CN106293493A - 固态硬盘模块动态储存转换层的方法 - Google Patents
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Abstract
一种固态硬盘模块动态储存转换层的方法,在固态硬盘模块预先设定分享存储器,接收指令进行存取数据,检测固态硬盘的闪存转换层的转换时间,检查闪存转换层的转换时间大于预设值,固态硬盘模块启动动态储存转换层的机制,转移储存固态硬盘的闪存转换层至分享存储器,以提高存取效率。
Description
技术领域
本发明有关一种固态硬盘模块,尤其关于固态硬盘模块根据模块中各固态硬盘管理逻辑实体对照表的转换层的效率,动态选择储存转换层位置的方法。
背景技术
固态硬盘(Solid State Drive,简称SSD)是由与非门闪存阵列(NAND FlashMemory Array)整合成为单一的储存装置。因闪存具有抹除次数限制,数据需分散储存,并利用闪存转换层(Flash Translation Layer,简称FTL),建立数据的逻辑地址与实体地址的对照表,管理数据的逻辑地址与实际储存在闪存的实体地址的关系,以利存取数据。而固态硬盘模块(Solid State Drive Module)是将数个固态硬盘组合而成,以增加储存容量。
如图1所示,为现有技术电子装置储存系统1。现有技术电子装置例如计算机、手机等,在主机2设中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)3,配合动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory,简称DRAM)4发出存取数据的逻辑地址至传输接口5输出,固态硬盘模块6利用主机总线转接器(Host Bus Adaptor,简称HBA)7连接在传输接口5,处理接收主机2的存取数据的逻辑地址。主机总线转接器7处理后再传输至多口连接端口(PortMultiplier)8,由多口连接端口8派发至连接的多个固态硬盘9、10、11。由各固态硬盘9、10、11的控制器12、13、14配合缓冲存储器15、16接收处理,再到各固态硬盘9、10、11中的闪存阵列17、18、19相对逻辑地址的实体地址存取数据,将数据储存至主机2的动态随机存储器4,供主机2备用。
各固态硬盘9、10、11为了管理数据的逻辑地址与实际储存在闪存阵列17、18、19的实体地址的关系,各固态硬盘9、10、11在启动时,各自读取闪存阵列17、18、19中各数据区块的管理数据,形成数据的逻辑地址与实体地址的逻辑实体对照表,建立闪存转换层,以储存及管理逻辑实体对照表。而建立闪存转换层的位置,在各固态硬盘初始化时,已由储存在各自闪存阵列中的固件,预先设定建立在缓冲存储器或闪存阵列,无法再行变动。
现有技术固态硬盘根据缓冲存储器的容量,通常设定下列几种建立闪存转换层位置的模式:第一种模式如SSD1固态硬盘9所示,建立闪存转换层时,比较缓冲存储器15储存逻辑实体对照表的预设容量不小于逻辑实体对照表的预估容量,将闪存转换层的建立位置20全部设在缓冲存储器15,选择设定全储存模式(Full L2P Table Mapping Method)。第二种模式如SSD2固态硬盘10所示,比较缓冲存储器16储存逻辑实体对照表的预设容量小于逻辑实体对照表的预估容量,将闪存转换层的建立位置21,部分设在缓冲存储器16,而不足的部分另建立在闪存阵列18,选择设定部分储存模式(PartialL2P Table Mapping Method)。第三种模式如SSD3固态硬盘11所示,未设缓冲存储器,需将闪存转换层的建立位置22全设在闪存阵列19,选择设定闪存储存模式(Flash Array L2P Table Mapping Method)。
因动态随机存储器(DRAM)较闪存(Flash)的存取速度约快10倍,而缓冲存储器15、16属于DRAM的型态,存取速度较闪存阵列17、18、19快。由于固态硬盘模块6考虑闪存寿命,数据需分散储存,如固态硬盘模块6中的各固态硬盘均为全储存模式,闪存转换层均设定全建立在缓冲存储器,闪存转换层传输速度快,数据存取速度在各固态硬盘约相等,数据备齐不需相互等待过久,数据存取效率最高。
