CN101727293A - 一种固态硬盘ssd存储的设置方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种固态硬盘SSD存储的设置方法、装置和系统，该方法，包括：获取固态硬盘的物理参数；根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。该装置包括：获取模块，用于获取固态硬盘的物理参数；第一配置模块，用于根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。通过本发明实施例提供的方法，可以较好的优化固态硬盘的性能。

Description

一种固态硬盘SSD存储的设置方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种固态硬盘SSD存储的设置方法、装置和系统。

背景技术

SSD(Solid State Disk，固态硬盘)在每次执行写操作之前都会执行擦除操作，其中写操作时的基本单位是页(Page)，擦除操作时的基本单位是块(Block)，每个块由数个页组成。因此，如果写操作预写入的数据大小小于块单位大小的倍数，那么在写入数据前，还需要先将对应块中的原数据读出，与新数据结合，再擦除相应的块，最后将合成后的数据写入擦除后的块中。由此可见，SSD的写效率是比较差的。此外，由于SSD中的每个块还有写次数限制，于是引入了写均衡技术，即对每次收到的写请求都尽可能均衡到整个SSD中，为此需要将SSD中的块或者页组织管理起来。现有技术对SSD的管理分两种，按照页管理和按照块管理。按照页管理时，管理粒度小，随机写效率也较好。按照块管理时，管理粒度大，管理开销较小，而且减少了上电时间。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

按照页管理时，随着SSD容量的增加，管理开销增加，SSD上电初始化时，需要恢复的管理数据也增多；

按照块管理时，由于不能将写请求并发到更多的Flash颗粒上，导致随机写性能下降。

发明内容

本发明实施例提供一种固态硬盘SSD存储的设置方法、装置和系统，可以较好的实现SSD的随机写操作性能。

一方面，本发明实施例提供了一种固态硬盘SSD存储的设置方法，包括：

获取固态硬盘的物理参数；

根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。

另一方面，本发明实施例提供了一种固态硬盘SSD存储的设置装置，包括：

获取模块，用于获取固态硬盘的物理参数；

第一配置模块，用于根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。

再一方面，本发明实施例还提供了一种固态硬盘SSD存储的设置系统，包括：固态硬盘SSD存储的设置装置和固态硬盘；

所述固态硬盘SSD存储的设置装置，用于获取固态硬盘的物理参数；根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍；

所述固态硬盘，用于向所述固态硬盘SSD存储的设置装置响应物理参数。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

通过本发明实施例提供的方法，通过和硬盘的交互，获取硬盘的参数，并根据获取的硬盘参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍，从而使SSD性能达到最优。同时由于下发的请求大小基本上都是块的倍数，减少了SSD按照块大小进行管理所带来的性能降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中固态硬盘SSD存储的设置方法流程图；

图2是本发明另一实施例中固态硬盘SSD组成逻辑单元号的示意图；

图3是本发明另一实施例中固态硬盘SSD存储的设置方法流程图；

图4是本发明实施例中固态硬盘SSD存储的设置装置示意图；

图5是本发明实施例中固态硬盘SSD存储的设置系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种固态硬盘SSD存储的设置方法、装置和系统，可以较好的优化SSD性能。

下面结合附图和具体实施例对本发明实施例提供的固态硬盘SSD存储的设置方法、装置和系统进行详细说明。

本发明实施例还提供了一种固态硬盘SSD存储的设置方法，如图1所示，包括：

步骤S101、获取固态硬盘的物理参数。该SSD物理参数包括块大小以外还包括页大小、通道数、支持的并发请求数中的一种或多种。

步骤S102、根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。现有技术中，关于输入/输出(I/O)进程的算法很多，例如CFQ(Complete Fairness Queueing，电梯算法)，使用这些算法对I/O进程进行控制时，可以对下发到SSD的数据流大小，下发的请求数量等进行配置。假设正常情况下使用算法A时，每次将125K的数据合并后一起下发到SSD；若获取到此SSD中块大小为128K，则将128K或128K*n(n为正整数)的数据合并后一起下发到SSD，这样使下发的数据流大小为块大小的倍数，可以使SSD的性能充分发挥；同时，还可以根据SSD支持的并发请求数配置输入/输出调度的算法中向该SSD下发请求的策略，尽可能多的同时下发数据，并使下发的数据尽可能并发到该SSD的每个通道上。

