CN108021512A - 一种固态硬盘映射管理方法及固态硬盘 - Google Patents

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    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/06—Addressing a physical block of locations, e.g. base addressing, module addressing, memory dedication
    • G06F12/0615—Address space extension
    • G06F12/0623—Address space extension for memory modules

Abstract

本发明公开了一种固态硬盘映射管理方法及固态硬盘，其特征在于固态硬盘控制器将用户写命令的一个数据块作为整体通过块映射表中的一个表项表项记录，一个数据块包括1页或2页以上的数据，写命令的同一数据块的数据写入NAND FLASH的连续存储空间中。构造基于数据块的映射表，映射表内记录对应数据块的起始逻辑地址、起始物理地址、数据块长度的映射信息，可在大数据块操作场景下，显著缩小映射表大小，较少片外DRAM需求，降低成本。

Description

一种固态硬盘映射管理方法及固态硬盘
技术领域
本发明涉及固态硬盘控制技术，特别涉及一种固态硬盘映射管理方法及固态硬盘。
背景技术
现有固态硬盘对于逻辑地址到物理地址的映射普遍采用基于物理页的页映射、基于物理块的块映射和基于以上两者的混合映射。页映射由于映射颗粒度小，会带来映射表过大的问题；块映射一定程度缩小了映射表大小，但其受限于颗粒特性；混合映射又带来响应延迟的问题。
图1是页映射下数据块写入过程示意图，传统的页映射对每个逻辑页(常见为4KB大小)进行逻辑地址到物理地址的映射管理。主机写命令下发后，会根据写命令说描述的数据大小进行4KB大小的切割，分散成若干个4KB大小的数据页，这些数据页依次顺序写入NAND flash中，页映射表记录每个数据页被写入的物理地址，形成逻辑地址到物理地址的映射关系。该映射管理方法使得映射表的大小变得很大，需要较大的片外DRAM进行支持。例如128GB SSD通常要配备一个128MB大小的DRAM来实现4KB颗粒度的页映射。这极大的增加了产品成本。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的是降低映射表的大小，进而降低对DRAM的占用。
为了解决以上问题本发明提出了一种固态硬盘映射管理方法，其特征在于固态硬盘控制器将用户写命令的一个数据块作为整体通过块映射表中的一个表项表项记录，一个数据块包括1页或2页以上的数据，写命令的同一数据块的数据写入NAND FLASH的连续存储空间中。
所述的固态硬盘映射管理方法，其特征在于所述块映射表的每个表项至少包括起始逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址。
所述的固态硬盘映射管理方法，其特征在于所述逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址以页为单位记录，在实际使用时分别乘上页大小获得各自对应的实际地址。
一种固态硬盘，其特征在于固态硬盘控制器采用块映射表管理逻辑地址与物理地址的映射关系，将用户写命令的一个数据块作为整体通过块映射表中的一个表项表项记录，一个数据块包括1页或2页以上的数据，写命令的同一数据块的数据写入NAND FLASH的连续存储空间中。
所述的固态硬盘，其特征在于所述块映射表的每个表项至少包括起始逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址。
所述的固态硬盘，其特征在于所述逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址以页为单位记录，在实际使用时分别乘上页大小获得各自对应的实际地址。
本发明的有益效果是：构造基于数据块的映射表，映射表内记录对应数据块的起始逻辑地址、起始物理地址、数据块长度的映射信息，可在大数据块操作场景下，显著缩小映射表大小，较少片外DRAM需求，降低成本。
附图说明
图1是页映射下数据块写入过程示意图；
图2是数据块映射表结构图；
图3是数据块映射下数据写入过程示意图；
图4是块数据映射下读请求地址获取示意图。
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。
对于一些特殊场景，比如用户的写命令都是大颗粒度的数据块，本专利提出一种基于数据块的映射方式，可以有效减小映射表大小，从而减少对片外DRAM的需求，降低成本。
图2是数据块映射表结构图，数据块映射表内的存储单元如图2所示，对于一个数据块，记录起始逻辑地址LPA、长度LEN和起始逻辑地址对应的物理地址PPA。
图3是数据块映射下数据写入过程示意图，当一个写命令下发后，仍然切割成若干个数据页，依次写入NAND flash，因为这些数据页逻辑地址连续且存储的物理地址也连续，所以，在数据块映射表中只需要记录一笔信息就可以描述整个写命令涉及的所有数据映射信息。
图4是块数据映射下读请求地址获取示意图，用户写入了逻辑地址(LPA)为0x100，大小为56KB(4KB*14)的数据，SSD内部实现时将这笔数据写在了物理地址(PPA)为0x0_0x1f_0x4的连续物理空间内，则数据块映射表内记录(LPA＝0x100,PPA＝0x0_0x1f_0x4,LEN＝0xe)的信息。后续有读LPA 0x102的请求，通过查询映射表，LPA 0x102所在的数据块记录为(LPA＝0x100,PPA＝0x0_0x1f_0x4,LEN＝0xe)，计算出偏移量为2(LPA0x102-0x100)，对应起始PPA 0x0_0x1f_0x4，进行2的物理地址偏移后，得到PPA 0x2_0x25_0x4，即可以得到LPA 0x102所在的PPA为0x2_0x25_0x4，读取即可。
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种固态硬盘映射管理方法，其特征在于固态硬盘控制器将用户写命令的一个数据块作为整体通过块映射表中的一个表项表项记录，一个数据块包括1页或2页以上的数据，写命令的同一数据块的数据写入NAND FLASH的连续存储空间中。
2.根据权利要求1所述的固态硬盘映射管理方法，其特征在于所述块映射表的每个表项至少包括起始逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址。
3.根据权利要求2所述的固态硬盘映射管理方法，其特征在于所述逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址以页为单位记录，在实际使用时分别乘上页大小获得各自对应的实际地址。
4.一种固态硬盘，其特征在于固态硬盘控制器采用块映射表管理逻辑地址与物理地址的映射关系，将用户写命令的一个数据块作为整体通过块映射表中的一个表项表项记录，一个数据块包括1页或2页以上的数据，写命令的同一数据块的数据写入NAND FLASH的连续存储空间中。
5.根据权利要求4所述的固态硬盘，其特征在于所述块映射表的每个表项至少包括起始逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址。
6.根据权利要求5所述的固态硬盘，其特征在于所述逻辑地址、长度和起始逻辑地址对应的物理地址以页为单位记录，在实际使用时分别乘上页大小获得各自对应的实际地址。
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