CN113703680A - 数据的管理方法及装置、存储介质、电子装置 - Google Patents

数据的管理方法及装置、存储介质、电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种数据的管理方法及装置、存储介质、电子装置，上述方法包括：确定存储装置中每一个物理块的状态信息；在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；获取存储装置的迁移列表，根据迁移列表确定出目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；根据迁移列表、第一列表、第二列表对存储装置进行数据的写入管理，解决了现有技术中无法在保证存储装置可靠性的同时降低成本等问题。

Description

数据的管理方法及装置、存储介质、电子装置
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域，具体而言，涉及一种数据的管理方法及装置、存储介质、电子装置。
背景技术
电子产品在这几年来技术的快速发展，使得消费者对于电子产品的体验要求越来越高，更高速便捷的存储产品的需求越来越大。由于可复写式非易失性存储器(rewritablenon-volatile memory)具有数据非易失性、省电、体积小、无机械结构、读写速度快等特性，最适于便携式电子产品，例如笔记本电脑。固态硬盘就是一种以快闪存储器作为储存媒体的储存装置。因此，近年快闪存储器产业成为电子产业中相当热门的一环。
目前市场上颗粒的存储模式主要是两种模式：SLC模式和TLC模式，其中SLC存储模式具有存储信息快，擦写次数高，可靠性好的特点，但是由于一个Cell存储1bit信息导致SLC存储模式颗粒单位容量成本升高；TLC模式通过一个Cell能够存储3bit信息实现单位容量成本的降低，但是相比于SLC模式，本模式下存在存储信息速度变慢，擦写次数降低，可靠性较差的特性。
为了适应市场对于固态硬盘在高强度擦写使用环境下且能够表现出良好可靠性的需求，目前市场主流解决方案采用的是以SLC模式存储数据信息，这样虽然解决了市场上的需求，但是相同容量下其成本是TLC模式硬盘的几倍；而TLC模式的固态硬盘在高强度擦写的使用环境中可靠性无法得到保证，为此如何在TLC模式和SLC模式两种模式中寻找一个折中的且符合市场预期的解决方案是目前固态存储研发的研究方向。
针对相关技术中，无法在保证存储装置可靠性的同时降低成本等问题，尚未提出有效的技术方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据的管理方法及装置、存储介质、电子装置，以至少解决相关技术中，无法在保证存储装置可靠性的同时降低成本等问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种数据的管理方法，包括：确定存储装置中每一个物理块的状态信息；在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；获取存储装置的迁移列表，根据迁移列表确定出目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；根据迁移列表、第一列表、第二列表对存储装置进行数据的写入管理。
在一个示例性实施例中，确定存储装置中每一个物理块的状态信息，包括：获取存储装置中每一个物理块的擦写次数以及执行每一次擦写的写入时间；比较擦写次数以及写入时间与物理块对应的目标写入模式的预设时间和目标写入模式的预设次数，以确定出物理块是否满足目标写入模式；根据比较结果、擦写次数、写入时间确定物理块的状态信息。
在一个示例性实施例中，比较擦写次数以及写入时间与物理块对应的目标写入模式的预设时间和目标写入模式的预设次数，以确定出物理块是否满足目标写入模式，包括：在擦写次数大于预设次数，且写入时间小于预设时间的情况下，确定物理块不支持目标写入模式；在擦写次数大于预设次数，且写入时间不小于预设时间的情况下，确定物理块支持目标写入模式；在擦写次数小于预设次数的情况下，确定物理块支持目标写入模式。
在一个示例性实施例中，在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中之前，上述方法还包括：在物理块满足目标写入模式的情况下，从迁移列表中确定物理块对应的迁移节点，并将迁移节点上与物理块绑定的虚拟物理块上的数据迁移到物理块中，其中，迁移节点的组成为一个数据存储模式为3阶单元的物理块和3个数据存储模式为单层单元的虚拟物理块；在数据迁移完成的情况下，清除虚拟物理块对应的占用信息，其中，占用信息包括：占用标志位信息。
