CN108255423B - 一种降低raid固态硬盘功耗的方法及raid固态硬盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低RAID固态硬盘功耗的方法，固态硬盘至少包括低功耗模式，其特征在于至少包括一个DRAM，固态硬盘被触发进入低功耗模式时，先将SRAM中需要保存的数据搬移到DRAM中，SRAM进入掉电模式，DRAM进入自刷新模式；恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将DRAM中的数据搬移至SRAM中。可有效解决低功耗要求以及RAID数据可靠性的问题。

Description

一种降低RAID固态硬盘功耗的方法及RAID固态硬盘
技术领域
本发明涉及固态硬盘控制技术，特别涉及一种降低RAID固态硬盘功耗的方法及RAID固态硬盘。
背景技术
RAID功能以冗余数据的方式增强数据的可靠性，固态硬盘中应用RAID功能相比无RAID功能会增加读取RAID功能产生的中间态数据，再与用户数据作XOR运算，最后回写运算后的中间态数据这些流程。从性能角度考虑，增加的RAID数据读取与回写步骤所产生的访问时间应尽可能的短，所以设计中RAID数据定位至快速的SRAM中而非相对慢速的DRAM中。
另外，为满足固态硬盘的功耗要求，在主机无任务请求的情况下，固态硬盘需进入一种低功耗的状态，其特征是固件系统处于空闲状态且相关模块进入低功耗模式。常见模块的低功耗模式特征有：①DRAM进入自刷新模式，存储在DRAM中的数据不会丢失，但此时不能访问DRAM；②SRAM进入掉电模式，存储在SRAM中的数据丢失，且不能访问SRAM；③功能模块的逻辑电路关闭，当前状态丢失。
如何确定哪些模块进入低功耗存在权衡。低功耗状态时功耗尽可能地低，则硬件关闭的功能多，未安全备份的数据存在丢失的风险，功能模块的硬件状态存在不能准确恢复至低功耗之前状况的风险，在RAID应用场景中，前者与RAID数据存储区域SRAM相关，后者与RAID逻辑电路相关。
在固态硬盘带RAID设计的场景下，固态硬盘系统进入低功耗时，虽然此时固件系统处于空闲状态，但SRAM存储区域内的RAID数据不能被丢弃，等到系统退出低功耗时，需要继续依赖RAID数据进行XOR操作生成RAID Parity数据。现有设计上为满足低功耗状态后RAID数据的可用性，通常的作法是RAID功能相关的功能模块在低功耗状态时仍保持在正常状态下，避免SRAM进入掉电模式而造成数据丢失。带来的负面作用是增加维持SRAM正常工作以及RAID逻辑电路的功耗消耗。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的是如何进一步降低固态硬盘低低功耗模式下的功耗。
为了解决以上问题本发明提出了一种降低RAID固态硬盘功耗的方法，固态硬盘至少包括低功耗模式，其特征在于至少包括一个DRAM，固态硬盘被触发进入低功耗模式时，先将SRAM中需要保存的数据搬移到DRAM中，SRAM进入掉电模式，DRAM进入自刷新模式；恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将DRAM中的数据搬移至SRAM中。
所述的降低RAID固态硬盘功耗的方法，其特征在于固态硬盘被触发进入低功耗模式时，还对RAID逻辑电路的状态安全备份,退出低功耗模式时根据存储的状态数据恢复RAID逻辑电路。
所述的降低RAID固态硬盘功耗的方法，其特征在于根据活跃的RAID条带确定有效的RAID数据，减少低功耗命令响应时不必要的数据搬移。
所述的降低RAID固态硬盘功耗的方法，其特征在于DRAM中至少分配一个RAID数据备份区，当固态硬盘被触发进入低功耗模式时，将SRAM中存在了RAID异或操作产生的有效中间态数据搬移到RAID数据备份区。
所述的降低RAID固态硬盘功耗的方法，其特征在于恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将RAID数据备份区中的有效中间态数据搬移到SRAM中原先存储的位置。
一种RAID固体硬盘，在于固态硬盘至少包括低功耗模式，其特征在于至少包括一个DRAM，固态硬盘被触发进入低功耗模式时，先将SRAM中需要保存的数据搬移到DRAM中，SRAM进入掉电模式，DRAM进入自刷新模式；恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将DRAM中的数据搬移至SRAM中。
所述的RAID固态硬盘，其特征在于DRAM中至少分配一个RAID数据备份区，当固态硬盘被触发进入低功耗模式时，将SRAM中存在了RAID异或操作产生的有效中间态数据搬移到RAID数据备份区。
所述的固态硬盘，其特征在于恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将RAID数据备份区中的有效中间态数据搬移到SRAM中原先存储的位置。
本发明的有益效果是：可有效解决低功耗要求以及RAID数据可靠性的问题。
附图说明
图1是进入低功耗模式的处理流程图；
图2是退出低功耗模式的处理流程图。
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。
在DRAM中给RAID数据预留一段空间，此空间大小等同于SRAM中RAID空间大小，专用于低功耗模式时RAID数据的备份。
图1是进入低功耗模式的处理流程图；在系统响应进入低功耗模式的命令时，通过RAID管理信息查找活跃RAID条带，可得知当前系统中是否有效的活跃RAID条带，而空闲的RAID条带，其对应的RAID数据也是无效的，无需进行备份。其中活跃RAID条带的查找是基于RAID管理结构提供的信息。RAID管理结构实现系统的RAID条带资源的管理，RAID条带资源与RAID数据空间形成对应关系，可从RAID条带索引到该条带所对应的RAID数据空间具体位置。如果有则进行RAID条带对应的位于SRAM中的RAID中间态数据备份，同步进行该RAID条带逻辑电路状态的备份。这两者的备份能有效保证退出低功耗模式后，对该RAID条带的继续操作的可靠性。有效的RAID条带信息备份完毕后，进行降低功耗的处理步骤，主要是存储区域的处理和硬件功能模块的处理。SRAM可直接进入掉电模式，必要的数据备份在自刷新状态的DRAM中，两者皆不可访问，其中SRAM中的数据会丢失。硬件功能模块进入低功耗模式，逻辑电路可关闭，因为处于低功耗模式的系统对Nand是不进行任何操作的。RAID管理结构信息所占空间比较小，直接放置在DTCM空间里，而DTCM空间在低功耗模式下可以正常访问，放置于DTCM空间的原因在于其访问速度快，适合RAID场景下需要高频访问的RAID管理结构。
系统处于低功耗模式时，只会访问到不掉电的ITCM(代码空间)和DTCM(数据空间)，此时系统处于没有命令需要响应的空闲状态。
图2是退出低功耗模式的处理流程图，系统响应退出低功耗模式的命令时，首先通过放置于ITCM的代码唤醒DRAM、SRAM以及完成相关功能模块的初始化，使得各存储区域能正常访问且功能模块能正常驱动，再通过RAID管理信息获取到有效的RAID条带信息，从DRAM中将备份的RAID数据恢复至SRAM中正常的问题，同时将RAID逻辑电路状态恢复。
通过只备份查找到的活跃RAID条带的有效数据和逻辑电路状态的方法，可确保备份及恢复时间消耗少，能加快低功耗命令响应时间。
通过以上步骤，不但保证低功耗的功耗需求，同时也满足RAID数据的可靠性的要求。
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 (4)

