CN112612722A - 变长的数据管理方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变长的数据管理方法、装置、计算机设备及存储介质；其中，方法，包括：预先设置变长逻辑块管理模块的最小值x；扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块；寻找逻辑块管理模块中好块数为x‑1的逻辑块管理模块；找出目标逻辑块管理模块中坏块对应通道好块数最大的通道作为交换通道；将目标逻辑块管理模块交换通道对应的块与取出足长逻辑块管理模块对应交换通道的好块进行交换；将交换后的目标逻辑块管理模块和取出足长逻辑块管理模块分别移出剩余块分组和足长逻辑块管理模块分组，并移入变长逻辑块管理模块分组。本发明减小对NAND出厂坏块阈值，提高量产良率。
Description
技术领域
本发明涉及变长的数据管理技术领域，更具体地说是指变长的数据管理方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
现在SSD的FTL(Flash Translation Layer闪存转换层)块组织管理，通常的做法是在不同ce(片选信号)，die(单元)，lun(逻辑单元)上每个plane(控制单元管理的单位)分别取一个好的block(块)组成基本的FTL逻辑块管理模块(super block)，所有组合块都是足长的。
由于NAND上存在一定数量的随机坏块分布，因此，NAND的基本FTL逻辑块管理模块的数目取决于各ce,die,lun上各plane上好块的的最小值；其余剩余block通常作为备份替换块使用，这种方法的好处是保证最大并行度，保证读写速度，且FTL基本块管理模块易于管理与维护，但剩余块未能充分利用，限制SSD冗余，特别是对生产良率的影响很大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供变长的数据管理方法、装置、计算机设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
变长的数据管理方法，包括以下步骤：
预先设置变长逻辑块管理模块的最小值x；
扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组；
从剩余块分组中寻找逻辑块管理模块中好块数为x-1的逻辑块管理模块，记为目标逻辑块管理模块；
找出目标逻辑块管理模块中坏块对应通道好块数最大的通道作为交换通道；
从足长逻辑块管理模块分组中取一组，记为取出足长逻辑块管理模块，将目标逻辑块管理模块交换通道对应的块与取出足长逻辑块管理模块对应交换通道的好块进行交换；
将交换后的目标逻辑块管理模块和取出足长逻辑块管理模块分别移出剩余块分组和足长逻辑块管理模块分组，并移入变长逻辑块管理模块分组。
其进一步技术方案为：所述最小值x为足长逻辑块管理模块中好块数-1。
其进一步技术方案为：所述扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组步骤中，从0开始，分别扫描成闪存转换层中所有的足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块。
变长的数据管理装置，包括：设置单元，扫描分组单元，寻找记为单元，找出单元，取出交换单元，及移出移入单元；
所述设置单元，用于预先设置变长逻辑块管理模块的最小值x；
所述扫描分组单元，用于扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组；
所述寻找记为单元，用于从剩余块分组中寻找逻辑块管理模块中好块数为x-1的逻辑块管理模块，记为目标逻辑块管理模块；
所述找出单元，用于找出目标逻辑块管理模块中坏块对应通道好块数最大的通道作为交换通道；
所述取出交换单元，用于从足长逻辑块管理模块分组中取一组，记为取出足长逻辑块管理模块，将目标逻辑块管理模块交换通道对应的块与取出足长逻辑块管理模块对应交换通道的好块进行交换；
所述移出移入单元，用于将交换后的目标逻辑块管理模块和取出足长逻辑块管理模块分别移出剩余块分组和足长逻辑块管理模块分组，并移入变长逻辑块管理模块分组。
其进一步技术方案为：所述最小值x为足长逻辑块管理模块中好块数-1。
其进一步技术方案为：所述扫描分组单元中，从0开始，分别扫描成闪存转换层中所有的足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块。
一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述的变长的数据管理方法。
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如上述所述的变长的数据管理方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：通过拆分少量完整足长逻辑块管理模块，与剩余块结合，组成变长逻辑块管理模块，从而最大化的利用NAND，增加SSD冗余，在充分保证并行性的基础上，让更多遗留下来的剩余块组成变长逻辑块管理模块，减小对NAND出厂坏块阈值，提高量产良率。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有FTL逻辑块管理模块组块的应用示意图；