然而,现有技术固态硬盘模块6中的各固态硬盘,设定闪存转换层的储存模式不一。尤其是可弹性扩充的固态硬盘模块6,前后期增加的固态硬盘,储存模式更难一致。如同一文档数据分散储存在不同储存模式的SSD1固态硬盘9、SSD2固态硬盘10及SSD3固态硬盘11,全储存模式的SSD1固态硬盘9将最快完成数据存取,部分储存模式的SSD2固态硬盘10需多花约5倍时间完成数据存取,而闪存储存模式的SSD3固态硬盘11将多花约10倍时间才能完成数据存取,使得主机需等待最慢的SSD3固态硬盘11完成存取后,才能齐备整体数据加以使用,无形中降低固态硬盘模块6的整体存取效率。因此,固态硬盘模块在储存转换层的方法上,仍有问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的提供一种固态硬盘模块动态储存转换层的方法,在固态硬盘模块中设定一分享存储器,提供无法设定全储存模式的固态硬盘,将闪存转换层储存在分享存储器,以提高存取效率。
本发明的另一目的提供一种固态硬盘模块动态储存转换层的方法,检查闪存转换层转换效率较低的固态硬盘,动态储存闪存转换层至分享存储器,以提高存取速度。
为了达到前述发明的目的,本发明固态硬盘模块及其动态储存转换层的方法,在固态硬盘模块预先设定DRAM型态的分享存储器,接收指令进行存取数据,检测固态硬盘的闪存转换层的转换时间,检查闪存转换层的转换时间大于预设值,为部分储存模式或闪存储存模式的固态硬盘,固态硬盘模块启动动态储存转换层的机制,转移储存固态硬盘的闪存转换层至分享存储器。转换时间不大于预设值的固态硬盘,为全储存模式的固态硬盘,不进行调整固态硬盘闪存转换层的储存位置,继续进行数据存取。
本发明在固态硬盘模块设主机总线转接器处理接收存取数据的指令,处理后再传输至多口连接端口派发至固态硬盘,主机总线转接器增设一分享存储器。固态硬盘模块亦可预先设置较大记忆容量固态硬盘作为主固态硬盘,并设定主固态硬盘的缓冲存储器为分享存储器。
本发明在转移储存闪存转换层时,将设在固态硬盘的闪存阵列的部分,转移储存至分享存储器。或可将闪存转换层设在固态硬盘的闪存阵列的部分,及设在固态硬盘的缓冲存储器部分,全部转移储存至分享存储器。
附图说明
图1为现有技术电子装置储存系统的功能方块图。
图2为本发明第一实施例固态硬盘模块的功能方块图。
图3为本发明第二实施例固态硬盘模块的功能方块图。
图4为本发明第三实施例固态硬盘模块的功能方块图。
图5为本发明固态硬盘模块动态储存转换层方法的流程图。
附图标记说明
30,50 固态硬盘模块
31 主机总线转接器
32 多口连接端口
33,34,35 固态硬盘
36,51 分享存储器
37,38,39 控制器
40,41,42 闪存阵列
43,44 缓冲存储器
45,46,47 闪存转换层储存位置
具体实施方式
有关本发明为达成上述目的,所采用的技术手段及其功效,兹举较佳实施例,并配合附图加以说明如下。
请参阅图2,为本发明第一实施例固态硬盘模块的功能方块图。固态硬盘模块30包含主机总线转接器(HBA)31、多口连接端口32、多个固态硬盘33、34、35及分享存储器36等。其中固态硬盘模块30设主机总线转接器31连接至主机,用以处理接收主机的存取数据。多口连接端口32连接在主机总线转接器31后,并具有多个连接端口供至少一个固态硬盘连接,本实施例举例连接SSD1固态硬盘33、SSD2固态硬盘34及SSD3固态硬盘35等三个固态硬盘。多口连接端口32接收主机总线转接器31处理后的存取数据,再派发至连接的多个固态硬盘33、34、35。固态硬盘模块30另增设一分享存储器36,连接至主机总线转接器31,分享存储器36属于DRAM的型态,供多口连接端口32连接的固态硬盘动态储存闪存转换层。多个固态硬盘33、34、35内各设有控制器37、38、39,闪存阵列40、41、42及缓冲存储器43、44。由各控制器37、38、39根据多口连接端口32派发的存取数据,配合缓冲存储器43、44到各固态硬盘33、34、35中的闪存阵列40、41、42相对逻辑地址的实体地址存取数据,将数据存取至主机,供主机备用。
