CN103176753A - 存储设备及其数据管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种存储设备及其数据管理方法。所述存储设备的数据管理方法，包括以下步骤：判断写指令是否为随机写指令，所述写指令中包括写入数据以及所述写入数据的目标写入地址；若是，则将所述写入数据顺序写入到预先从总存储空间中划分的随机写数据存储区域，并建立所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系；若否，则将所述写入数据写入所述目标写入地址。上述存储设备及其数据管理方法，通过判断写指令是否为随机写指令，以及在写指令为随机写指令时，将写入数据顺序写入到随机写数据存储区域，可大大减少写数据时的寻址时间以及等待时间，提高了存储设备的数据写入效率。

Description

存储设备及其数据管理方法

技术领域

本发明涉及存储领域，特别是涉及一种存储设备及其数据管理方法。

背景技术

存储设备已成为人们日常生活中的必需品。存储设备的数据写入速度成为衡量存储设备性能的一项重要指标，尤其是SSD（Solid State Disk，固态硬盘）产品。随着存储设备容量的增大，且因每写一次需要重新寻址且每执行一次写指令后，主机需等收到存储设备写入完成的指令之后才可以发下一条写指令，如此，写入数据进行寻址需耗费大量的寻址时间，且写一条指令时需等待较长时间，故传统的存储设备写入数据时效率不高。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中存储设备写入数据时效率不高的问题，提供一种能提高数据写入效率的存储设备的数据管理方法。

此外，还有必要提供一种能提高数据写入效率的存储设备。

一种存储设备的数据管理方法，包括以下步骤：

判断写指令是否为随机写指令，所述写指令中包括写入数据以及所述写入数据的目标写入地址；

若是，则将所述写入数据顺序写入到预先从总存储空间中划分的随机写数据存储区域，并建立所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系；

若否，则将所述写入数据写入所述目标写入地址。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在所述存储设备空闲时，将所述随机写数据存储区域的数据搬移到所述目标写入地址。

在其中一个实施例中，所述判断写指令是否为随机写指令的步骤包括：

判断所述写指令中的目标写入地址是否与上一写指令中包含的目标写入地址连续，若是，则判定所述写指令为顺序写指令，若否，则进一步判断所述写指令中包含的写入数据是否为预设的特定长度，若为特定长度，则判定所述写指令为随机写指令，若不为特定长度，则判定所述写指令为顺序写指令。

在其中一个实施例中，所述特定长度为4K字节。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在所述随机写数据存储区域写满数据时，将所述写入数据写入所述目标写入地址。

在其中一个实施例中，所述方法还包括步骤：

建立地址关系映射表，在所述地址关系映射表中记录所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系；

获取读指令，判断所述读指令中的目标读出地址是否位于所述地址关系映射表中，若是，则根据所述地址关系映射表查找到所述目标读出地址在随机写数据存储区域中的对应地址，从所述随机写数据存储区域中读出数据；

若否，则从所述目标读出地址上读出数据。

一种存储设备，包括：

判断模块，用于判断写指令是否为随机写指令，所述写指令中包括写入数据以及所述写入数据的目标写入地址；

写入模块，用于在判断出所述写指令为随机写指令时，将所述写入数据顺序写入到预先从总存储空间中划分的随机写数据存储区域，以及在判断出所述写指令不为随机写指令时，在将所述写入数据写入所述目标写入地址；

对应关系建立模块，用于建立所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系。

在其中一个实施例中，所述存储设备还包括：

搬移模块，用于在所述存储设备空闲时，将所述随机写数据存储区域的数据搬移到所述目标写入地址。

在其中一个实施例中，所述判断模块还用于判断所述写指令中的目标写入地址是否与上一写指令中包含的目标写入地址连续，若是，则判定所述写指令为顺序写指令，若否，则进一步判断所述写指令中包含的写入数据是否为预设的特定长度，若为特定长度，则判定所述写指令为随机写指令，若不为特定长度，则判定所述写指令为顺序写指令。