在一个示例性实施例中，在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中之后，上述方法还包括：对第一列表中保存的目标物理块的数据存储模式进行变更；将目标物理块的数据存储模式由3阶单元转换为单层单元。
在一个示例性实施例中，获取存储装置的迁移列表，根据迁移列表确定出目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将虚拟物理块的信息保存在第二列表中之后，上述方法还包括：将迁移节点在迁移列表中移除，并确定当前迁移节点是否为迁移列表的最后一个节点；在迁移节点为迁移列表的最后一个节点的情况下，结束执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移；在迁移节点不为迁移列表的最后一个节点的情况下，持续循环执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移。
在一个示例性实施例中，根据迁移列表、第一列表、第二列表对存储装置进行数据的写入管理，包括：接收写入命令进行解析，并申请数据存储模式为3阶单元的物理块作为存储块；在第一列表非空且存在未被使用的目标物理块的情况下，从第一列表中调用已经转换为单层单元的目标物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；在第一列表为空的情况下，从物理块池中申请一个单层单元的原始物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；确定存储块对应的目标数量的目标虚拟物理块配置完成后，根据存储块以及目标虚拟物理块生成新的迁移节点，并将新的迁移节点添加到迁移列表中。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种数据的管理装置，包括：第一确定模块，被配置为执行确定存储装置中每一个物理块的状态信息；第一保存模块，被配置为执行在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，所述目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；第二保存模块，被配置为执行获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，所述迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；管理模块，被配置为执行根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理。
在一个示例性实施例中，上述确定模块，还用于获取存储装置中每一个物理块的擦写次数以及执行每一次擦写的写入时间；比较擦写次数以及写入时间与物理块对应的目标写入模式的预设时间和目标写入模式的预设次数，以确定出物理块是否满足目标写入模式；根据比较结果、擦写次数、写入时间确定物理块的状态信息。
在一个示例性实施例中，上述确定模块，还用于在擦写次数大于预设次数，且写入时间小于预设时间的情况下，确定物理块不支持目标写入模式；在擦写次数大于预设次数，且写入时间不小于预设时间的情况下，确定物理块支持目标写入模式；在擦写次数小于预设次数的情况下，确定物理块支持目标写入模式。
在一个示例性实施例中，上述装置还包括：迁移模块，用于在物理块满足目标写入模式的情况下，从迁移列表中确定物理块对应的迁移节点，并将迁移节点上与物理块绑定的虚拟物理块上的数据迁移到物理块中，其中，迁移节点的组成为一个数据存储模式为3阶单元的物理块和3个数据存储模式为单层单元的虚拟物理块；在数据迁移完成的情况下，清除虚拟物理块对应的占用信息，其中，占用信息包括：占用标志位信息。
在一个示例性实施例中，上述第一保存模块还包括：转换单元，用于对第一列表中保存的目标物理块的数据存储模式进行变更；将目标物理块的数据存储模式由3阶单元转换为单层单元。
在一个示例性实施例中，上述装置还包括：第二确定模块，用于将迁移节点在迁移列表中移除，并确定当前迁移节点是否为迁移列表的最后一个节点；在迁移节点为迁移列表的最后一个节点的情况下，结束执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移；在迁移节点不为迁移列表的最后一个节点的情况下，持续循环执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移。
在一个示例性实施例中，上述管理模块，还用于接收写入命令进行解析，并申请数据存储模式为3阶单元的物理块作为存储块；在第一列表非空且存在未被使用的目标物理块的情况下，从第一列表中调用已经转换为单层单元的目标物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；在第一列表为空的情况下，从物理块池中申请一个单层单元的原始物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；确定存储块对应的目标数量的目标虚拟物理块配置完成后，根据存储块以及目标虚拟物理块生成新的迁移节点，并将新的迁移节点添加到迁移列表中。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
