CN102591686A - 基于固态硬盘的系统启动方法及固态硬盘 - Google Patents

Abstract

本发明适用于计算机技术领域，提供了一种基于固态硬盘的系统启动方法，所述系统包括主机和固态硬盘，所述固态硬盘具有用于储存数据的Flash介质和DRAM缓存，所述Flash介质具有多个通道，所述方法包括如下步骤：启动数据处理步骤：在所述系统第一次启动时，记录所述主机从所述固态硬盘读取的启动数据；预读取步骤：在所述系统启动后，接收预读取命令，在所述固态硬盘的空闲时间将所述Flash介质内的启动数据传送到所述DRAM缓存。本发明还相应的提供一种固态硬盘。借此，本发明可以大大提高固态硬盘数据的读取速率，从而减少系统的启动时间。

Description

基于固态硬盘的系统启动方法及固态硬盘

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于固态硬盘的系统启动方法及固态硬盘。

背景技术

系统启动速度是衡量系统性能的一个重要指标参数，启动速度的提升，可以全面提高用户体验。系统的启动过程，就是不断从硬盘读取数据到内存运行，如果提高数据读取的速率，那么就会节省系统启动时间。

在传统机械硬盘上，数据的读取速率受限于机械磁头，数据通过磁头的旋转获取。如果启动数据随机分布在磁盘上，磁头就会随机转动，严重影响系统的启动速率，如果把启动数据顺序存储在磁盘上，磁头就会按照一定顺序转动，这样可以大大提升数据读取速度。但是，此方法在固态硬盘上使用，基本不能改善系统启动速度。原因如下：固态硬盘没有机械磁头装置，而是通过多通道并行从存储介质上获取数据，缓存到DRAM，然后通过SATA或其他接口传输到主机，可参见图1所示的固态硬盘内部结构，其数据读取原理与机械硬盘数据读取原理完全不同。因此，顺序存储启动数据的方法，不适用固态硬盘，固态硬盘的数据读取速率有待提高。

综上可知，现有的固态硬盘的数据读取方法，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于固态硬盘的系统启动方法及固态硬盘，其可以大大提高固态硬盘数据的读取速率，减少系统的启动时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于固态硬盘的系统启动方法，所述系统包括主机和固态硬盘，所述固态硬盘具有用于储存数据的Flash介质和DRAM缓存，所述Flash介质具有多个通道，所述方法包括如下步骤：

启动数据处理步骤：在所述系统第一次启动时，记录所述主机从所述固态硬盘读取的启动数据；

预读取步骤：在所述系统启动后，接收预读取命令，在所述固态硬盘的空闲时间将所述Flash介质内的启动数据传送到所述DRAM缓存。

根据本发明的基于固态硬盘的系统启动方法，所述启动数据处理步骤进一步包括：

接收启动数据处理开始指令，开始记录所述启动数据的逻辑页地址。

根据本发明的基于固态硬盘的系统启动方法，所述启动数据处理步骤进一步包括：

接收启动数据处理停止指令，停止记录所述启动数据的逻辑页地址。

根据本发明的基于固态硬盘的系统启动方法，所述启动数据处理步骤还包括：

将所述启动数据按启动顺序均匀的排列于所述Flash介质的每个通道。

根据本发明的基于固态硬盘的系统启动方法，所述固态硬盘的空闲时间包括：

所述固态硬盘上电初始化后的空闲时间；以及

所述主机从所述DRAM缓存读取数据到再次从所述DRAM读取数据的时间。

一种固态硬盘，连接于主机构成固态硬盘系统，所述固态硬盘具有用于储存数据的Flash介质和DRAM缓存，所述Flash介质具有多个通道，其特征在于，所述固态硬盘包括：

启动数据处理模块，用于在所述系统第一次启动时，记录所述主机从所述固态硬盘读取的启动数据；

预读取模块，用于在所述系统启动后，接收预读取命令，在所述固态硬盘的空闲时间将所述Flash介质内的启动数据传送到所述DRAM缓存。

根据本发明的固态硬盘，所述启动数据处理模块包括启动数据记录子模块，用于接收启动数据处理开始指令，开始记录所述启动数据的逻辑页地址。

根据本发明的固态硬盘，所述启动数据记录子模块还用于接收启动数据处理停止指令，停止记录所述启动数据的逻辑页地址。

根据本发明的固态硬盘，所述启动数据处理模块还包括排列子模块，用于将所述启动数据按启动顺序均匀的排列于所述Flash介质的每个通道。

根据本发明的固态硬盘，所述固态硬盘的空闲时间包括：

所述固态硬盘上电初始化后的空闲时间；以及

所述主机从所述DRAM缓存读取数据到再次从所述DRAM读取数据的时间。

本发明通过在固态硬盘系统第一次启动时记录需要启动的硬盘数据，系统在下一次启动时可接收预读取命令，在固态硬盘的空闲时间将其Flash介质内的启动数据传送到DRAM缓存。借此充分利用固态硬盘的空闲时间提高数据读取速率。更好的，固态硬盘还可以预先将启动数据均匀排列于其Flash介质的各个通道上，借此进一步提高预读取的效率，减少系统启动时间。

