一种硬盘任务管理方法、装置、存储介质及系统与流程

本发明涉及存储，特别涉及一种硬盘任务管理方法、装置、存储介质及系统。

背景技术：

1、固态硬盘（solid state disk，ssd）相较于机械硬盘（hard disk drive，hdd）具有更快的访问速度、更高的数据传输率、更好的耐用性和更低的能耗，在商用电脑、服务器等领域逐渐替代机械硬盘，成为数据存储介质的主力军。由主机向固态硬盘发出的读、写命令由固态硬盘控制器响应并执行。固态硬盘控制器除了处理主机命令外，还负责处理与闪存相关的内部控制、管理任务，如：垃圾回收任务（garbage collection，gc）。执行内部任务会占用固态硬盘资源和底层闪存带宽，主机任务与内部任务对闪存的访问争用，将造成主机读写性能下降。而随着固态硬盘不断被写入数据，内部任务的执行频率提高，主机对固态硬盘的读写性能将受到严重影响。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中，主机任务与固态硬盘内部任务争用闪存，导致主机对固态硬盘读写性能下降的问题。本发明采用如下技术方案，基于模型预测，对主机任务以及硬盘内部任务进行管理，提高主机读/写性能。

2、第一方面，提供一种硬盘任务管理方法，包括：使用第一预测模型预测主机任务，预测获得第一主机任务的预测结束时刻；

3、响应于第一主机任务执行完毕，判断第一主机任务的实际结束时刻与第一主机任务的预测结束时刻之差是否小于预设时间；响应于第一主机任务的实际结束时刻与第一主机任务的预测结束时刻之差小于预设时间，则执行硬盘内部任务，其中，硬盘内部任务包括垃圾回收；响应于第一主机任务的实际结束时刻与第一主机任务的预测结束时刻之差大于或等于预设时间，则执行下一个主机任务。

4、进一步地，使用第一预测模型预测主机任务之前，还包括：判断第一预测模型是否完成更新；响应于第一预测模型完成更新，则使用更新后的第一预测模型进行主机任务预测。

5、进一步地，响应于第一预测模型未完成更新，则使用当前第一预测模型进行主机任务预测；

6、继续训练第一预测模型，获取相应的最新第一预测模型参数；以相应的最新第一预测模型参数替换当前第一预测模型参数，完成对第一预测模型的更新。

7、进一步地，硬盘任务管理方法还包括：每间隔第一预设时间，更新主机任务数据样本集；采用更新后的主机任务数据样本集训练第一预测模型，获得最新第一预测模型参数；以最新第一预测模型参数更新第一预测模型。

8、进一步地，使用第一预测模型预测主机任务，包括：从主机i/o任务信息中，获取历史主机任务特征样本；将历史主机任务特征样本作为第一预测模型输入集，输入第一预测模型，获得主机任务预测结果，其中，主机任务预测结果包括第一主机任务结束时刻。

9、进一步地，从主机i/o任务信息中，获取历史主机任务特征样本之后，还包括：对历史主机任务特征样本进行预处理；

10、以预处理后的历史主机任务特征样本替代历史主机任务特征样本作为第一预测模型输入集，输入第一预测模型，获得主机任务预测结果。

11、进一步地，执行硬盘内部任务包括：启动内部任务，获取拟回收闪存块数量；根据拟回收闪存块数量，第一主机任务的预测结束时刻，以及第二主机任务的预测开始时刻，计算内部任务预测持续时长，内部任务执行速度；以内部任务执行速度执行内部任务，直至完成内部任务，其中，内部任务预测持续时长为第二主机任务的预测开始时刻与第一主机任务的预测结束时刻之差，第二主机任务的预测开始时刻由第一预测模型预测获得，内部任务执行速度为拟回收闪存块数量与内部任务预测持续时长之比值。

12、进一步地，硬盘任务管理方法还包括：响应于在内部任务执行过程中接收到主机任务，则以预设速度执行内部任务，直至内部任务完成。

13、进一步地，第一预测模型为时域卷积网络模型。

14、进一步地，执行下一个主机任务包括：从主机任务请求队列中获取下一个主机任务请求，并判断下一个主机任务请求的类型；响应于下一个主机任务请求为写入请求，则根据写入请求，将写入请求所对应的数据写入硬盘相应位置。