在其中一个实施例中，所述存储设备还包括：

映射表建立模块，用于建立地址关系映射表，在所述地址关系映射表中记录所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系；

读出模块，用于获取读指令，判断所述读指令中的目标读出地址是否位于所述地址关系映射表中，在判断出所述目标读出地址位于所述地址关系映射表中时，根据所述地址关系映射表查找到所述目标读出地址在随机写数据存储区域中的对应地址，从所述随机写数据存储区域中读出数据，以及在判断出所述目标读出地址未在所述地址关系映射表中时，从所述目标读出地址上读出数据。

通过对存储设备进行读写测试时发现，主机往存储设备中顺序写入大数据时，往往伴随着多次特定长度的小数据的随机写入，上述存储设备及其数据管理方法，通过判断写指令是否为随机写指令，以及在写指令为随机写指令时，将写入数据顺序写入到随机写数据存储区域，可大大减少写数据时的寻址时间以及等待时间，提高了存储设备的数据写入效率。

附图说明

图1为一个实施例中存储设备的数据管理方法流程图；

图2为一个实施例中判断写指令是否为随机写指令的流程图；

图3为一个实施例中读出数据的流程图；

图4为一个实施例中存储设备的内部结构示意图；

图5为另一个实施例中存储设备的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例及附图对存储设备及其数据管理方法的技术方案进行详细的描述，以使其更加清楚。

如图1所示，在一个实施例中，一种存储设备的数据管理方法，包括以下步骤：

步骤S110，判断写指令是否为随机写指令，该写指令中包括写入数据以及该写入数据的目标写入地址，若是，执行步骤S120，若否，执行步骤S130。

在一个实施例中，如图2所示，判断写指令是否为随机写指令的步骤包括：

步骤S210，判断该写指令中的目标写入地址是否与上一写指令中包含的目标写入地址连续，若是，执行步骤S220，若否，执行步骤S230。

步骤S220，判定该写指令为顺序写指令。

步骤S230，判断该写指令中包含的写入数据是否为预设的特定长度，若是，则执行步骤S240，若否，执行步骤S250。

具体的，特定长度根据主机端的操作系统确定。确定特定长度的步骤为：对主机端发送的写指令进行采样，判断写指令中的数据长度，统计各个数据长度出现的次数，将出现次数最多的数据长度确定为特定长度。本实施例中，特定长度为4K字节，特定长度采用4K字节可方便不同操作系统和文件系统的主机进行数据写入。在其他实施例中，特定长度可为其他值，如8K字节等。

步骤S240，判定该写指令为随机写指令。

步骤S250，判定该写指令为顺序写指令。

通过将包含特定长度写入数据且与上一条写指令中的目标写入指令不连续的写入指令判定为随机写指令，将其中的写入数据顺序写入到随机写数据存储区域，能大大减少写数据时耗费的寻址时间以及等待时间，从而提高了存储设备的数据写入效率，尤其对大容量存储设备的数据写入效率提升显著。

步骤S120，将该写入数据顺序写入到预先从总存储空间中划分的随机写数据存储区域，并建立该写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系。

首先，在存储设备的总存储空间中划分出部分存储空间作为随机写数据存储区域。然后，在判断出写指令为随机写指令时，将写入数据写入到该随机写数据存储区域。

进一步的，可建立地址关系映射表，在该地址关系映射表中记录该写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系。通过建立地址关系映射表记录对应关系，可方便后续搬移数据及读出数据时查找到对应的地址。

步骤S130，将写入数据写入目标写入地址。

上述存储设备的数据管理方法，通过判断写指令是否为随机写指令，以及在写指令为随机写指令时，将写入数据顺序写入到随机写数据存储区域，可大大减少写数据时的寻址时间以及等待时间，提高了存储设备的数据写入效率。