附图说明

图1是现有技术的固态硬盘系统的结构示意图；

图2是本发明的基于固态硬盘系统的一实施例的结构示意图；

图3是本发明一实施例的启动数据处理模块的结构示意图；

图4A是现有技术的固态硬盘的工作状态示意图；

图4B是本发明的固态硬盘的工作状态示意图；

图5A是现有技术的固态硬盘Flash通道示意图；

图5B是本发明的固态硬盘的Flash通道示意图；

图6是本发明一实施例的系统启动方法流程图；

图7是本发明一实施例的启动数据处理流程图；

图8是本发明一实施例的预读取的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图2，本发明提供了一种固态硬盘10，其与主机20连接构成固态硬盘系统100。固态硬盘10具有用于储存数据的Flash介质11和DRAM缓存12，且Flash介质具有多个用于传送数据的通道。该实施例中，固态硬盘10还包括：

启动数据处理模块13，用于在系统100第一次启动时，记录主机20从所述固态硬盘10读取的启动数据。结合图3，该启动数据处理模块13包括一启动数据记录子模块131，当系统100上电启动，固态硬盘10开始初始化，初始化结束后，由于BIOS还没有扫描到固态硬盘10，其处于空闲状态，如图4A所示，当系统100启动进入硬盘引导阶段，主机20开始从固态硬盘10读取启动数据，同时，记录子模块131接收启动数据处理开始指令，并开始记录启动数据的LPA(Logical Page Address，逻辑页地址)，当主机20读取完启动数据时，记录子模块131接收启动数据处理停止指令，并停止记录启动数据的LPA，优选的，启动数据的LPA与Flash介质11上的物理地址一一对应。

预读取模块14，用于在系统100启动后，接收来自主机10的预读取命令，并在所述固态硬盘10的空闲时间将Flash介质11内的启动数据传送到DRAM缓存12。前文已说明，系统100启动后，主机10开始从硬盘20的DRAM缓存12读取数据，且固态硬盘10在初始化完成后有段空闲时间，此时预读取模块14接收预读取命令，按照系统100启动数据的先后顺序，即顺序查询被记录逻辑页地址LPA，提前从Flash介质11读取部分数据到DRAM缓存12。结合图4B，更进一步的，主机20从DRAM缓存12读取数据到再次从DRAM缓存12读取数据的时间也是固态硬盘10的空闲时间，这一段时间内，预读取模块14循环执行上述操作，即：将从Flash介质11读取部分启动数据到DRAM缓存12。系统100启动时，主机20从DRAM缓存读取启动数据，预读取模块14循环将Flash介质11上储存的启动数据读取到DRAM缓存12，借此提高数据读取速率，减少系统启动时间。

更好的是，本发明的实施例中，启动数据处理模块13还包括一排列子模块132，用于将所述启动数据按启动顺序均匀的排列于所述Flash介质11的每个通道内。需要说明的是现有技术的Flash介质的通道数据排列无规律，如图5A所示，这样会大大影响预读取速度。本发明将启动数据按启动顺序尽可能的均匀排列于Flash介质11的各个通道，进而提高预读取的效率，借此进一步减少系统的启动时间。

图6是本发明一实施例的基于固态硬盘的系统启动方法流程图，其通过如图2或图3所示的系统100实现，该方法包括：

步骤S601，系统100第一次启动时，启动数据处理模块13记录主机20从固态硬盘10读取的启动数据。系统100的启动数据储存于固态硬盘10的Flash介质11内，且每个数据具有一个LPA，其对应于Flash介质11的物理地址，系统100启动时，记录子模块131也同时工作开始记录启动数据的LPA，直至启动数据读取结束。

步骤S602，系统100启动后，预读取模块14接收预读取命令，并在固态硬盘10的空闲时间将Flash介质11内的启动数据传送到DRAM缓存12。本发明的实施例中，固态硬盘10的空闲时间包括：固态硬盘10上电初始化后的空闲时间，以及主机20从DRAM缓存12读取数据到主机20再次从DRAM缓存12读取数据的时间。

