CN105493185B - 数据存储装置的数据迁移 - Google Patents

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Abstract

本申请公开数据存储装置(DSD)中数据的迁移。控制DSD的主轴马达来旋转DSD的磁盘，以在所述磁盘上执行至少一个操作，并且确定执行所述至少一个操作的操作活动量。确定操作活动量是否比目标量大，并且如果确定所述操作活动量不比所述目标量大，则在所述磁盘旋转时，在所述DSD的固态存储器和所述磁盘之间传输数据。

Description

数据存储装置的数据迁移
背景技术
数据存储装置(DSD)一般用于在存储介质上记录数据或者用于从存储介质再现数据。一些DSD包括多种类型的存储介质。例如，在固态混合硬盘(SSHD)的情况下，除用于存储数据的至少一个旋转磁盘以外，诸如闪速存储器这样的固态存储介质被用于存储数据。
当磁盘无法用于存储数据(诸如当磁盘不旋转时)时，SSHD的固态存储介质可以被用于存储数据。然而，固态介质的可用容量通常是有限的，并且仅被存储在固态介质中的数据通常需要在将来的某个时刻迁移至磁盘。此外，数据还可能需要从磁盘迁移至固态介质，使得例如，数据可用于在磁盘不旋转时的快速存取，或者使得相同的数据被存储在磁盘和固态介质二者上。
附图说明
本公开的实施方式的特征和优点将从以下提出的详细描述在结合附图时变得更明显。附图和相关描述被提供为例示本公开的实施方式并且不用于限制要求保护的范围。
图1是根据一个实施方式描述具有数据存储装置(DSD)的电子系统的框图。
图2是根据一个实施方式描述DSD的操作活动量的曲线图。
图3是根据一个实施方式描述图2的DSD的执行的曲线图。
图4是根据一个实施方式例示用于DSD的等待(pending)操作的队列的图。
图5是根据一个实施方式用于数据迁移过程的流程图。
具体实施方式
在以下详细的描述中，阐述许多具体细节，以提供本公开的全面理解。然而，将对本领域普通技术人员中的一个明显的是：公开的各种实施方式可以不用一些这些具体细节来实践。在其它示例中，没有详细地示出众所周知的结构和技术，以避免不必要地使各种实施方式模糊不清。
图1示出的电子系统100包括主机101和与主机101通信的数据存储装置(DSD)106。电子系统100能够是例如计算机系统(例如，台式机、手机/笔记本电脑、平板电脑、智能手机等)或其它类型的诸如数字视频录像机(DVR)这样的电子装置。就此而言，电子系统100可以是独立系统或是网络的部分。本领域普通技术人员将能理解，电子系统100和/或DSD 106能够包括比图1中示出的这些元件更多或更少的元件，并且在其它环境中可以实现所公开的过程。
在图1的实施方式中，DSD 106是固态混合硬盘(SSHD)，该固态混合硬盘包括作为用于存储数据的非易失性存储器(NVM)的磁记录介质(例如，磁盘组134中的磁盘)和固态记录介质(例如，固态存储器132)二者。尽管本文中的描述通常涉及固态存储器，应当理解的是固态存储器可以包含各种类型的存储器装置中的一个或更多个，这些各种类型的存储器装置是诸如闪存集成电路、硫属相变RAM(C-RAM)、相变存储器(PC-RAM或PRAM)、可编程金属化单元RAM(PMC-RAM或PMCm)、双向通用存储器(OUM)、阻抗RAM(RRAM)、NAND存储器(例如，单层单元(SLC)存储器、多层单元(MLC)存储器或它们的任何组合)、NOR存储器、EEPROM、铁电存储器(FeRAM)、磁阻RAM(MRAM)、其它离散NVM(非易失性存储器)芯片或它们的任何组合。
DSD 106包括：控制器120，该控制器120包括诸如用于执行指令的一个或更多个处理器这样的电路，并且能够包括微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、硬连接逻辑、模拟电路和/或它们的组合。在一个实现方式中，控制器120能够包括片上系统(SoC)。
