设备协同管理的方法及其存储系统，通过为逻辑块添加特征信息，实现主机设备与存储设备在写入和gc时状态的相互感知，有利于优化写入和gc策略，从而减少gc时的带宽竞争，降低写放大。

2、为解决上述技术问题，本技术一种主机设备与存储设备协同管理的方法，包括：

3、主机设备对待写入数据进行处理，确定所述待写入数据对应的至少一逻辑块，为所述至少一逻辑块添加特征信息并保存至所述存储设备；

4、所述存储设备根据所述特征信息将所述至少一逻辑块写入存储介质；

5、所述主机设备根据无效逻辑块的所述特征信息确定所述存储介质中待擦除的目标区域，并向所述存储设备发送垃圾清除指令；

6、所述存储设备擦除所述目标区域，释放所述目标区域中的无效逻辑块。

7、可选地，所述确定所述待写入数据对应的至少一逻辑块，包括：

8、获取可使用的逻辑块，以确定所述待写入数据对应的至少一逻辑块，其中，所述可使用的逻辑块与所述存储设备中的逻辑块不重复。

9、可选地，所述存储设备擦除所述目标区域，释放所述目标区域中的无效逻辑块后，还包括：

10、先将释放的无效逻辑块转换为待转换使用状态的逻辑块；

11、再将所述待转换使用状态的逻辑块转换为可使用的逻辑块。

12、可选地，所述存储设备根据所述特征信息将所述至少一逻辑块写入存储介质之前，还包括：

13、所述存储设备判断所述至少一逻辑块是否重复，若存在重复的逻辑块，则将所述重复的逻辑块转换为待转换使用状态的逻辑块。

14、可选地，所述方法，还包括：

15、所述存储设备主动根据所述无效逻辑块的所述特征信息确定所述存储介质中待擦除的目标区域；

16、擦除所述目标区域，释放所述目标区域中的无效逻辑块。

17、可选地，所述特征信息包括时间信息与空间信息，其中，所述时间信息关联于所述主机设备和/或所述待写入数据的时间特征，所述空间信息关联于存储设备的存储空间特征，并用于使所述至少一逻辑块之间的写入区域连续或相同，所述存储设备根据所述特征信息将所述至少一逻辑块写入存储介质，包括：

18、所述存储设备根据所述空间信息将所述至少一逻辑块与所述时间信息写入存储介质。

19、可选地，所述主机设备根据所述无效逻辑块的所述特征信息确定所述存储介质中待擦除的目标区域时，或，所述存储设备根据所述无效逻辑块的所述特征信息确定所述存储介质中待擦除的目标区域时，采用如下策略中的至少一项：

20、根据所述空间信息选择无效逻辑块，使所述目标区域包含属于同一所述待写入数据的无效逻辑块；

21、和/或根据所述空间信息选择无效逻辑块，使所述目标区域包含的无效逻辑块的数量大于或等于预设数量；

22、和/或根据所述空间信息选择无效逻辑块，使所述目标区域包含的无效逻辑块位置连续；

23、和/或根据所述时间信息选择无效逻辑块，使所述目标区域包含生命周期相近的无效逻辑块；

24、和/或根据所述时间信息选择无效逻辑块，使所述目标区域包含热度低于热度阈值的无效逻辑块；

25、和/或根据所述时间信息选择无效逻辑块，使所述目标区域包含清除概率高于概率阈值的无效逻辑块。

26、可选地，所述主机设备根据所述存储设备中的无效逻辑块的所述特征信息确定所述存储介质中待擦除的目标区域，并向所述存储设备发送垃圾清除指令，包括：

27、根据所述无效逻辑块的所述特征信息确定所述存储介质中待擦除的目标区域；

28、根据输入和输出的状态选择向所述存储设备发送垃圾清除指令的时间；

29、向所述存储设备发送垃圾清除指令。

30、本技术还提供一种存储系统，包括主机设备与存储设备，所述主机设备用于：

31、对待写入数据进行处理，确定所述待写入数据对应的至少一逻辑块，为所述至少一逻辑块添加特征信息并保存至所述存储设备，以使得所述存储设备根据所述空间信息将所述至少一逻辑块与所述时间信息写入存储介质；

32、以及，用于：

33、获取无效逻辑块；

34、根据所述无效逻辑块的所述特征信息确定所述存储介质中待擦除的目标区域，并向所述存储设备发送垃圾清除指令，以使得所述存储设备擦除所述目标区域，释放所述目标区域中的无效逻辑块；

35、所述存储设备，用于：

36、根据所述特征信息将所述至少一逻辑块写入存储介质；以及，根据所述垃圾清除指令擦除所述目标区域，释放所述目标区域中的无效逻辑块。

37、可选地，所述存储系统还包括第一逻辑块存储模块与第二逻辑块存储模块；

38、所述第一逻辑块存储模块用于存储可使用的逻辑块，所述可使用的逻辑块是与所述存储设备中的逻辑块不重复的逻辑块；所述第一逻辑块存储模块连接所述主机设备与所述存储设备，或者，所述主机设备包括所述第一逻辑块存储模块，或者，所述存储设备包括所述第一逻辑块存储模块；

39、所述第二逻辑块存储模块用于存储待转换使用状态的逻辑块；所述第二逻辑块存储模块连接所述主机设备与所述存储设备，或者，所述主机设备包括所述第二逻辑块存储模块，或者，所述存储设备包括所述第二逻辑块存储模块；

40、所述主机设备，用于：

41、在对所述待写入数据进行处理时，从所述第一逻辑块存储模块获取可使用的逻辑块，以确定所述待写入数据对应的至少一逻辑块；

42、所述存储设备，用于：

43、释放所述目标区域中的无效逻辑块后，将释放的无效逻辑块传输至所述第二逻辑块存储模块，作为待转换使用状态的逻辑块；

44、所述主机设备，还用于：

45、将所述第二逻辑块存储模块中的待转换使用状态的逻辑块，传输至所述第一逻辑块存储模块作为可使用的逻辑块。

46、本技术的主机设备与存储设备协同管理的方法及其存储系统，方法包括：主机设备对待写入数据进行处理，确定待写入数据对应的至少一逻辑块，为至少一逻辑块添加特征信息并保存至存储设备；存储设备根据特征信息将至少一逻辑块写入存储介质；主机设备根据无效逻辑块的特征信息确定存储介质中待擦除的目标区域，并向存储设备发送垃圾清除指令；存储设备擦除目标区域，释放目标区域中的无效逻辑块。存储系统包括所述主机设备与所述存储设备。本技术通过为逻辑块添加特征信息，实现主机设备与存储设备在写入和gc时状态的相互感知，有利于优化写入和gc策略，从而减少gc时的带宽竞争，降低写放大。