图7是本发明一实施例的启动数据处理的流程图，其包括：

步骤S701，系统100上电启动，固态硬盘10开始初始化。当固态硬盘10完成初始化后，由于BIOS还没有扫描到固态硬盘10，其处于空闲状态。

步骤S702，系统100启动进入硬盘引导阶段，开始准备访问固态硬盘10。

步骤S703，固态硬盘10接收到由主机20发送的启动数据处理开始指令，记录子模块131记录从此刻起主机20访问固态硬盘10所需要的启动数据，也就是记录固态硬盘10的逻辑页地址LPA，该逻辑页地址与Flash介质物理页地址一一对应。

步骤S704，系统100启动完成，固态硬盘10接收到由主机20发送的启动数据处理停止指令，记录子模块停止记录逻辑页地址LPA。

步骤S705，排列子模块132将记录启动数据按启动顺序均匀的排列于Flash介质11的每个通道上。

图8是本发明一实施例的预读取的流程图，其包括：

步骤S801，系统100上电启动，固态硬盘10开始初始化。当固态硬盘10完成初始化后，由于BIOS还没有扫描到固态硬盘10，其处于空闲状态。

步骤S802，预读取模块14接收预读取指令，将Flash介质11中的启动数据读取至DRAM缓存12中。

步骤S803，系统100进入硬盘引导阶段，主机20从DRAM缓存12中读取启动数据。

步骤S804，当主机20开始读取DRAM缓存12的数据时，预读取模块14从Flash介质11读取部分系统启动数据到DRAM缓存，直至启动数据读取完毕。

综上所述，本发明通过在固态硬盘系统第一次启动时记录需要启动的硬盘数据，系统在下一次启动时可接收预读取命令，在固态硬盘的空闲时间将其Flash介质内的启动数据传送到DRAM缓存。借此充分利用固态硬盘的空闲时间提高数据读取速率。更好的，固态硬盘还可以预先将启动数据均匀排列于其Flash介质的各个通道上，借此进一步提高预读取的效率，减少系统启动时间。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于固态硬盘的系统启动方法，所述系统包括主机和固态硬盘，所述固态硬盘具有用于储存数据的Flash介质和DRAM缓存，所述Flash介质具有多个通道，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

启动数据处理步骤：在所述系统第一次启动时，记录所述主机从所述固态硬盘读取的启动数据；

预读取步骤：在所述系统启动后，接收预读取命令，在所述固态硬盘的空闲时间将所述Flash介质内的启动数据传送到所述DRAM缓存。

2.根据权利要求1所述的基于固态硬盘的系统启动方法，其特征在于，所述启动数据处理步骤进一步包括：

接收启动数据处理开始指令，开始记录所述启动数据的逻辑页地址。

3.根据权利要求2所述的基于固态硬盘的系统启动方法，其特征在于，所述启动数据处理步骤进一步包括：

接收启动数据处理停止指令，停止记录所述启动数据的逻辑页地址。

4.根据权利要求1所述的基于固态硬盘的系统启动方法，其特征在于，所述启动数据处理步骤还包括：

将所述启动数据按启动顺序均匀的排列于所述Flash介质的每个通道。

5.根据权利要求1所述的基于固态硬盘的系统启动方法，其特征在于，所述固态硬盘的空闲时间包括：

所述固态硬盘上电初始化后的空闲时间；以及

所述主机从所述DRAM缓存读取数据到再次从所述DRAM读取数据的时间。

6.一种固态硬盘，连接于主机构成固态硬盘系统，所述固态硬盘具有用于储存数据的Flash介质和DRAM缓存，所述Flash介质具有多个通道，其特征在于，所述固态硬盘包括：

启动数据处理模块，用于在所述系统第一次启动时，记录所述主机从所述固态硬盘读取的启动数据；

预读取模块，用于在所述系统启动后，接收预读取命令，在所述固态硬盘的空闲时间将所述Flash介质内的启动数据传送到所述DRAM缓存。

7.根据权利要求6所述的固态硬盘，其特征在于，所述启动数据处理模块包括启动数据记录子模块，用于接收启动数据处理开始指令，开始记录所述启动数据的逻辑页地址。

8.根据权利要求7所述的固态硬盘，其特征在于，所述启动数据记录子模块还用于接收启动数据处理停止指令，停止记录所述启动数据的逻辑页地址。

9.根据权利要求6所述的固态硬盘，其特征在于，所述启动数据处理模块还包括排列子模块，用于将所述启动数据按启动顺序均匀的排列于所述Flash介质的每个通道。

10.根据权利要求6所述的固态硬盘，其特征在于，所述固态硬盘的空闲时间包括：

所述固态硬盘上电初始化后的空闲时间；以及

所述主机从所述DRAM缓存读取数据到再次从所述DRAM读取数据的时间。

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