主机接口126被配置为将DSD 106与主机101相接合(interface)，并且可以根据诸如例如PCI express(PCIe)、串行高级技术附件(SATA)或串行附接SCSI(SAS)这样的标准相接合。如本领域普通技术人员理解的，能够将主机接口126包括为控制器120的部分。虽然图1描述了主机101和DSD 106处于相同的位置，但是在其它实施方式中，所述二者不需要被物理上相同地定位。在这种实施方式中，DSD 106可以远离主机101定位并且经由网络接口连接至主机101。
在图1的示例中，DSD 106包括布置在磁盘组134中的旋转磁盘，该磁盘组134通过主轴马达(SM)138进行旋转。DSD 106还包括磁头堆组件(HSA)136，该磁头堆组件136连接至致动器130的末端，其通过音圈马达(VCM)132旋转以相对于磁盘组134定位HSA 136。控制器120能够包括伺服控制电路(未示出)以分别使用VCM控制信号30和SM控制信号34控制HSA136的位置和磁盘组134的旋转。DSD 106可以包括存储在磁盘组134和/或固态存储器132上的固件。固件能够包括通过DSD 106使用的计算机可读指令以控制DSD的操作，该操作可以包括在固态存储器132和磁盘组134之间的数据迁移。
磁盘组134包含被径向对齐的多个磁盘，以便使磁盘组134关于SM 138旋转。磁盘组134中的每个磁盘包括用于存储数据的若干径向间隔的同心磁道。HSA 136包括多个磁头，该多个磁头中的每个布置为从磁盘组134中的磁盘的对应表面读取数据以及将数据写入至磁盘组134中的磁盘的对应表面。
DSD 106还包括用于存储数据的固态存储器132。在一个实施方式中，固态存储器132被用于存储缓存数据20，该缓存数据20可以是与用于磁盘组134上的逻辑块地址(LBA)的选择范围的数据完全相同的数据，或用于磁盘组134上的逻辑块地址(LBA)的选择范围的数据的最新副本。缓存数据20能够包括以下数据，该数据仅存储在固态存储器132中，以及是针对诸如LBA这样的具体逻辑地址的最近写入版本的数据。这种缓存数据可以被称作为“脏数据”，其通过针对逻辑地址向磁盘组134写入该脏数据来与磁盘组134周期性地同步。在一个示例中，脏数据可以由延时写入操作造成，其中试图向磁盘组134写入的数据被首次存储在作为将在以下更详细描述的固态存储器132中。
易失存储器140能够包括例如，动态随机存取存储器(DRAM)，其能够通过DSD 106被用于临时存储数据。存储在易失存储器140中的数据能够包括从NVM(例如，磁盘组134或固态存储器132)读取的数据、将被写入至NVM的数据、从用于通过控制器120执行的固件载入的指令和/或在执行固件中使用的数据。
在操作中，主机接口126从主机101经由主机接口126接收用于从NVM(诸如固态存储器132和磁盘组134)读取数据和向NVM(诸如固态存储器132和磁盘组134)写入数据的主机读取和写入命令。响应于来自主机101的写入命令，控制器120可以在易失存储器140中缓冲针对写入命令将要被写入的数据。
对于将要向磁盘组134写入的数据，控制器120的读取/写入通道(未示出)接着可以将缓冲数据编码成写入信号32，该写入信号32被提供至HSA 136的磁头用于向磁盘组134的磁盘表面磁写入数据。
响应于用于存储在磁盘组134的磁表面上的数据的读取命令，控制器120控制HSA136的磁头，以磁读取存储在磁盘组134的表面上的数据并发送读取数据作为读取信号32。然后，控制器120的读取/写入通道能够解码和缓存易失存储器140中的数据，以将数据经由主机接口126传送至主机101。
DSD 106还能够执行延时写入操作，其允许DSD 106向固态存储器132写入将要被写入至磁盘组134的数据，并且然后，随后将数据写入至磁盘组134中的期望位置。当在磁盘组134中执行其它操作时，这个延时写入通常能够允许为用于试图对磁盘组134写入的主机写入命令服务。延时写入操作还能够允许为用于试图对磁盘组134写入的主机写入命令服务而不需要磁盘组134起转至用于写入数据的操作速度。来自延时写入操作的数据能够作为脏数据被存储在固态存储器132中，但是在固态存储器132中限制用于存储脏数据的可用容量。当脏数据的数量接近高量限制时，磁盘组134可能需要被起转至操作速度以将一些脏数据传输至磁盘组134。
