CN112732181A - 一种ssd的数据迁移方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种SSD的数据迁移方法,包括:判断SSD是否处于闲置状态;当SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;当样本物理页的ECC大于UECC阈值时,则判断样本物理页的温度差是否小于温度阈值;当样本物理页的温度差小于温度阈值时,将样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。当SSD处于闲置状态时,通过数据保留操作对各个数据块的样本物理页进行判断,以便将数据及时进行迁移,避免数据块中出现电荷逃逸的读取错误,提高了存储介质的可靠性。本申请还公开了一种SSD的数据迁移装置、计算设备以及计算机可读存储介质,具有以上有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及数据存储技术领域,特别涉及一种SSD的数据迁移方法、数据迁移装置、计算设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
固态硬盘SSD(Solid State Disk)是一种用来存储用户数据的设备。固态硬盘由控制器,存储介质NAND(NAND flash memory,计算机闪存设备)等模块组成。控制器中运行固件进行资源的控制,对用户数据存储调度,维护NAND设备等操作。其中,NAND是SSD的存储介质,是一种芯片,一个固态硬盘内往往有多个NAND颗粒。当前主流的SSD一般采用TLCNAND,TLC即Triple-Level Cell。NAND中设置有多个lun,每个lun中包含有多个Block,Block是lun的组成单位,是erase操作的最小单元。每个Block中包含有多个page,page是Block的组成单位,是read操作和write操作的最小单元。
相关技术中,在SSD中隧道氧化层是绝缘的,但是随着闪存的使用,经过多次擦写,氧化层出现老化问题,通过氧化层的电荷会被滞留下来,导致绝缘体有了导电性。最终,电荷从浮栅层中逃逸的速度更快。因此,闪存擦写次数越多,数据保存时间就越短。到最后额定擦写次数快到的时候,比如3000次,刚写的数据很容易出错,导致存储介质的可靠性下降。
因此,如何降低数据存储过程中出现的错误次数是本领域技术人员关注的重点问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种SSD的数据迁移方法、数据迁移装置、计算设备以及计算机可读存储介质,当SSD处于闲置状态时,通过数据保留操作对各个数据块的样本物理页进行判断,排除了温度差造成的误判情况,以便将数据在数据存储出现错误前将数据及时进行迁移,避免数据块中出现电荷逃逸的读取错误,降低数据存储的错误,提高了存储介质的可靠性。
为解决上述技术问题,本申请提供一种SSD的数据迁移方法,包括:
判断SSD是否处于闲置状态;
当所述SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;
当所述样本物理页的ECC大于所述UECC阈值时,则判断所述样本物理页的温度差是否小于温度阈值;
当所述样本物理页的温度差小于所述温度阈值时,将所述样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
可选的,判断SSD是否处于闲置状态,包括:
根据所述SSD的闲置时长判断所述SSD是否处于闲置状态。
可选的,还包括:
当写入数据时,记录每个物理页的温度,以便计算所述物理页的温度差。
可选的,还包括:
根据FTL算法对所述SSD的试验数据进行预测计算,得到所述UECC阈值。
本申请还提供一种SSD的数据迁移装置,包括:
闲置判断模块,用于判断SSD是否处于闲置状态;
ECC判断模块,用于当所述SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;
温度差判断模块,用于当所述样本物理页的ECC大于所述UECC阈值时,则判断所述样本物理页的温度差是否小于温度阈值;
数据迁移模块,用于当所述样本物理页的温度差小于所述温度阈值时,将所述样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
可选的,所述闲置判断模块,具体用于根据所述SSD的闲置时长判断所述SSD是否处于闲置状态。
可选的,还包括:
温度记录模块,用于当写入数据时,记录每个物理页的温度,以便计算所述物理页的温度差。
可选的,还包括:
阈值预测模块,用于根据FTL算法对所述SSD的试验数据进行预测计算,得到所述UECC阈值。