1.一种降低RAID固态硬盘功耗的方法，固态硬盘至少包括低功耗模式，其特征在于至少包括一个DRAM，固态硬盘被触发进入低功耗模式时，先将SRAM中需要保存的数据搬移到DRAM中，SRAM进入掉电模式，DRAM进入自刷新模式；恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将DRAM中的数据搬移至SRAM中；固态硬盘被触发进入低功耗模式时，还对RAID逻辑电路的状态安全备份,退出低功耗模式时根据存储的状态数据恢复RAID逻辑电路；根据活跃的RAID条带确定有效的RAID数据，减少低功耗命令响应时不必要的数据搬移；DRAM中至少分配一个RAID数据备份区，当固态硬盘被触发进入低功耗模式时，将SRAM中存在了RAID异或操作产生的有效中间态数据搬移到RAID数据备份区。
2.根据权利要求1所述的降低RAID固态硬盘功耗的方法，其特征在于恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将RAID数据备份区中的有效中间态数据搬移到SRAM中原先存储的位置。
3.一种RAID固体硬盘，其特征在于至少包括一个DRAM，固态硬盘被触发进入低功耗模式时，先将SRAM中需要保存的数据搬移到DRAM中，SRAM进入掉电模式，DRAM进入自刷新模式；恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将DRAM中的数据搬移至SRAM中；固态硬盘被触发进入低功耗模式时，还对RAID逻辑电路的状态安全备份,退出低功耗模式时根据存储的状态数据恢复RAID逻辑电路；根据活跃的RAID条带确定有效的RAID数据，减少低功耗命令响应时不必要的数据搬移；DRAM中至少分配一个RAID数据备份区，当固态硬盘被触发进入低功耗模式时，将SRAM中存在了RAID异或操作产生的有效中间态数据搬移到RAID数据备份区。
4.根据权利要求3 所述的RAID固态硬盘，其特征在于恢复正常工作模式时，先控制SRAM和DRAM都进入正常模式，将RAID数据备份区中的有效中间态数据搬移到SRAM中原先存储的位置。
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