15、进一步地，根据写入请求，将写入请求对应的数据写入硬盘相应位置，包括：

16、根据写入请求，通过第二预测模型获得相应的写入任务参数，其中，写入任务参数包括数据保存时长；根据数据保存时长，调用空闲闪存块，保存对应于写入请求的数据。

17、进一步地，根据写入请求，通过第二预测模型获得相应的写入任务参数，包括：

18、根据写入请求，提取写入任务特征，其中，写入任务特征包括：逻辑块地址、数据容量；根据写入任务特征更新写入任务输入集；将写入任务输入集输入第二预测模型，获得写入任务参数。

19、进一步地，根据写入请求，提取写入任务特征之后，还包括：对写入任务特征进行预处理；以与处理后的写入任务特征更新写入任务输入集，以替代以写入任务特征更新写入任务输入集。

20、进一步地，根据数据保存时长，调用空闲闪存块，保存对应于写入请求的数据，包括：以磨损值的大小顺序，对空闲闪存块进行排序，获得空闲闪存块队列；响应于数据保存时长大于或等于保存时长阈值，则从空闲闪存块队列磨损值较大的一端获取空闲闪存块，保存相应数据；响应于数据保存时长小于保存时长阈值，则从空闲闪存块队列磨损值较小的一端获取空闲闪存块，保存相应数据。

21、进一步地，根据写入请求，通过第二预测模型获得相应的写入任务参数之前，还包括：判断第二预测模型是否完成更新；响应于第二预测模型完成更新，则使用更新后的第二预测模型获取写入任务参数。

22、进一步地，响应于第二预测模型未完成更新，则使用当前第二预测模型获取写入任务参数；继续训练第二预测模型，获取相应的最新第二预测模型参数；以相应的最新第二预测模型参数替换当前第二预测模型参数，完成对第二预测模型的更新。

23、进一步地，硬盘任务管理方法还包括：每间隔第二预设时间，更新写入任务数据样本集；采用更新后的写入任务数据样本集训练第二预测模型，获得最新第二预测模型参数；以最新第二预测模型参数更新第二预测模型。

24、进一步地，硬盘任务管理方法还包括：响应于下一个主机任务为读取请求，则执行读取请求对应的读取任务。

25、进一步地，执行读取请求对应的读取任务，包括：根据读取请求，从闪存中读取相应数据；对读取到的相应数据进行解码，将解码后的数据回传至主机，完成数据读取过程。

26、进一步地，响应于主机任务队列为空，则执行内部任务；响应于内部任务执行完成，则等待下一主机任务的到来。

27、进一步地，第二预测模型为时域卷积网络模型。

28、第二方面，提供一种硬盘任务管理装置，包括：预测模块，用于使用第一预测模型预测主机任务，预测获得第一主机任务的预测结束时刻；判断模块，用于响应于第一主机任务执行完毕，判断第一主机任务的实际结束时刻与第一主机任务的预测结束时刻之差是否小于预设时间；内部任务执行模块，用于响应于第一主机任务的实际结束时刻与第一主机任务的预测结束时刻之差小于预设时间，则执行硬盘内部任务，其中，硬盘内部任务包括垃圾回收；主机任务执行模块，用于响应于第一主机任务的实际结束时刻与第一主机任务的预测结束时刻之差大于或等于预设时间，则执行下一个主机任务。

29、第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有硬盘任务管理程序，硬盘任务管理程序被处理器执行时，实现第一方面记载的硬盘任务管理方法。

30、第四方面，提供一种硬盘任务管理系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的硬盘任务管理程序，处理器执行硬盘任务管理程序时，实现第一方面记载的硬盘任务管理方法。

31、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：能够根据模型对主机任务的预测，管理硬盘对主机任务或硬盘内部任务的执行，减少主机任务与内部任务同时访问闪存，提高硬盘读写性能。