进一步的，在一个实施例中，上述存储设备的数据管理方法，还包括步骤：在该存储设备空闲时，将该随机写数据存储区域的数据搬移到该目标写入地址。因随机写数据存储区域的存储空间有限，不能无限接受随机写数据，通过将随机写数据存储区域的数据搬移到其目标写入地址，能空出随机写数据存储区域的存储空间，为下次随机写做准备，以提高数据写入的效率。

进一步的，在一个实施例中，上述存储设备的数据管理方法，还包括：在该随机写数据存储区域写满数据时，将该写入数据写入所述目标写入地址。在随机写数据存储区域写满数据时，可将写入数据写入到目标写入地址。

进一步的，在一个实施例中，如图3所示，上述存储设备的数据管理方法还包括读出数据的步骤，具体包括：

步骤S310，获取读指令，判断该读指令中的目标读出地址是否位于该地址关系映射表中，若是，执行步骤S320，若否，执行步骤S330。

步骤S320，根据该地址关系映射表查找到该目标读出地址在随机写数据存储区域中的对应地址，从该随机写数据存储区域中读出数据。

步骤S330，从该目标读出地址上读出数据。

上述存储设备的数据管理方法，在读数据时，可判断读指令中的目标读出地址是否在地址映射表中，若在，可从地址映射表中查找到在随机写数据存储区域中的对应地址，从该随机写数据存储区域中读出数据，读出数据方便。

如图4所示，在一个实施例中，一种存储设备，包括判断模块110、写入模块120和对应关系建立模块130。其中：

判断模块110用于判断写指令是否为随机写指令，该写指令中包括写入数据以及该写入数据的目标写入地址。

具体的，判断模块110还用于判断该写指令中的目标写入地址是否与上一写指令中包含的目标写入地址连续，若是，则判定该写指令为顺序写指令，若否，则进一步判断该写指令中包含的写入数据是否为预设的特定长度，若为特定长度，则判定该写指令为随机写指令，若不为特定长度，则判定该写指令为顺序写指令。

具体的，特定长度根据主机端的操作系统确定。确定特定长度的步骤为：对主机端发送的写指令进行采样，判断写指令中的数据长度，统计各个数据长度出现的次数，将出现次数最多的数据长度确定为特定长度。本实施例中，特定长度为4K字节，在其他实施例中，特定长度可为其他值，如8K字节等。

写入模块120用于在判断出该写指令为随机写指令时，将该写入数据顺序写入到预先从总存储空间中划分的随机写数据存储区域，以及在判断出该写指令不为随机写指令时，在将该写入数据写入所述目标写入地址。

具体的，在存储设备的总存储空间中划分出部分存储空间作为随机写数据存储区域。然后，在判断出写指令为随机写指令时，将写入数据写入到该随机写数据存储区域。

对应关系建立模块130用于建立该写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系。

上述存储设备的数据管理方法，通过判断写指令是否为随机写指令，以及在写指令为随机写指令时，将写入数据顺序写入到随机写数据存储区域，可大大减少写数据时的寻址时间以及等待时间，提高了存储设备的数据写入效率。

进一步的，在一个实施例中，上述存储设备除了包括判断模块110、写入模块120和对应关系建立模块130，还包括搬移模块140、映射表建立模块150和读出模块160。其中：

搬移模块140用于在该存储设备空闲时，将该随机写数据存储区域的数据搬移到该目标写入地址。通过将随机写数据存储区域的数据搬移到其目标写入地址，能空出随机写数据存储区域的存储空间，为下次随机写做准备，以提高数据写入的效率。

进一步的，写入模块120还用于在随机写数据存储区域写满数据时，将该写入数据写入所述目标写入地址。映射表建立模块150用于建立地址关系映射表，在该地址关系映射表中记录该写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系。