除了将脏数据传输至磁盘组134之外，数据还可以从磁盘组134传输至固态存储器132。就此而言，能够将存储在磁盘组134上的诸如频繁地存取数据或高优先级数据这样的特定数据从磁盘组134传输至固态存储器132。在一些实现方式中，可以通过标记特定数据或提供针对将要从磁盘组134传输至固态存储器132数据的LBA的范围，由主机101指定频繁存取或高优先级数据。DSD 106可以迁移频繁存取的数据，诸如例如将具体字处理文件迁移至固态存储器132，以减少磁盘组134需要被起转以存取这种数据的次数并降低主机101存取该数据的延迟。可以将诸如例如操作系统文件这样的高优选级数据从磁盘组134传输至固态存储器132，以便在固态存储器132中提供高优先级数据的更快存取。
如以下所述，数据在固态存储器132和磁盘组134之间的传输能够与在磁盘组134上执行的其它操作相穿插，以减少磁盘组134需要被起转的次数(即，旋转周期的数量)并减少磁盘组134的总旋转时间。旋转周期数量方面和总旋转时间方面的这种减少能够导致功率消耗的减少和DSD 106可靠性的提高。此外，当数据被存储在固态存储器132而不是磁盘组134中时，DSD 106的整体性能够通过减少在存取针对随机读取的数据方面的延迟进行提高。
图2根据一个实施方式描述了能够在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据时使用的示例操作活动量202。操作活动量202表示等待在磁盘组134上执行的若干命令的命令队列深度。这种命令能够包括从主机101接收的诸如读取命令或写入命令这样的若干主机命令。操作活动量202还可以包括DSD 106的诸如用于磁盘组134上的定期维护操作这样的额外的内部命令。
如图2所述，操作活动量202始于在0秒处排队的5个命令，以及增加至在3秒处排队的7个命令。在操作活动中的这个初始增加的部分能够归因于磁盘组134正被起转至操作速度。
在图2的示例中，在5个命令的队列深度处的目标量204充当为目标操作活动量，使得当操作活动量202降到目标量204以下时，在磁盘组134和固态存储器132之间传输数据，以利用已经旋转的磁盘组134执行其它操作。可以基于相对高执行量或执行限制通过控制器120设置用于在磁盘组134上执行特定操作的目标量204，该特定操作是诸如用于在磁盘组134上执行读取操作或写入操作。
通过在磁盘组134已经在旋转时传输数据(例如，用于来自主机的一个或更多个服务命令)，通常能够通过减少磁盘组134单独起转的需求以在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据来节省功率。此外，通过将传输数据与其它操作穿插通常能够提高有关IOPS的执行效率，以在更短时间段期间完成更多操作。
如图2所示，操作活动量202和目标量204之间的交叉影线区域指示了用于数据在固态存储器132和磁盘组134之间传输的可用容量。当将操作活动量202与在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据一起考虑时，能够基于操作活动量202的变化将数据的传输定时，使得总队列深度达到目标量204。
当操作活动量202降到目标量204以下时，控制器120在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据。传输活动的出现通常对应于图2中的操作活动量202和目标量204之间的交叉影线区域。当操作活动量202超过目标量204(诸如在大约8秒处)时，控制器120停止在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据，直到操作活动量202再次降到目标量204以下为止。
在其它实施方式中，当操作活动量202升至目标量204以上时，控制器120可以继续在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据。在这种实施方式中，当操作活动量202比目标量204大时，控制器120可以设置基线传输速率，并且然后当操作活动量202降到目标量204以下时，增加传输速率。