本申请还提供一种计算设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上所述的数据迁移方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的数据迁移方法的步骤。
本申请所提供的一种SSD的数据迁移方法,包括:判断SSD是否处于闲置状态;当所述SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;当所述样本物理页的ECC大于所述UECC阈值时,则判断所述样本物理页的温度差是否小于温度阈值;当所述样本物理页的温度差小于所述温度阈值时,将所述样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
当SSD处于闲置状态时,通过数据保留操作对各个数据块的样本物理页进行判断,排除了温度差造成的误判情况,以便将数据在数据存储出现错误前将数据及时进行迁移,避免数据块中出现电荷逃逸的读取错误,降低数据存储的错误,提高了存储介质的可靠性。
本申请还提供一种SSD的数据迁移装置、计算设备以及计算机可读存储介质,具有以上有益效果,在此不做赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种SSD的数据迁移方法的流程图;
图2为本申请实施例所提供的一种SSD的数据迁移装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种SSD的数据迁移方法、数据迁移装置、计算设备以及计算机可读存储介质,当SSD处于闲置状态时,通过数据保留操作对各个数据块的样本物理页进行判断,排除了温度差造成的误判情况,以便将数据在数据存储出现错误前将数据及时进行迁移,避免数据块中出现电荷逃逸的读取错误,降低数据存储的错误,提高了存储介质的可靠性。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
相关技术中,在SSD中隧道氧化层是绝缘的,但是随着闪存的使用,经过多次擦写,氧化层出现老化问题,通过氧化层的电荷会被滞留下来,导致绝缘体有了导电性。最终,电荷从浮栅层中逃逸的速度更快。因此,闪存擦写次数越多,数据保存时间就越短。到最后额定擦写次数快到的时候,比如3000次,刚写的数据很容易出错,导致存储介质的可靠性下降。
本申请还提供一种SSD的数据迁移方法,当SSD处于闲置状态时,通过数据保留操作对各个数据块的样本物理页进行判断,排除了温度差造成的误判情况,以便将数据在数据存储出现错误前将数据及时进行迁移,避免数据块中出现电荷逃逸的读取错误,降低数据存储的错误,提高了存储介质的可靠性。
以下通过一个实施例,对本申请提供的一种SSD的数据迁移方法进行说明。
请参考图1,图1为本申请实施例所提供的一种SSD的数据迁移方法的流程图。
本实施例中,该方法可以包括:
S101,判断SSD是否处于闲置状态;
可见,本步骤旨在判断SSD是否处于闲置状态。
其中,闲置状态是指SSD中长时间没有设备读取的状态,此时该SSD的数据写入操作和数据读出操作的频率可以小于预设次数,或者等于零。
其中,可以判断是否到达预设时间点以便确定是否处于闲置状态,也可以是根据该SSD的数据操作周期进行判断是否处于闲置状态,还可以是根据该SSD的温度判断是否处于闲置状态。可见,本步骤中具体进行判断闲置状态的方式并不唯一,在此不做具体限定。此外,在SSD中一般预设有默认的闲置状态判断方式,也可以采用预设的闲置状态判断方式,在此不做具体限定。
当处于闲置状态时,即可对SSD中的数据进行相应的迁移判定。当不属于闲置状态时,等待该SSD处于闲置状态。
进一步的,可以通过SSD的闲置时长进行闲置状态判断。因此,本步骤可以包括:
根据SSD的闲置时长判断SSD是否处于闲置状态。
可见,本可选方案中主要是通过SSD的闲置时长判断该SSD是否处于闲置状态。其中,闲置时长可以根据技术人员的经验进行设定,也可以根据SSD的型号进行设定,还可以根据该SSD的应用环境进行设定。可见,本可选方案中设定闲置时长的方式并不唯一,在此不做具体限定。
S102,当SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;
在S101的基础上,本步骤旨在当SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值。
其中,ECC是“Error Correcting Code”的简写,ECC是一种能够实现“错误检查和纠正”的技术,ECC内存就是应用了这种技术的内存,一般多应用在服务器及图形工作站上,可提高计算机运行的稳定性和增加可靠性。进一步的,本步骤中的物理页的ECC是指该物理发生ECC的次数。