通过本发明，确定存储装置中每一个物理块的状态信息；在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；获取存储装置的迁移列表，根据迁移列表确定出目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；根据迁移列表、第一列表、第二列表对存储装置进行数据的写入管理，也就是说，通过实时检测物理块的状态完成写模式的动态切换，增加第一列表和第二列表用来维护物理块的状态，优化写入流程，提升写入效率，能够减少写放大，因此，可以解决现有技术中无法在保证存储装置可靠性的同时降低成本等问题，进一步的，能够在保证写入速度稳定的前提下实现在高读写频率下数据可靠性的数据写入，减少了因物理块中存在不可靠的TLC模式的物理块而导致搬移数据后引入错误比特翻转的概率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的一种数据的管理方法的计算机终端的硬件结构框图；
图2是根据本发明实施例的数据的管理方法的流程图；
图3是根据本发明可选实施例的新Migration迁移确定的流程示意图；
图4是根据本发明可选实施例的写流程的示意图；
图5是根据本发明可选实施例的适用于高磨损情况下的Migration迁移方法的处理流程图；
图6是根据本发明可选实施例的适用于新Migration流程的数据块申请方法的流程图；
图7是根据本发明实施例的数据的管理装置的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端或者设备终端类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图1是本发明实施例的一种数据的管理方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，在一个示例性实施例中，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示等同功能或比图1所示功能更多的不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的数据的管理方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种数据的管理方法，图2是根据本发明实施例的数据的管理方法的流程图，该流程包括如下步骤：
步骤S202，确定存储装置中每一个物理块的状态信息；
例如，上述状态信息可以是物理块的擦写次数以及是否符合TLC模式的确定结果；
步骤S204，在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，所述目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；
作为一种可选的实施方式，第一列表用于存储不可靠块信息，不可靠块信息为不满足TLC模式的物理块对应的信息；也就是说，由于当前物理块可靠性的降低，无法实现TLC模式的数据写入，若是继续使用该物理块存储数据可能导致数据的错误翻转数变大甚至出现大于最大更正能力的情况，从而降低固态硬盘的性能，因此，需要将该类物理块筛选出来以保证数据持续写入的准确性。
步骤S206，获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，所述迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；
作为一种可选的实施方式，第二列表记录的不可靠块绑定的写入模式为SLC的Pseudo SLC虚拟物理块的信息，需要说明的是，三个Pseudo SLC虚拟物理块与一个TLC物理块进行对应绑定形成存储装置中迁移列表中的一个迁移节点，迁移列表记录的需要将SLC模式的物理块中数据搬移到TLC模式的物理块的对应关系信息。
步骤S208，根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理。