在图2的实施方式中，能够基于操作活动量202设置在给定时间处将要传输的数据量，以便达到目标量204。在一些实现方式中，还基于存储在固态存储器132中的缓存数据20的量设置在给定时间处被传输的数据量。例如，当缓存数据20的量接近固态存储器132中的高量时(诸如，在高量10％之内)，可以传输更多数据。在其它实现方式中，如果缓存数据20的量已经到达临界量(诸如，在高量限制的2％中)，则数据的传输甚至可以延迟对应于操作活动量202的操作的执行。还可以在缓存数据20接近低量限制时减少数据传输的量。
在一些实施方式中，目标量可以被调整(例如，动态调整)为不同的活动量。例如，如果需要在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据变得更为紧迫，则目标量204可以被向上调整至目标量208。可以导致调整目标量的因素能够包括固态存储器132的可用容量、存储在固态存储器132中的脏数据的数量或存储在固态存储器132中的脏数据的寿命。在一个示例中，如果将要从固态存储器132传输至磁盘组134的数据的数量超过数据的阈值数量，则可以增加目标量。如果将要从磁盘组134传输至固态存储器132的数据数量超过阈值，或如果在两个方向上的将要传输的数据的总数量超过阈值，则也可以增加目标量。
能够部分基于对应于操作活动量202的操作做出选择哪些数据进行传输。例如，控制器120可以基于旋转位置优化(RPO)算法选择特定数据以传输，使得减少HSA136的运动。在一个这种示例中，控制器120可以识别针对对应于操作活动量202的操作进行传输的数据的具体部分，该数据的具体部分具有在向磁盘组134写入或从磁盘组134读取的数据附近寻址的逻辑地址(例如，LBA)。
在其它示例中，控制器120可以在逻辑地址的范围中识别利用逻辑地址来寻址的脏数据，当磁盘维护活动的部分影响操作活动量202时，该逻辑地址在磁盘组134中被刷新(refreshed)。当刷新逻辑块地址的范围而不是使用来自磁盘组134的可能废弃的数据时，这能够允许将要向磁盘组134写入的更新的脏数据。类似地，控制器120可以在与影响操作活动量202的碎片收集或碎片整理过程有关的逻辑地址的范围中识别脏数据。
在图2中，当DSD 106完成执行磁盘组134初始起转以执行的一个或更多个操作时，操作活动量202在12秒处达到零的命令深度。另一方面，当在固态存储器132和磁盘组134之间将已经通过控制器识别的用于迁移的全部数据传输时，在固态存储器132和磁盘组134之间的数据传输继续通过12秒直到在14秒处停止为止。在12秒和14秒之间的用于传输数据的额外时间能够用于，例如，进一步将存储在固态存储器132中的脏数据的量减小在特定量以下。
在一些实现方式中，控制器120维持功率节省计时器以在从主机101接收最后读取或写入命令的特定时间量之后触发DSD 106的功率节省动作。在这种实现方式中，完成数据的传输不延长功率节省计时器。换言之，如果不用于数据在固态存储器132和磁盘组134之间的传输，则磁盘组134可以在14秒处进入功率节省状态，而不需要等待功率节省计时器的终止，该功率节省计时器可能在14秒之前以其它方式终止。功率节省动作可以包括将HSA136从磁盘组134移走(即，停驻HSA 136)以及减少磁盘组134的角速度。
图3根据一个实施方式描述在图2中示出的时间段上与由HSA136在磁盘组134上执行的若干每秒输入/输出操作(IOPS)有关的执行曲线302。在图3的示例中，在300IOPS处的执行量304粗糙地对应于操作活动量202和传输活动达到初始起转磁盘组134之后的目标量204的时候。就此而言，执行量304能够对应于用于DSD 106在磁盘组134上执行读取或写入操作方面的相对高的执行量。
如图3所述，执行曲线302在初始起转期间增加直到其到达3秒之后的执行量304为止。尽管图2中的操作活动量202在4秒和6秒之间降低，但执行曲线302在这个期间保持在执行量304附近，其中将传输活动添加至操作活动量202。当操作活动量202在图2中大约9秒之后降低时，执行曲线302还保持升高。
如上所述，通过将数据传输与其它操作相穿插，通常能够增加DSD 106的执行效率以在较短的时间段期间完成更多操作。