其中,UECC是Unrecoverd Error Correcting Code,在ECC基础上增加了驱动电路,可以支持更高容量。一般在NAND存储介质中发生多个ECC处理后,会发生一次UECC处理。因此,UECC阈值就是触发UECC的ECC次数阈值。当ECC的次数超过了触发UECC的次数时,则说明该物理页的异常次数超过了正常的次数,需要进行数据迁移处理。
其中,UECC阈值可以根据对不同颗粒种类的存储介质进行试验得到,在此不做具体限定。
S103,当样本物理页的ECC大于UECC阈值时,则判断样本物理页的温度差是否小于温度阈值;
在S102的基础上,本步骤旨在当样本物理页的ECC大于UECC阈值时,则判断样本物理页的温度差是否小于温度阈值
当该样本物理页的ECC大于UECC时,则说明该数据块可能出现了问题。还需要排除是温度差造成的影响,本步骤中判断该样本物理页的温度差是否小于温度阈值。
可以想到的是,本实施例中还可以包括:
当写入数据时,记录每个物理页的温度,以便计算物理页的温度差。
可见,本实施例中在写入数据时,就记录得到每个物理页的温度,以便当需要判断温度差时,根据记录的温度计算出对应的温度差。
S104,当样本物理页的温度差小于温度阈值时,将样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
在S103的基础上,本步骤旨在当样本物理页的温度差小于温度阈值时,将样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。也就是,在排除温度差造成的影响时,将该样本物理页对应的数据块的数据进行迁移处理。
其中,将该数据块的数据进行数据迁移的方式可以参考现有技术提供的任意一种数据迁移方式,在此不做具体限定。
进一步的,本实施例还可以包括:
根据FTL算法对SSD的试验数据进行预测计算,得到UECC阈值。
可见,本可选方案中主要是通过FTL算法对SSD的试验数据进行预测计算,得到该UECC阈值。
综上,本实施例当SSD处于闲置状态时,通过数据保留操作对各个数据块的样本物理页进行判断,排除了温度差造成的误判情况,以便将数据在数据存储出现错误前将数据及时进行迁移,避免数据块中出现电荷逃逸的读取错误,降低数据存储的错误,提高了存储介质的可靠性。
以下通过一个具体的实施例,对本申请提供的一种SSD的数据迁移方法做进一步说明。
本实施例中,该方法可以包括:
步骤1,判断SSD是否处于闲置状态;若是,则执行步骤2;
步骤2,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;若是,则执行步骤3;
步骤3,则判断样本物理页的温度差是否小于温度阈值;若是,则执行步骤4;
步骤4,将样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
其中,通常NAND(存储介质)在错误的时候一般都是同一个WL(Wear-Leveling,磨损平衡)上的数据可能会同时出现问题,首先要通过大量数据知道NAND的特性,通过对物理页进行取样,确定同一个WL上的哪些物理页会出现问题,得出SLC和TLC的样本物理页信息。
进一步的,通过对NAND进行试验,可以得到每种NAND中的物理页信息。例如:SLC:50,70,90,110,130,200 250,300;TLC:100,150,200,250,300,350,400,450,500,700。
由于在实际应用中没有办法去一个一个物理页的扫描,因为这样会导致性能下降,另外为了同时做到提高错误发生的概率而且要提高性能,因此采取在SSD盘空闲的时候去数据保留扫描。
其中,可以根据客户的使用场景,第一次要早一点开始扫描。例如,开机半个小时后做第一轮扫描,从此以后每隔24小时做一轮扫描。
其中,根据客户需求以及NAND特性,如果当扫描到该Block的任何一个样本物理页出现ECC数值接近UECC的阈值时就要做数据搬移。
有时候由于高低温的差异会产生误判的可能,即使ECC数值接近UECC的阀值,也不代表该Block一定会出现问题。那么还需要做的是去检查温度差,在写数据的时候会记录每个物理页的温度,读的时候再去获取温度,如果温度差小于一个阀值,就说明该ECC数值是由于温度差导致的误判,则不会对该Block做搬移动作。
可见,本可选方案可以当SSD处于闲置状态时,通过数据保留操作对各个数据块的样本物理页进行判断,排除了温度差造成的误判情况,以便将数据在数据存储出现错误前将数据及时进行迁移,避免数据块中出现电荷逃逸的读取错误,降低数据存储的错误,提高了存储介质的可靠性。
下面对本申请实施例提供的SSD的数据迁移装置进行介绍,下文描述的SSD的数据迁移装置与上文描述的SSD的数据迁移方法可相互对应参照。