各固态硬盘33、34、35为了管理各自数据的逻辑地址与实际储存在闪存阵列40、41、42的实体地址的关系,在固态硬盘模块30启动时,固态硬盘33、34、35各自读取闪存阵列40、41、42中各数据区块的管理数据,形成数据的逻辑地址与实体地址的逻辑实体对照表,并根据各固态硬盘33、34、35原预先设定的位置,建立闪存转换层,以储存及管理逻辑实体对照表。例如SSD1固态硬盘33比较缓冲存储器43储存逻辑实体对照表的预设容量不小于逻辑实体对照表的预估容量,原设定全储存模式,将闪存转换层全部设在缓冲存储器43。SSD2固态硬盘34比较缓冲存储器44储存逻辑实体对照表的预设容量小于逻辑实体对照表的预估容量,原设定部分储存模式,将闪存转换层部分设在缓冲存储器44,而不足的部分另建立在闪存阵列41。而SSD3固态硬盘35未设缓冲存储器,原设定闪存储存模式,将闪存转换层全设在闪存阵列42。
因属于DRAM的型态的缓冲存储器43、44,较闪存阵列40、41、42的存取速度约快10倍。当固态硬盘模块30的多口连接端口32派发主机总线转接器31处理的资料至连接的多个固态硬盘33、34、35时,由各自的控制器37、38、39控制各自的闪存转换层,利用逻辑实体对照表转换数据逻辑地址,至储存闪存的实体地址存取数据。其间利用检测固态硬盘33、34、35的闪存转换层转换效率,SSD1固态硬盘33将闪存转换层全设在缓冲存储器43,检测到的闪存转换层转换效率最佳,而SSD2固态硬盘34及SSD3固态硬盘35,将闪存转换层全部或部分设在闪存阵列,检测到的闪存转换层转换效率不彰。
对于闪存转换层转换效率佳,转换时间小于预设值的SSD1固态硬盘33,为全储存模式的固态硬盘,固态硬盘模块30不启动动态储存转换层的机制,不进行调整闪存转换层的储存位置45,仍全设在缓冲存储器43。但针对闪存转换层转换效率不彰,转换时间大于预设值的SSD2固态硬盘34及SSD3固态硬盘35,为部分储存模式及闪存储存模式的固态硬盘,固态硬盘模块30将启动动态储存转换层的机制,进行调整SSD2固态硬盘34的闪存转换层的储存位置46,将原设在闪存阵列41的部分,移设至分享存储器36,并调整SSD3固态硬盘35的闪存转换层的储存位置47,将原设在闪存阵列42的闪存转换层,移设至分享存储器36。使所有的闪存转换层均储存在DRAM的型态的缓冲存储器43、44及分享存储器36,维持高存取速度,以提高闪存转换层的转换效率。
因此,本发明第一实施例固态硬盘模块30,在弹性扩充容量时,对于新增的固态硬盘,可经由检测闪存转换层转换效率,将转换效率不佳的固态硬盘,进行闪存转换层动态储存的调整,使闪存转换层储存在DRAM的型态的分享存储器36,提高转换效率,以维持固态硬盘模块30整体存取效率。
如图3所示,为本发明第二实施例固态硬盘模块的功能方块图。本实施例的基本架构与前述本发明第一实施例固态硬盘模块相同,先予叙明本实施例相同的构件沿用第一实施例固态硬盘模块的件号。本实施例与第一实施例固态硬盘模块不同处在于,第一实施例固态硬盘模块在动态储存转换层时,将固态硬盘的闪存转换层原储存在闪存阵列的部分,移储存至分享存储器,而本实施例固态硬盘模块30在动态储存转换层时,针对设置分享存储器36的记忆容量较大时,对闪存转换层转换效率不彰的SSD2固态硬盘34及SSD3固态硬盘35,将SSD2固态硬盘34的闪存转换层的储存位置46,原部分设在缓冲存储器44及部分设在闪存阵列41,全部移设至分享存储器36。将SSD3固态硬盘35的闪存转换层的储存位置47,原设在闪存阵列42,也全部移设至分享存储器36,以提高固态硬盘模块30整体存取效率。
如图4所示,为本发明第三实施例固态硬盘模块的功能方块图。本实施例的基本架构与前述本发明第一实施例固态硬盘模块相同,先予叙明本实施例相同的构件沿用第一实施例固态硬盘模块的件号。本实施例与第一实施例固态硬盘模块不同处在于,本实施例固态硬盘模块50未另设分享存储器,而是在固态硬盘模块50中直接设定固态硬盘较大容量的缓冲存储器,作为固态硬盘模块50的分享存储器。本实施例举例说明,将SSD1固态硬盘33的缓冲存储器43设置较大记忆容量,作为主固态硬盘(Master SSD),预先设定为固态硬盘模块50的分享存储器51,固态硬盘模块50在动态储存转换层时,缓冲存储器43除储存SSD1固态硬盘33的闪存转换层外,对闪存转换层转换效率不彰的SSD2固态硬盘34及SSD3固态硬盘35,将SSD2固态硬盘34原部分设在闪存阵列41的闪存转换层,移设至分享存储器51。将SSD3固态硬盘35的闪存转换层,原设在闪存阵列42,也全部移设至分享存储器51,同样可达到本发明提高固态硬盘模块50整体存取效率的目的。