图2为本发明实施例提供的变长的数据管理方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的变长的数据管理方法的应用示意图一；
图4为本发明实施例提供的变长的数据管理方法的应用示意图二；
图5为本发明实施例提供的变长的数据管理装置的示意性框图；
图6为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。
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做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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1到图6所示的具体实施例，其中，请参阅图1所示，块结构m、x、n，其中m＝4，即每组super block(逻辑块管理模块)内包含4个块；坏块分布如图所示，传统FTL逻辑块管理模块组块方式下，只有全部为好块的才进行组合，即足长组合块，一共得到14个组合块，最后有7组无法使用，遗留17个backup block(备用块)，也就是只有14个组合块，56个单独块，被应用到SSD读写中，余下17个备用块只会在坏块处理等过程中有可能被启动，而在实际的NAND样品中，坏块分布可能比图示更加恶劣。
请参阅图2至图4所示，本发明公开了一种变长的数据管理方法，包括以下步骤：
S1，预先设置变长逻辑块管理模块的最小值x；
其中，在本实施例中，所述最小值x最佳为足长逻辑块管理模块中好块数-1，也可以为其他数值，根据实际需要进行设定。
S2，扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组；
其中，在本实施例中，从0开始，分别扫描成闪存转换层中所有的足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块。
S3，从剩余块分组中寻找逻辑块管理模块中好块数为x-1的逻辑块管理模块，记为目标逻辑块管理模块；
S4，找出目标逻辑块管理模块中坏块对应通道好块数最大的通道作为交换通道；
S5，从足长逻辑块管理模块分组中取一组，记为取出足长逻辑块管理模块，将目标逻辑块管理模块交换通道对应的块与取出足长逻辑块管理模块对应交换通道的好块进行交换；
S6，将交换后的目标逻辑块管理模块和取出足长逻辑块管理模块分别移出剩余块分组和足长逻辑块管理模块分组，并移入变长逻辑块管理模块分组。
请参阅图3至图4所示的具体实施例，在常规组块方式的基础上，拆分少量完整FTL逻辑块，与剩余块结合，组成变长FTL逻辑块管理模块，采用同ch/ce/plane进行交换的方式，确保变长的组合块，仍然保持了并行性，块结构m、x、n，其中m＝4，n＝10，足长superblock(逻辑块管理模块)为4，现在确定非足长super block的好块数至少为3；如图4所示，按照上述原则进行变长组合，可以得到12个足长逻辑块管理模块，8个非足长逻辑块管理模块，共有72好块得到使用，较之传统组块方式，16个备用块被充分利用，而最后一排没有进行组合，这是因为在进行变长组合的过程中，也需要充分考虑到对原本足长组合块的消耗，虽然变长块对并行性没有改变，但并行度是有所降低的，所以这里需要根据实际情况进行权衡考虑，变长的幅度，即不足长的组合块中，包含几个坏块，这是对并行度的进一步要求，需根据实际情况进行确定。
其中，由于逻辑块分为足长逻辑块，非足长逻辑块混合，虽然都保持了并行性，但并行度有所不同，因此在块非分配选择上也有策略的考虑。比如：为保证最高性能，可优先使用足长逻辑块，在考虑磨损均衡的情况下策略性使用非足长逻辑块，非足长的FTL逻辑块可以作为GC(垃圾回收)、RAID，LOG(日志)等功能块使用，这样不影响用户使用的性能体验。其次，在分配使用不同长度的组合块时，对应的缓存分配也需进行动态调整，配合组合块进行内存缓冲区的整理布局，NAND信息封装等。
当变长的数据管理完成后，需要写入数据，包括以下步骤：
当开始选入时选择分配逻辑管理模块；
判断该带写入逻辑管理模块是否为足长块；若是，则通知写入缓存管理模块，待写逻辑块管理单元为足长块，按足长缓存管理流程写入数据；
当带写入逻辑管理模块为变长块时，通知写入缓存管理模块，待写逻辑块管理模块为变长块，按变长缓存管理流程写入数据。
当变长的数据管理完成后，需要读取数据，包括以下步骤：
判断待读取逻辑块管理模块是足长块还是变长块；
若是足长，通知读取缓存管理待读取逻辑块管理模块为足长块，按足长模式管理读取数据流程；
若是变长，通知读取缓存管理待读取逻辑块管理模块为变长块，按变长模式管理读取数据流程。
本发明通过拆分少量完整足长逻辑块管理模块，与剩余块结合，组成变长逻辑块管理模块，从而最大化的利用NAND，增加SSD冗余，在充分保证并行性的基础上，让更多遗留下来的剩余块组成变长逻辑块管理模块，减小对NAND出厂坏块阈值，提高量产良率。
请参阅图5所示，本发明还公开了一种变长的数据管理装置，包括：设置单元10，扫描分组单元20，寻找记为单元30，找出单元40，取出交换单元50，及移出移入单元60；
所述设置单元10，用于预先设置变长逻辑块管理模块的最小值x；
所述扫描分组单元20，用于扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组；
所述寻找记为单元30，用于从剩余块分组中寻找逻辑块管理模块中好块数为x-1的逻辑块管理模块，记为目标逻辑块管理模块；