请参考图2,图2为本申请实施例所提供的一种SSD的数据迁移装置的结构示意图。
本实施例中,该装置可以包括:
闲置判断模块100,用于判断SSD是否处于闲置状态;
ECC判断模块200,用于当SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;
温度差判断模块300,用于当样本物理页的ECC大于UECC阈值时,则判断样本物理页的温度差是否小于温度阈值;
数据迁移模块400,用于当样本物理页的温度差小于温度阈值时,将样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
可选的,该闲置判断模块,具体可以用于根据SSD的闲置时长判断SSD是否处于闲置状态。
可选的,该装置还可以包括:
温度记录模块,用于当写入数据时,记录每个物理页的温度,以便计算物理页的温度差。
可选的,该装置还可以包括:
阈值预测模块,用于根据FTL算法对SSD的试验数据进行预测计算,得到UECC阈值。
本申请实施例还提供一种计算设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如以上实施例所述的数据迁移方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例所述的数据迁移方法的步骤。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,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申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种SSD的数据迁移方法、数据迁移装置、计算设备以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种SSD的数据迁移方法,其特征在于,包括:
判断SSD是否处于闲置状态;
当所述SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;
当所述样本物理页的ECC大于所述UECC阈值时,则判断所述样本物理页的温度差是否小于温度阈值;
当所述样本物理页的温度差小于所述温度阈值时,将所述样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
2.根据权利要求1所述的数据迁移方法,其特征在于,判断SSD是否处于闲置状态,包括:
根据所述SSD的闲置时长判断所述SSD是否处于闲置状态。
3.根据权利要求1所述的数据迁移方法,其特征在于,还包括:
当写入数据时,记录每个物理页的温度,以便计算所述物理页的温度差。
4.根据权利要求1所述的数据迁移方法,其特征在于,还包括:
根据FTL算法对所述SSD的试验数据进行预测计算,得到所述UECC阈值。
5.一种SSD的数据迁移装置,其特征在于,包括:
闲置判断模块,用于判断SSD是否处于闲置状态;
ECC判断模块,用于当所述SSD处于闲置状态时,通过数据保留扫描操作判断各个数据块中的样本物理页的ECC是否大于UECC阈值;
温度差判断模块,用于当所述样本物理页的ECC大于所述UECC阈值时,则判断所述样本物理页的温度差是否小于温度阈值;
数据迁移模块,用于当所述样本物理页的温度差小于所述温度阈值时,将所述样本物理页对应的数据块进行数据迁移处理。
6.根据权利要求5所述的数据迁移装置,其特征在于,所述闲置判断模块,具体用于根据所述SSD的闲置时长判断所述SSD是否处于闲置状态。
7.根据权利要求5所述的数据迁移装置,其特征在于,还包括:
温度记录模块,用于当写入数据时,记录每个物理页的温度,以便计算所述物理页的温度差。
8.根据权利要求5所述的数据迁移装置,其特征在于,还包括:
阈值预测模块,用于根据FTL算法对所述SSD的试验数据进行预测计算,得到所述UECC阈值。
9.一种计算设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的数据迁移方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的数据迁移方法的步骤。
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2020
- 2020-12-29 CN CN202011605203.5A patent/CN112732181B/zh active Active
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