通过上述步骤，确定存储装置中每一个物理块的状态信息；在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；获取存储装置的迁移列表，根据迁移列表确定出目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；根据迁移列表、第一列表、第二列表对存储装置进行数据的写入管理，也就是说，通过实时检测物理块的状态完成写模式的动态切换，增加第一列表和第二列表用来维护物理块的状态，优化写入流程，提升写入效率，能够减少写放大，因此，可以解决现有技术中无法在保证存储装置可靠性的同时降低成本等问题，进一步的，能够在保证写入速度稳定的前提下实现在高读写频率下数据可靠性的数据写入，减少了因物理块中存在不可靠的TLC模式的物理块而导致搬移数据后引入错误比特翻转的概率。
上述步骤S202的实现方式有多种，在一个可选实施例中，可以通过以下方案实现：获取存储装置中每一个物理块的擦写次数以及执行每一次擦写的写入时间；比较擦写次数以及写入时间与物理块对应的目标写入模式的预设时间和目标写入模式的预设次数，以确定出物理块是否满足目标写入模式；根据比较结果、擦写次数、写入时间确定物理块的状态信息。
可选地，比较擦写次数以及写入时间与物理块对应的目标写入模式的预设时间和目标写入模式的预设次数，以确定出物理块是否满足目标写入模式，包括：在擦写次数大于预设次数，且写入时间小于预设时间的情况下，确定物理块不支持目标写入模式；在擦写次数大于预设次数，且写入时间不小于预设时间的情况下，确定物理块支持目标写入模式；在擦写次数小于预设次数的情况下，确定物理块支持目标写入模式。
也就是说，通过对物理块的擦写次数以及写入时间的获取，并与预设的标准TLC模式下物理块的预设次数以及预设时间进行比较，确定当前物理块是否依旧符合当作TLC模式的物理块使用，此外，需要说明的是，TLC模式下物理块的预设时间是指物理块对应的存储颗粒在发生写错误的写入时间，这个写入时间是会随着擦除和写入的次数变化而变化，在实际统计中，可以根据实现应用的场景对应设置所述写入时间的预设时间，继而对可能出现写错误的物理块进行筛选。例如，一个健康的物理块在第一次使用TLC模式的写入时间为1.3Ms，但是随着时间的变化以及擦写次数的增加，将导致该物理块的写入时间下降变为0.9Ms，但是0.9Ms时间不足以支撑数据通过TLC模式在物理块上进行完整的写入，因此，在使用TLC模式进行数据写入时，数据将会存在写错误。
在一个示例性实施例中，在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中之前，上述方法还包括：在物理块满足目标写入模式的情况下，从迁移列表中确定物理块对应的迁移节点，并将迁移节点上与物理块绑定的虚拟物理块上的数据迁移到物理块中，其中，迁移节点的组成为一个数据存储模式为3阶单元的物理块和3个数据存储模式为单层单元的虚拟物理块；在数据迁移完成的情况下，清除虚拟物理块对应的占用信息，其中，占用信息包括：占用标志位信息。
可以理解的是，迁移列表是一张用于记录需要进行数据搬移的信息表，迁移列表同时存在多个迁移节点，迁移节点保存了满足目标写入模式的一个物理块与其对应绑定的3个虚拟物理块的对应关系，继而在确定物理块满足目标写入模式(即TLC模式)时，根据迁移节点的关系将3个虚拟物理块中的数据迁移到对应的物理块中，并清除清除虚拟物理块对应的占用信息，进而在保证数据正确性的前提下，实现数据的迁移。
在一个示例性实施例中，在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中之后，上述方法还包括：对第一列表中保存的目标物理块的数据存储模式进行变更；将目标物理块的数据存储模式由3阶单元转换为单层单元。
简而言之，当物理块不满足目标写入模式时，说明后续该物理块不能实现以目标写入模式的数据写入，并且为了保证持续写入数据的稳定性，对第一列表中存储的不可靠目标物理块进行使用模式的变更，将目标物理块由TLC模式对应转换为SLC模式，实现物理块的灵活使用。
在一个示例性实施例中，获取存储装置的迁移列表，根据迁移列表确定出目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将虚拟物理块的信息保存在第二列表中之后，上述方法还包括：将迁移节点在迁移列表中移除，并确定当前迁移节点是否为迁移列表的最后一个节点；在迁移节点为迁移列表的最后一个节点的情况下，结束执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移；在迁移节点不为迁移列表的最后一个节点的情况下，持续循环执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移。
在执行迁移列表对应节点上的数据迁移时，为了保证迁移完成后可以被快速知晓，对迁移过程中的每一个节点均进行是否为最后一个迁移节点的确认，在迁移列表中的迁移节点未到达最后一个节点之前，持续循环的执行对迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移，并在确定为当前节点为最后一个节点的情况下，结束迁移列表对应的数据迁移。