然后，还可以判断该SSD是否组成LUN(Logical Unit Number，逻辑单元号)，若SSD组成逻辑单元号，则根据所述物理参数配置所述逻辑单元号的分条深度以及缓存向所述逻辑单元号发送的数据流大小和请求数。若干个固态硬盘上虚拟组成RAID(Redundant Array of Independent Disk，独立冗余硬盘阵列)，并通过逻辑单元号在若干个固态硬盘上建立起逻辑关系，如图2所示，将数个硬盘的容量虚拟分为多个LUN，每个LUN包括多个分条，每个分条在按照硬盘的数量均分为多个分条单元，每个分条单元的大小成为分条深度。将分条深度配置为SSD块大小的整数倍，以便充分使用SSD的容量。

当缓存中的容量不足时，缓存将数据下发到RAID的LUN中进行存储，下发数据时将数据按照SSD块大小的整数倍发送，而且可以根据SSD支持的请求并发数发送存储数据的请求，即多条数据流并发存储到LUN中。

如果下发给SSD的数据流大小尽是块大小的倍数，那么SSD就可以只按照块的方式进行管理，而且，由于写入数据大小等于块的倍数，无需进行额外的读操作，进而减少了写开销。

下面通过具体实施例对本发明实施例提供的一种固态硬盘SSD存储的设置方法进行详细说明，如图3所示，包括：

步骤S301、系统发现硬盘后，判断该硬盘是否为SSD硬盘；若不是SSD硬盘，执行步骤S302；若是SSD硬盘，执行步骤S303。操作系统发现硬盘后，判断该硬盘是传统硬盘还是SSD硬盘。由于现有的SSD硬盘对外接口和传统硬盘相同，对于OS(Operating System，操作系统)而言，SSD硬盘和传统硬盘没有差异。因此，可以通过扩展ATA(AT Attachment，硬盘传输速率)指令或者SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)命令来区分传统硬盘和SSD硬盘，由于ATA或者SCSI都预留了大量扩展域，可以利用这些扩展域增加相应的功能，通过与硬盘固件交互判断硬盘的类型。此处仅以该方式为例，判断硬盘类型的方式并不限于该方式。

步骤S302、按照传统硬盘的特点设置算法；如果是传统硬盘，则根据现有的传统硬盘策略，配置操作系统的优化策略。

步骤S303、读取SSD的参数；如果是SSD硬盘，则读取SSD的物理参数，包括块大小、页大小、通道数、支持的并发请求数等。这些参数也可以通过扩展现有的ATA或SCSI命令来实现。

步骤S304、根据SSD参数设置该硬盘的IO调度算法；操作系统根据SSD的物理参数配置该SSD盘的IO调度算法，即将IO调度的合并和下发策略按照SSD的参数进行调整，尽可能使IO调度算法按照块大小的倍数合并数据，同时根据通道数和并发请求数设定针对该SSD盘的请求下发策略，即在硬盘容忍的并发请求情况下，尽可能多的下发请求，并将请求尽可能并发到SSD的每个通道上。

步骤S305、判断SSD是否组成LUN，若组成LUN，执行步骤S306；否则结束；

步骤S306、根据SSD参数设置LUN的分条深度；

步骤S307、设置该LUN在缓存中的参数。

如果用SSD组成LUN，则将LUN的分条深度以及LUN对应在缓存Cache中的参数按照SSD的块大小以及通道数进行设定，以便RAID和Cache下发的请求，大小尽可能是SSD块的倍数，并满足将请求尽可能并发到SSD的每个通道上的要求。

当缓存容量不能满足大数据量的要求时，可以将缓存中的部分数据写入RAID，此时按照上述步骤中设置的LUN参数向RAID发送数据，使发送的数据大小尽可能是块大小的倍数。若SSD未组成LUN，使用I/O调度算法将数据写入SSD时，尽可能使IO调度算法按照块大小的倍数合并数据，同时根据通道数和并发请求数设定针对该SSD盘的请求下发策略，即在SSD容忍的并发请求情况下，尽可能多的下发请求，并将请求尽可能并发到SSD的每个通道上。