图4是根据一个实施方式例示用于磁盘组134的等待操作的不同队列的图示。图4的队列可以通过控制器120在易失性存储器140中进行维持。如图4所述，队列402、404、406和408中的每个包括特定类型的等待操作。例如，队列可以被用作RPO算法的部分，其中基于它们的在磁盘介质上的目标物理位置从这些队列中选择等待操作。
队列402是用于等待操作的队列，以服务从主机101接收的主机命令(例如，HC1、HC2和HC3)。排列在队列402中的等待操作能够包括例如，用于从DSD 106存取数据的读取命令或用于在DSD 106中存储数据的写入命令。在一些实施方式中，排列在队列402中的主机命令能够构成操作活动量，诸如图2中的操作活动量202。在其它实施方式中，DSD 106可以维持操作的针对主机读取命令和主机写入命令的单独队列。
队列404是用于等待数据从磁盘组134传输至固态存储器132(即，数据读取迁移)操作的队列，诸如DRM1和DRM2。这种数据读取迁移能够是用于磁盘组134上的频繁地存取的数据，或者是针对冗余存储在磁盘组134和固态存储器132二者中的高优先级数据。
队列406是用于等待数据从固态存储器132传输至磁盘组134(即，数据写入迁移)操作的队列，诸如DWM1、DWM2、DWM3和DWM4。例如，这种数据写入迁移能够包括将脏数据的各部分在延时写入之后传输至磁盘组134。
队列408是用于等待将要被执行在磁盘组134上的维护操作的队列，诸如M1。这种维护操作能够包括针对逻辑地址的具体范围的碎片收集、碎片整理以及在磁盘组134中刷新数据。
在图4的实施方式中，控制器120基于针对在队列的至少一个中的等待操作的预定服务质量对队列402、404、406和408之中的等待操作的执行排序。例如，控制器120可以设置针对队列402中的主机命令操作的预定执行速率，以提供服务来自主机101的命令的具体服务质量。在图4中通过控制器120设置队列402的预定执行速率，使得通过DSD 106执行的每5个操作中的2个是来自队列402。此外，为队列404和406设置预定执行速率，使得通过DSD106执行的每5个操作中的1个是来自队列404和406中的每个。控制器120按照在图4中示出的顺序对队列402、404、406和408中的操作排序，其中HC1将被首先执行，M1将被最后地执行。在一个实施方式中，这些选择因素可以集成在RPO算法中或用于代替RPO算法。
控制器120还可以基于用于调整目标量的上述讨论的考虑改变从队列选择的操作的预定速率和/或改变操作的排序。换言之，预定速率和/或排序可以基于将要从磁盘组134传输至固态存储器132的数据的数量、固态存储器132的可用容量、存储在固态存储器132中的脏数据的数量和存储在固态存储器132中的脏数据的寿命中的至少一个进行改变。再次，这些选择因素可以集成在RPO算法中或用于代替RPO算法。
图5是根据一个实施方式针对能够通过控制器120执行的数据迁移的流程图。在框500中，控制器120控制SM 138来旋转磁盘组134，以执行至少一个操作，该操作能够包括例如，读取操作、写入操作或诸如碎片收集、碎片整理和磁盘组134中的数据刷新这样的磁盘维护操作。
在框502中，控制器120可以可选地调整操作活动的目标量，诸如图3中的从目标量204至目标量208。在目标量中的调整能够是基于将要从磁盘组134传输至固态存储器132的数据的数量、固态存储器132的可用容量、脏数据的数量和脏数据的寿命中的至少一个。
在框504中，控制器120确定磁盘组134中执行来自框500的至少一个操作方面的操作活动量。如上所述，操作活动量能够包括排队用于在磁盘组134上执行的若干命令，诸如在图4的队列402中排队的若干主机命令。
在框506中，控制器120确定操作活动量是否比目标量大。如果是，则过程返回至框504以确定更新的操作活动量，并且在框506中将更新的操作活动量与目标量进行比较。
如果操作活动量不比目标量大，则控制器120在框508中设置将要在固态存储器132和磁盘组134之间传输的数据的数量。更详细地，数据的数量基于目标量和当前操作活动量之间的不同进行设置。除了当前操作活动量之外，将要传输的数据量还可以基于存储在固态存储器132中的脏数据的数量进行设置。随着脏数据的数量增加，能够增加将要传输的脏数据数量。在一个实现方式中，如果脏数据的数量已经超出高量限制，则可以延迟其它操作(诸如框500的至少一个操作)的执行。