在一个示例性实施例中，根据迁移列表、第一列表、第二列表对存储装置进行数据的写入管理，包括：接收写入命令进行解析，并申请数据存储模式为3阶单元的物理块作为存储块；在第一列表非空且存在未被使用的目标物理块的情况下，从第一列表中调用已经转换为单层单元的目标物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；在第一列表为空的情况下，从物理块池中申请一个单层单元的原始物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；确定存储块对应的目标数量的目标虚拟物理块配置完成后，根据存储块以及目标虚拟物理块生成新的迁移节点，并将新的迁移节点添加到迁移列表中。
为了更好的实现数据的写入，在进行数据写入时，外接终端向存储装置发送写入命令，其中，所述写入命令用于指示待写入数据的数据信息，根据数据信息在存储装置中进行存储块的申请，如图4所示，将T2S表中一个未被使用的已完成TLC模式转SLC模式的目标物理块作为当前TLC模式的物理块的Pseudo虚拟块，在T2S表中没有可使用的目标物理块的前提下，在物理块池中的多个原始物理块中选择出与当前TLC模式的物理块绑定的Pseudo虚拟块，并生成新的迁移节点添加到迁移列表中，实现迁移列表根据写入数据的变更。
为了更好的理解上述数据的管理方法的过程，以下结合可选实施例对上述数据的管理方法流程进行说明。
作为一种可选的实施例，提出了一种数据写入方法、装置及DRAM-Less固态硬盘，其中所述的数据写入方法，包括：为所述分组配置至少一个SLC(Single Level cell，单层单元，简称SLC)物理块，建立每一SLC物理块与所述分组中的一个非SLC物理块的绑定关系；当所述SLC物理块的内存已满时，确定所述SLC物理块中的有效数据页的比例；若所述有效数据页的比例小于预设比例阈值，则基于动态搬移策略，搬移所述SLC物理块中的有效数据到与其绑定的非SLC物理块；若所述有效数据页的比例不小于预设比例阈值，则基于静态拷贝策略，拷贝所述SLC物理块中的全部数据到与其绑定的非SLC物理块。通过上述方式，本发明实施例能够减少随机写场景下闪存带宽的浪费，提高DRAM-Less固态硬盘的随机写性能。
但是上述方法存在以下风险：1)随着固态硬盘的使用将导致PE(即擦除和写入)的增加，其非SLC物理块可能不稳定，导致写入的数据的误码率增高，该方法不适用与挖矿这种高频率读写场景的应用；2)数据先保存在SLC物理块中，并把这些SLC与对应的TLC(Triple Level cell，三阶单元，简称TLC)使用表项记录下来，到达水线后会触发Migration迁移完成数据从SLC到TLC的搬移，会增加写放大从而加快颗粒的磨损，降低固态硬盘对于高擦写PE模式下的可靠性；
因此，基于上述缺点本发明的另一可选实施例中，主要提供了一种适用于高频读写的数据写入方法，通过统计物理块的擦写次数和TLC模式下的写入时间并对比分析，完成对当前物理块模式的判定。由于颗粒的写入时间tr会随着PE的变化而不同，根据这个规律，将存储颗粒在发生写错误的写入时间设置为tn，该值由颗粒分析团队通过分析实验得到，并根据测试块的PE次数和tn共同完成对物理块模式的判定，具体实现步骤如下：
步骤一，读取当前物理块的PE次数，判定是否大于阈值；若是，则执行步骤二；若否，则执行步骤四；
步骤二，获取目标物理块的TLC模式下数据写入时间，判定是否小于阈值；若是，则执行步骤三，否则执行步骤四；
步骤三，当前物理块不适合当作TLC模式使用；
步骤四，当前物理块适合当作TLC模式使用，可继续操作；
作为一种可选的实施方式，在获取目标物理块的状态后，若是目标物理块不满足TLC模式的时候，需要将目标物理块的信息保存至T2S表(相当于本发明实施例的第一列表)中,并且将Migration表(相当于本发明实施例的迁移列表)中与当前TLC块绑定的PseudoSLC块(相当于本发明实施例中的虚拟物理块)信息保存到Trans List表(相当于本发明实施例的第二列表)中，其中Migration表记录的需要将SLC块数据搬移到TLC块的信息，T2S表是用于存储不可靠块信息，Trans List记录的是不可靠块绑定的Pseudo SLC块信息；由于当前块可靠性的降低，若是继续使用该物理块存储用户数据可能导致用户数据的错误翻转数变大甚至出现大于最大更正能力的情况，从而降低固态硬盘的性能，为了解决这个问题，本发明可选实施例还提出新的Migration方法完成数据的写入，在高PE使用环境下能够在保证写入速度的情况下确保数据的正确性。同时提出一个适应当前Migration方案的写的方法，如图3所示是新Migration迁移确定的流程示意图，如图4所示是写流程的示意图。
可选地，为了解决在高频率读写环境中且能够保证数据正确性的前提下，如何减少对实际存储容量的压缩，保证数据性能稳定，提高产品使用寿命的问题，提出的适用于高磨损情况下的Migration方法的处理流程图，如图5所示，包含以下步骤：