通过上述步骤，根据固态硬盘SSD的物理参数配置IO调度算法，使写入SSD的数据大小为块大小的整数倍，而且当SSD组成LUN时还可以将分条深度配置为块大小的整数倍，由此充分利用SSD的容量，减少了管理开销，提高了SSD的性能。

为实现本发明实施例提供的方法，本发明实施例还提供了一种固态硬盘SSD存储的设置装置，如图4所述，包括：

获取模块410，用于获取固态硬盘的物理参数；

第一配置模块420，用于根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。

上述装置还包括：

第二配置模块430，用于根据所述支持的并发请求数配置输入/输出调度的算法中向所述固态硬盘下发请求的策略。

该装置还包括：

第一判断模块440，用于判断所述固态硬盘是否组成逻辑单元号；

第三配置模块450，用于当所述第一判断模块440判断所述固态硬盘组成逻辑单元号，根据所述物理参数配置所述逻辑单元号的分条深度以及缓存向所述逻辑单元号发送的数据流大小和请求数。

该装置还包括：

第二判断模块460，用于判断硬盘是否为固态硬盘，若为固态硬盘触发所述获取模块。

本发明实施例还提供了一种固态硬盘SSD存储的设置系统，如图5所示，包括：固态硬盘SSD存储的设置装置510和固态硬盘520；

所述固态硬盘SSD存储的设置装置510，用于获取固态硬盘的物理参数；根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍；

所述固态硬盘520，用于向所述固态硬盘SSD存储的设置装置510响应物理参数。

其中固态硬盘SSD存储的设置装置510包括：

获取模块410，用于获取固态硬盘的物理参数；

第一配置模块420，用于根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。

通过本发明实施例提供的设置方法、装置和系统，通过和硬盘的交互，获取硬盘的类型和参数，并根据获取的硬盘参数动态调整盘的请求下发策略，从而达到让性能最优的效果。同时由于下发的请求大小基本上都是块的倍数，减少了SSD FW按照块大小进行管理所带来的性能降低。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)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的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种固态硬盘SSD存储的设置方法，其特征在于，包括：

获取固态硬盘的物理参数；

根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固态硬盘的物理参数除包括块大小外，还包括页大小，或通道数，或支持的并发请求数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物理参数通过小型计算机系统接口命令的扩展域携带。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述支持的并发请求数配置输入/输出调度的算法中向所述固态硬盘下发请求的策略。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述固态硬盘是否组成逻辑单元号；

若所述固态硬盘组成逻辑单元号，根据所述物理参数配置所述逻辑单元号的分条深度，和缓存向所述逻辑单元号发送的数据流大小和请求数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取SSD物理参数之前，还包括：

判断硬盘是否为固态硬盘。

7.一种固态硬盘SSD存储的设置装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取固态硬盘的物理参数；

第一配置模块，用于根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第二配置模块，用于根据所述支持的并发请求数配置输入/输出调度的算法中向所述固态硬盘下发请求的策略。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第一判断模块，用于判断所述固态硬盘是否组成逻辑单元号；

第三配置模块，用于当所述第一判断模块判断所述固态硬盘组成逻辑单元号，根据所述物理参数配置所述逻辑单元号的分条深度，和缓存向所述逻辑单元号发送的数据流大小和请求数。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第二判断模块，用于判断硬盘是否为固态硬盘，若为固态硬盘触发所述获取模块。

11.一种固态硬盘SSD存储的设置系统，其特征在于，包括：固态硬盘SSD存储的设置装置和固态硬盘；

所述固态硬盘SSD存储的设置装置，用于获取固态硬盘的物理参数；根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍；

所述固态硬盘，用于向所述固态硬盘SSD存储的设置装置响应物理参数。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述固态硬盘SSD存储的设置装置包括：

获取模块，用于获取固态硬盘的物理参数；

第一配置模块，用于根据所述物理参数配置输入/输出调度的算法，使调度的数据流大小为所述固态硬盘的物理参数中块大小的整数倍。

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