在框510中，控制器120识别将要在固态存储器132和磁盘组134之间传输的数据的各部分。数据的识别能够包括比较针对数据的逻辑地址(例如，LBA)和磁盘组134上执行的其它操作包含的数据的逻辑地址。例如，控制器120可以基于RPO算法识别数据的逻辑地址或者将数据的逻辑地址与通过控制器120确定的逻辑地址的范围进行比较用于磁盘维护操作。
在框512中，控制器120在固态存储器132和磁盘组134之间传输在框510中识别的数据。控制器120在框514中检测是否存在更多数据将要传输。这能够含有例如确定是否在队列404或406中的任一队列仍存在更多数据传输操作。控制器120还可以考虑是否存在需要在磁盘组134上被执行的其它操作，使得磁盘组134将继续旋转。在这种示例中，虽然已经执行排列在队列404和406中的先前数据传输操作，但是控制器120可以在框514中确定更多数据应该被传输。然后，控制器120可以在选择将要传输更多数据方面考虑存储在固态存储器132中的缓存数据20的数量。然而，控制器120可以在框514中确定脏数据的数量已经达到低量限制，以及数据的传输应该停止即使磁盘组134将继续旋转以执行其它操作。
如果控制器120在框514中确定存在将要传输的更多数据，则将过程返回至框502以可选地调整目标量，并且在框504中确定当前操作活动量。
如果在框514中确定不存在将要传输的更多数据，则图5的数据迁移过程在框516中结束。在一些情况中，可以在完成数据的传输之前已经完成框500的至少一个操作。在这个情况中，数据迁移过程不将任何额外时间增加至用于触发诸如停转磁盘组134或停驻HSA136的功率节省动作的任何功率节省计时器。
通过将迁移数据与其它操作相穿插，通常可能的是通过避免将磁盘单独地起转以在固态存储器132和磁盘组134之间传输数据来减少总旋转时间并节约功率。此外，协调数据传输和其它磁盘操作以达到目标操作活动量通常能够提高DSD 106的执行效率。
本领域的技术人员将理解，在结合本文中公开的示例描述的各种例示性逻辑框、模块和过程可以被实现为电子硬件、计算机软件、或二者的组合。此外，上述过程能够被实施在计算机可读取介质上，该计算机可读介质导致处理器或计算机执行或实行确定功能。
为了清晰地例示硬件和软件的可交换性，上面已经按照它们的功能性总体地描述各种例示性组件、框、和模块。这种功能被实现为硬件或被实现为软件取决于具体应用和施加在整体系统上的设计约束。本领域普通技术人员可以以针对每个具体应用的各种方式来实现所描述的功能，但是这种实施决策不应该被解释为导致脱离本发明的范围。
结合本文中所描述的示例描述的各种例示逻辑块、单元、模块和控制器可以利用下述部件实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或设计以执行本文中描述的功能的它们的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可选择地，处理器可以是任何常见处理器、控制器、微处理器或状态机。处理器还可以被实现为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP芯结合的一个或更多个微处理器、或任何其它这种配置。
与本文中公开的示例相结合描述的方法或过程的活动可以被直接地实施在硬件中、在通过处理器执行的软件模块中、或在二者的组合中。方法或算法的步骤还可以在与示例中提供的那些顺序不同的替代顺序执行。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除介质、光学介质或已知现有技术的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合至处理器，使得处理器能够从存储介质读取信息，并且向存储介质写入信息。可替代地，存储介质可以被集成至处理器。处理器和存储介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)中。