步骤1、开始执行Migration，并执行步骤2；
步骤2、通过查表的方式判断Trans List记录的Pseudo SLC块数据是否有效，将无效的块回收，并将该回收块的占用信息清除，其中Trans List是用来记录不可靠块对应的Pseudo SLC块信息，执行步骤3；
步骤3、从Migration List(即MigList)表中获取一个将要处理的节点，其中MigList是FTL(Flash translation layer，闪存转换层，简称FTL)算法层维护的一张用于记录需要进行数据搬移的信息表，该节点组成为一个TLC块和3个SLC块，执行步骤4；
步骤4、判定当前TLC块是否可靠；若是执行步骤5，否则执行步骤8；
步骤5、将当前节点(相当于本发明实施例中的迁移节点)中的Pseudo SLC块数据搬移到对应的TLC块中，并执行步骤6；
步骤6、将当前节点中的Pseudo SLC块的占用标志位等信息清除，并执行步骤7；
步骤7、将当前节点从MigList表中移除，并执行步骤11；
步骤8、将当前节点的TLC块转换成SLC模块后Erase，并执行步骤9；
步骤9、将转换后的块添加到T2S表中，并清除该块的占用信息，其中T2S表用于记录由于判定不可靠，由TLC转换为SLC模式的存储块；并执行步骤10；
步骤10、将不可靠块对应的Pseudo SLC块添加到Trans List中，其中Trans List是用来记录不可靠块对应的Pseudo SLC块信息，并执行步骤7；
步骤11、判断当前节点是否是MigList表最后一个节点，若不是，则不知步骤12，否则执行步骤13；
步骤12、节点偏移值加1，并执行步骤3；
步骤13、Migration结束；
可选地，本发明可选实施例还提出了了一种适用于新Migration流程的数据块申请方法，如图6所示，上述方法会将降级后的存储块资源增加到调度中，这样在保证数据的稳定下的前提下，性能和容量的消耗降到最低。具体步骤如下：
步骤601、开始接收命令，并执行步骤602；
步骤602、获取并解析写入的命令，并申请TLC块，执行步骤603；
步骤603、判定T2S表非空且存在未被使用的存储块；如是，执行步骤604，否则执行步骤605；
步骤604、获取T2S表中一个未被使用的存储块作为当前TLC块的Pseudo块，并执行步骤606；
步骤605、从物理块池中申请一个SLC块并加入到当前TLC存储块的Pseudo块中；并执行步骤606；
步骤606、判断当前TLC块的Pseudo块是否填满，若不是，执行步骤603，否则执行步骤607；
步骤607、判断是否需要执行Migration，若是，则执行步骤602，否则执行步骤608；
步骤608、执行Migration流程。
综上，通过本发明可选实施例提供一种新型的、能够在保证写入速度稳定的前提下保证在高PE下数据可靠性的数据写入方法，解决闪存介质因为使用寿命的消耗而带来的性能和可靠性降低的问题。本发明可选实施例创新提出通过实时检测物理块的状态完成写模式的动态切换，与上述实施方式中直接将SLC块数据写入到TLC块中的方法相比，减少了因TLC块不可靠而导致搬移数据后引入错误bit翻转的概率。此外，已有实施方式的Migration方法是对所有的Migration表中的节点进行数据搬移，在导致数据可靠性降低的同时引入写放大，本发明可选实施例通过增加T2S表和Trans List表用来维护物理块的状态,优化写入流程，提升写入效率，实现了能够减少写放大的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种数据的管理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图7是根据本发明实施例的数据的管理装置的结构框图，如图7所示，该装置包括：
(1)第一确定模块72，被配置为执行确定存储装置中每一个物理块的状态信息；
(2)第一保存模块74，被配置为执行在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，所述目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；
(3)第二保存模块76，被配置为执行获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，所述迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；
(4)管理模块78，被配置为执行根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理。