读出模块160用于获取读指令，判断该读指令中的目标读出地址是否位于该地址关系映射表中，在判断出该目标读出地址位于该地址关系映射表中时，根据该地址关系映射表查找到该目标读出地址在随机写数据存储区域中的对应地址，从该随机写数据存储区域中读出数据，以及在判断出该目标读出地址未在该地址关系映射表中时，从该目标读出地址上读出数据。

上述存储设备，在读数据时，可判断读指令中的目标读出地址是否在地址映射表中，若在，可从地址映射表中查找到在随机写数据存储区域中的对应地址，从该随机写数据存储区域中读出数据，读出数据方便。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种存储设备的数据管理方法，包括以下步骤：

判断写指令是否为随机写指令，所述写指令中包括写入数据以及所述写入数据的目标写入地址；

若是，则将所述写入数据顺序写入到预先从总存储空间中划分的随机写数据存储区域，并建立所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系；

若否，则将所述写入数据写入所述目标写入地址。

2.根据权利要求1所述的存储设备的数据管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述存储设备空闲时，将所述随机写数据存储区域的数据搬移到所述目标写入地址。

3.根据权利要求1所述的存储设备的数据管理方法，其特征在于，所述判断写指令是否为随机写指令的步骤包括：

判断所述写指令中的目标写入地址是否与上一写指令中包含的目标写入地址连续，若是，则判定所述写指令为顺序写指令，若否，则进一步判断所述写指令中包含的写入数据是否为预设的特定长度，若为特定长度，则判定所述写指令为随机写指令，若不为特定长度，则判定所述写指令为顺序写指令。

4.根据权利要求3所述的存储设备的数据管理方法，其特征在于，所述特定长度为4K字节。

5.根据权利要求1所述的存储设备的数据管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述随机写数据存储区域写满数据时，将所述写入数据写入所述目标写入地址。

6.根据权利要求1至5任一项所述的存储设备的数据管理方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

建立地址关系映射表，在所述地址关系映射表中记录所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系；

获取读指令，判断所述读指令中的目标读出地址是否位于所述地址关系映射表中，若是，则根据所述地址关系映射表查找到所述目标读出地址在随机写数据存储区域中的对应地址，从所述随机写数据存储区域中读出数据；

若否，则从所述目标读出地址上读出数据。

7.一种存储设备，其特征在于，包括：

判断模块，用于判断写指令是否为随机写指令，所述写指令中包括写入数据以及所述写入数据的目标写入地址；

写入模块，用于在判断出所述写指令为随机写指令时，将所述写入数据顺序写入到预先从总存储空间中划分的随机写数据存储区域，以及在判断出所述写指令不为随机写指令时，在将所述写入数据写入所述目标写入地址；

对应关系建立模块，用于建立所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系。

8.根据权利要求7所述的存储设备，其特征在于，所述存储设备还包括：

搬移模块，用于在所述存储设备空闲时，将所述随机写数据存储区域的数据搬移到所述目标写入地址。

9.根据权利要求7所述的存储设备，其特征在于，所述判断模块还用于判断所述写指令中的目标写入地址是否与上一写指令中包含的目标写入地址连续，若是，则判定所述写指令为顺序写指令，若否，则进一步判断所述写指令中包含的写入数据是否为预设的特定长度，若为特定长度，则判定所述写指令为随机写指令，若不为特定长度，则判定所述写指令为顺序写指令。

10.根据权利要求7至9任一项所述的存储设备，其特征在于，所述存储设备还包括：

映射表建立模块，用于建立地址关系映射表，在所述地址关系映射表中记录所述写入数据在随机写数据存储区域的写入地址与目标写入地址之间的对应关系；

读出模块，用于获取读指令，判断所述读指令中的目标读出地址是否位于所述地址关系映射表中，在判断出所述目标读出地址位于所述地址关系映射表中时，根据所述地址关系映射表查找到所述目标读出地址在随机写数据存储区域中的对应地址，从所述随机写数据存储区域中读出数据，以及在判断出所述目标读出地址未在所述地址关系映射表中时，从所述目标读出地址上读出数据。

Images