提供本公开示例实施方式的上述描述以使本领域普通技术人员能够制作或使用本公开的实施方式。用于这些示例的各种修改对本领域普通技术人员将容易地理解，并且在不偏离本公开的精神或范围的情况下，本文中公开的原理可以适用于其它示例。所描述的实施方式在所有方面将被视为仅作为示例性而非限制性的，并且因此通过以下权利要求而不是通过上述描述指出本公开的范围。落入权利要求的等效含义和范围中的所有改变包含在其范围内。

Claims (22)

1.一种数据存储装置即DSD，包括：
磁盘，所述磁盘用于存储数据；
主轴马达，所述主轴马达用于旋转所述磁盘；
固态存储器，所述固态存储器用于存储数据；以及
控制器，所述控制器被配置为：
控制所述主轴马达来旋转所述磁盘，以在所述磁盘上执行至少一个操作，其中所述操作活动量表示排队用于在所述磁盘上执行的若干命令；
确定执行所述至少一个操作的操作活动量；
确定所述操作活动量是否比命令的目标量大；以及
如果确定所述操作活动量不比所述目标量大，则在所述磁盘旋转时，在所述固态存储器和所述磁盘之间传输数据。
2.根据权利要求1的所述DSD，其中，所述控制器进一步被配置为基于在所述磁盘上执行操作的执行限制来设置所述目标量。
3.根据权利要求1的所述DSD，其中，在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据包括：从所述固态存储器传输至所述磁盘的脏数据，所述脏数据包括针对逻辑地址最近写入的并且通过针对所述逻辑地址向所述磁盘写入所述脏数据，能够被用于更新所述磁盘的数据。
4.根据权利要求1的所述DSD，其中，在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据包括：频繁存取数据和从所述磁盘传输至所述固态存储器的高优先级数据中的至少一个。
5.根据权利要求1的所述DSD，其中，所述控制器进一步被配置为设置将要在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据的数量，以在传输所述数据时达到所述目标量。
6.根据权利要求1的所述DSD，其中，所述控制器进一步被配置为基于将要在所述磁盘和所述固态存储器之间传输的数据的数量、所述固态存储器的可用容量、存储在所述固态存储器中的脏数据的数量以及存储在所述固态存储器中的脏数据的寿命中的至少一个来调整所述目标量，其中，所述脏数据包括针对逻辑地址最近写入的并且针对所述逻辑地址通过将所述脏数据写入所述磁盘能够被用于更新所述磁盘的数据。
7.根据权利要求1的所述DSD，其中，所述控制器进一步被配置为基于执行所述至少一个操作中包含的数据寻址来选择在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据。
8.根据权利要求1的所述DSD，进一步包括：用于在所述磁盘上读取和写入数据的磁头，其中，所述控制器进一步被配置为选择在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据，以便减少所述磁头相对于所述磁盘的运动。
9.根据权利要求1的所述DSD，其中，所述至少一个操作包括在所述磁盘上的数据维护操作，并且所述控制器进一步被配置为：
确定在所述磁盘上执行的数据维护操作的逻辑地址的范围；以及
选择在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据，以便利用逻辑地址的范围中的逻辑地址对所选择的数据进行寻址。
10.根据权利要求1的所述DSD，其中，所述控制器进一步被配置为维持用于进入DSD的低功率状态的计时器，并且其中，数据在所述固态存储器和所述磁盘之间的传输不延迟所述计时器进入所述低功率状态，使得如果计时器在数据在所述固态存储器和所述磁盘之间传输时终止，则DSD在完成在所述固态存储器和所述磁盘之间数据传输后进入低功率状态。
11.根据权利要求1的所述DSD，其中，所述控制器进一步被配置为：
维持通过所述DSD执行的等待操作的第一队列；
维持通过所述DSD执行的等待操作的第二队列；以及