通过上述装置，确定存储装置中每一个物理块的状态信息；在物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；获取存储装置的迁移列表，根据迁移列表确定出目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；根据迁移列表、第一列表、第二列表对存储装置进行数据的写入管理，也就是说，通过实时检测物理块的状态完成写模式的动态切换，增加第一列表和第二列表用来维护物理块的状态，优化写入流程，提升写入效率，能够减少写放大，因此，可以解决现有技术中无法在保证存储装置可靠性的同时降低成本等问题，进一步的，能够在保证写入速度稳定的前提下实现在高读写频率下数据可靠性的数据写入，减少了因物理块中存在不可靠的TLC模式的物理块而导致搬移数据后引入错误比特翻转的概率。
在一个示例性实施例中，上述确定模块，还用于获取存储装置中每一个物理块的擦写次数以及执行每一次擦写的写入时间；比较擦写次数以及写入时间与物理块对应的目标写入模式的预设时间和目标写入模式的预设次数，以确定出物理块是否满足目标写入模式；根据比较结果、擦写次数、写入时间确定物理块的状态信息。
在一个示例性实施例中，上述确定模块，还用于在擦写次数大于预设次数，且写入时间小于预设时间的情况下，确定物理块不支持目标写入模式；在擦写次数大于预设次数，且写入时间不小于预设时间的情况下，确定物理块支持目标写入模式；在擦写次数小于预设次数的情况下，确定物理块支持目标写入模式。
也就是说，通过对物理块的擦写次数以及写入时间的获取，并与预设的标准TLC模式下物理块的预设次数以及预设时间进行比较，确定当前物理块是否依旧符合当作TLC模式的物理块使用，此外，需要说明的是，TLC模式下物理块的预设时间是指物理块对应的存储颗粒在发生写错误的写入时间，这个时间是会随着擦除和写入的次数变化而变化，在实际统计中，可以根据实现应用的场景对应设置所述写入时间的预设时间，继而对可能出现写错误的物理块进行筛选。例如，一个健康的物理块在第一次使用TLC模式的写入时间为1.3Ms，但是随着时间的变化以及擦写次数的增加，将导致该物理块的写入时间下降变为0.9Ms，但是0.9Ms时间不足以支撑数据通过TLC模式在物理块上进行完整的写入，因此，在使用TLC模式进行数据写入时，数据将会存在写错误。
在一个示例性实施例中，上述装置还包括：迁移模块，用于在物理块满足目标写入模式的情况下，从迁移列表中确定物理块对应的迁移节点，并将迁移节点上与物理块绑定的虚拟物理块上的数据迁移到物理块中，其中，迁移节点的组成为一个数据存储模式为3阶单元的物理块和3个数据存储模式为单层单元的虚拟物理块；在数据迁移完成的情况下，清除虚拟物理块对应的占用信息，其中，占用信息包括：占用标志位信息。
可以理解的是，迁移列表是一张用于记录需要进行数据搬移的信息表，迁移列表同时存在多个迁移节点，迁移节点保存了满足目标写入模式的一个物理块与其对应绑定的3个虚拟物理块的对应关系，继而在确定物理块满足目标写入模式(即TLC模式)时，根据迁移节点的关系将3个虚拟物理块中的数据迁移到对应的物理块中，并清除清除虚拟物理块对应的占用信息，进而在保证数据正确性的前提下，实现数据的迁移。
在一个示例性实施例中，上述第一保存模块还包括：转换单元，用于对第一列表中保存的目标物理块的数据存储模式进行变更；将目标物理块的数据存储模式由3阶单元转换为单层单元。
简而言之，当物理块不满足目标写入模式时，说明后续该物理块不能实现以目标写入模式的数据写入，并且为了保证持续写入数据的稳定性，对第一列表中存储的不可靠目标物理块进行使用模式的变更，将目标物理块由TLC模式对应转换为SLC模式，实现物理块的灵活使用。
在一个示例性实施例中，上述装置还包括：第二确定模块，用于将迁移节点在迁移列表中移除，并确定当前迁移节点是否为迁移列表的最后一个节点；在迁移节点为迁移列表的最后一个节点的情况下，结束执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移；在迁移节点不为迁移列表的最后一个节点的情况下，持续循环执行迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移。
在执行迁移列表对应节点上的数据迁移时，为了保证迁移完成后可以被快速知晓，对迁移过程中的每一个节点均进行是否为最后一个迁移节点的确认，在迁移列表中的迁移节点未到达最后一个节点之前，持续循环的执行对迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移，并在确定为当前节点为最后一个节点的情况下，结束迁移列表对应的数据迁移。