所述找出单元40，用于找出目标逻辑块管理模块中坏块对应通道好块数最大的通道作为交换通道；
所述取出交换单元50，用于从足长逻辑块管理模块分组中取一组，记为取出足长逻辑块管理模块，将目标逻辑块管理模块交换通道对应的块与取出足长逻辑块管理模块对应交换通道的好块进行交换；
所述移出移入单元60，用于将交换后的目标逻辑块管理模块和取出足长逻辑块管理模块分别移出剩余块分组和足长逻辑块管理模块分组，并移入变长逻辑块管理模块分组。
其中，所述最小值x为足长逻辑块管理模块中好块数-1。
其中，所述扫描分组单元20中，从0开始，分别扫描成闪存转换层中所有的足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述变长的数据管理装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述变长的数据管理装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图6所示的计算机设备上运行。
请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图；该计算机设备500可以是终端，也可以是服务器，其中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等具有通信功能的电子设备。服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图6，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。
该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种变长的数据管理方法。
该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。
该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种变长的数据管理方法。
该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现上述的变长的数据管理方法。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (8)
1.变长的数据管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
预先设置变长逻辑块管理模块的最小值x；
扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组；
从剩余块分组中寻找逻辑块管理模块中好块数为x-1的逻辑块管理模块，记为目标逻辑块管理模块；
找出目标逻辑块管理模块中坏块对应通道好块数最大的通道作为交换通道；
从足长逻辑块管理模块分组中取一组，记为取出足长逻辑块管理模块，将目标逻辑块管理模块交换通道对应的块与取出足长逻辑块管理模块对应交换通道的好块进行交换；
将交换后的目标逻辑块管理模块和取出足长逻辑块管理模块分别移出剩余块分组和足长逻辑块管理模块分组，并移入变长逻辑块管理模块分组。
2.根据权利要求1所述的变长的数据管理方法，其特征在于，所述最小值x为足长逻辑块管理模块中好块数-1。
3.根据权利要求1所述的变长的数据管理方法，其特征在于，所述扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组步骤中，从0开始，分别扫描成闪存转换层中所有的足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块。
4.变长的数据管理装置，其特征在于，包括：设置单元，扫描分组单元，寻找记为单元，找出单元，取出交换单元，及移出移入单元；
所述设置单元，用于预先设置变长逻辑块管理模块的最小值x；
所述扫描分组单元，用于扫描出闪存转换层中足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块，并分别进行分组；
所述寻找记为单元，用于从剩余块分组中寻找逻辑块管理模块中好块数为x-1的逻辑块管理模块，记为目标逻辑块管理模块；
所述找出单元，用于找出目标逻辑块管理模块中坏块对应通道好块数最大的通道作为交换通道；
所述取出交换单元，用于从足长逻辑块管理模块分组中取一组，记为取出足长逻辑块管理模块，将目标逻辑块管理模块交换通道对应的块与取出足长逻辑块管理模块对应交换通道的好块进行交换；
所述移出移入单元，用于将交换后的目标逻辑块管理模块和取出足长逻辑块管理模块分别移出剩余块分组和足长逻辑块管理模块分组，并移入变长逻辑块管理模块分组。
5.根据权利要求4所述的变长的数据管理装置，其特征在于，所述最小值x为足长逻辑块管理模块中好块数-1。
6.根据权利要求4所述的变长的数据管理装置，其特征在于，所述扫描分组单元中，从0开始，分别扫描成闪存转换层中所有的足长逻辑块管理模块、满足最小值x的变长逻辑块管理模块、及剩余块。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的变长的数据管理方法。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如权利要求1-3中任一项所述的变长的数据管理方法。
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