如图5所示,为本发明固态硬盘模块动态储存转换层方法的流程。本发明固态硬盘模块动态储存转换层方法的详细步骤说明如下:首先在步骤S1,固态硬盘模块预先设定分享存储器,分享存储器可为增设或固态硬盘的缓冲存储器;在步骤S2,接收主机指令,进行存取数据。在步骤S3,检测固态硬盘的闪存转换层的转换时间;步骤S4,检查闪存转换层的转换时间是否大于预设值?假如转换时间不大于预设值,则进入步骤S5,不进行调整闪存转换层的储存位置,继续进行数据存取。假如转换时间大于预设值,则进入步骤S6,固态硬盘模块启动动态储存转换层的机制,在步骤S7,将固态硬盘的闪存转换层,转移储存至分享存储器。然后进入步骤S8,继续进行数据存取。
由前述说明,本发明固态硬盘模块动态储存转换层的方法,就可在固态硬盘模块中设定一分享存储器,并藉由检测闪存转换层转换效率较低的固态硬盘,启动动态储存闪存转换层,对效率较低的固态硬盘的闪存转换层,转移储存至DRAM型态的分享存储器,达到提高固态硬盘模块整体存取效率的目的。
以上所述,仅为用以方便说明本发明的较佳实施例,本发明的范围不限于该较佳实施例,凡依本发明所做的任何变更,在不脱离本发明之精神下,都属本发明权利要求的范围。
Claims (11)
1.一种固态硬盘模块动态储存转换层的方法,该固态硬盘模块包含至少一固态硬盘,其步骤包含:
在固态硬盘模块预先设定分享存储器;
接收指令进行存取数据;
检测固态硬盘的闪存转换层的转换时间;
检查闪存转换层的转换时间大于预设值;
固态硬盘模块启动动态储存转换层的机制;
转移储存固态硬盘的闪存转换层至分享存储器。
2.如权利要求1所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中该分享存储器为DRAM型态。
3.如权利要求2所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中该分享存储器增设在固态硬盘模块。
4.如权利要求3所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中该固态硬盘模块设主机总线转接器处理接收存取数据的指令,处理后再传输至多口连接端口派发至固态硬盘,该主机总线转接器增设一分享存储器。
5.如权利要求2所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中该固态硬盘模块预先设置较大记忆容量固态硬盘作为主固态硬盘。
6.如权利要求5所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中该固态硬盘模块设定主固态硬盘的缓冲存储器为分享存储器。
7.如权利要求1所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中检查闪存转换层的转换时间不大于预设值的固态硬盘,不进行调整固态硬盘闪存转换层的储存位置,继续进行数据存取。
8.如权利要求7所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中检查闪存转换层的转换时间大于预设值者为全储存模式的固态硬盘。
9.如权利要求1所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中检查闪存转换层的转换时间大于预设值者为部分储存模式或闪存储存模式的固态硬盘。
10.如权利要求1所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中转移储存闪存转换层时,将设在固态硬盘的闪存阵列的部分,转移储存至分享存储器。
11.如权利要求1所述的固态硬盘模块动态储存转换层的方法,其中转移储存闪存转换层时,将闪存转换层设在固态硬盘的闪存阵列的部分,及设在固态硬盘的缓冲存储器部分,全部转移储存至分享存储器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170104 |