基于预定的服务质量，将所述第一队列中的等待操作和所述第二队列中的等待操作的执行进行排序，以执行所述第一队列和所述第二队列的至少一个中的等待操作；
其中，所述第一队列中的等待操作包括等待的在所述固态存储器和所述磁盘之间的数据传输操作、等待的针对所述磁盘的维护操作或等待的针对从与所述DSD通信的主机接收的主机命令的主机命令操作。
12.一种用于在数据存储装置即DSD中迁移数据的方法，所述方法包括以下步骤：
控制所述DSD的主轴马达来旋转所述DSD的磁盘，以在所述磁盘上执行至少一个操作；
确定执行所述至少一个操作的操作活动量，其中所述操作活动量表示排队用于在所述磁盘上执行的若干命令；
确定所述操作活动量是否比命令的目标量大；以及
如果确定所述操作活动量不比所述目标量大，则在所述磁盘旋转时，在所述DSD的固态存储器和所述磁盘之间传输数据。
13.根据权利要求12的所述方法，进一步包括基于在所述磁盘上执行操作的执行限制来设置所述目标量。
14.根据权利要求12的所述方法，其中，在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据包括：从所述固态存储器传输至所述磁盘的脏数据，所述脏数据包括针对逻辑地址最近写入的并且针对所述逻辑地址通过向所述磁盘写入所述脏数据能够被用于更新所述磁盘的数据。
15.根据权利要求12的所述方法，其中，在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据包括：频繁存取数据和从所述磁盘传输至所述固态存储器的高优先级数据中的至少一个。
16.根据权利要求12的所述方法，进一步包括设置将要在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据的数量，以在传输所述数据时达到所述目标量。
17.根据权利要求12的所述方法，其进一步包括基于将要在所述磁盘和所述固态存储器之间传输的数据的数量、所述固态存储器的可用容量、存储在所述固态存储器中的脏数据的数量以及存储在所述固态存储器中的脏数据的寿命中的至少一个来调整所述目标量，其中，所述脏数据包括针对逻辑地址最近写入的并且针对所述逻辑地址通过将所述脏数据写入所述磁盘能够被用于更新所述磁盘的数据。
18.根据权利要求12的所述方法，进一步包括基于在执行至少一个操作中包含的数据寻址来选择在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据。
19.根据权利要求12的所述方法，进一步包括选择在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据，以便减少磁头相对于所述磁盘的运动，其中，所述磁头被配置为在所述磁盘上读取和写入数据。
20.根据权利要求12的所述方法，其中，所述至少一个操作包括在所述磁盘上的数据维护操作，并且其中所述方法进一步包括：
确定在所述磁盘上执行数据维护操作的逻辑地址的范围；以及
选择在所述固态存储器和所述磁盘之间传输的数据，以便利用在逻辑地址的范围中的逻辑地址对所选择的数据进行寻址。
21.根据权利要求12的所述方法，进一步包括：维持用于进入DSD的低功率状态的计时器，其中，数据在所述固态存储器和所述磁盘之间的传输不延迟所述计时器进入所述低功率状态，使得如果计时器在数据在所述固态存储器和所述磁盘之间传输时终止，则DSD在完成在所述固态存储器和所述磁盘之间的数据传输后进入低功率状态。
22.根据权利要求12的所述方法，其中，所述方法进一步包括：
维持用于通过所述DSD执行的等待操作的第一队列；
维持用于通过所述DSD执行的等待操作的第二队列；以及
基于预定的服务质量，将所述第一队列中的等待操作和所述第二队列中的等待操作的执行进行排序，用于执行所述第一队列和所述第二队列中的至少一个中的等待操作；
其中，所述第一队列中的等待操作包括等待的在所述固态存储器和所述磁盘之间的数据传输操作、等待的针对所述磁盘的维护操作或等待的针对从与所述DSD通信的主机接收的主机命令的接收的主机命令操作。
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