在一个示例性实施例中，上述管理模块，还用于接收写入命令进行解析，并申请数据存储模式为3阶单元的物理块作为存储块；在第一列表非空且存在未被使用的目标物理块的情况下，从第一列表中调用已经转换为单层单元的目标物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；在第一列表为空的情况下，从物理块池中申请一个单层单元的原始物理块作为目标虚拟物理块与存储块进行绑定；确定存储块对应的目标数量的目标虚拟物理块配置完成后，根据存储块以及目标虚拟物理块生成新的迁移节点，并将新的迁移节点添加到迁移列表中。
为了更好的实现数据的写入，在进行数据写入时，外接终端向存储装置发送写入命令，其中，所述写入命令用于指示待写入数据的数据信息，根据数据信息在存储装置中进行存储块的申请，如图4所示，将T2S表中一个未被使用的已完成TLC模式转SLC模式的目标物理块作为当前TLC模式的物理块的Pseudo虚拟块，在T2S表中没有可使用的目标物理块的前提下，在物理块池中的多个原始物理块中选择出与当前TLC模式的物理块绑定的Pseudo虚拟块，并生成新的迁移节点添加到迁移列表中，实现迁移列表根据写入数据的变更。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
S1，确定存储装置中每一个物理块的状态信息；
S2，在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，所述目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；
S3，获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，所述迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；
S4，根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理。
在一个示例性实施例中，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动存储装置、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
在一个示例性实施例中，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，确定存储装置中每一个物理块的状态信息；
S2，在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，所述目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；
S3，获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，所述迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；
S4，根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理。
在一个示例性实施例中，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，在一个示例性实施例中，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据的管理方法，其特征在于，包括：
确定存储装置中每一个物理块的状态信息；
在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，所述目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；
获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，所述迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；
根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定存储装置中每一个物理块的状态信息，包括：
获取所述存储装置中每一个所述物理块的擦写次数以及执行每一次擦写的写入时间；
比较所述擦写次数以及所述写入时间与所述物理块对应的目标写入模式的预设时间和所述目标写入模式的预设次数，以确定出所述物理块是否满足目标写入模式；
根据比较结果、所述擦写次数、所述写入时间确定所述物理块的状态信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，比较所述擦写次数以及所述写入时间与所述物理块对应的目标写入模式的预设时间和所述目标写入模式的预设次数，以确定出所述物理块是否满足目标写入模式，包括：
在所述擦写次数大于所述预设次数，且所述写入时间小于所述预设时间的情况下，确定所述物理块不支持所述目标写入模式；
在所述擦写次数大于所述预设次数，且所述写入时间不小于所述预设时间的情况下，确定所述物理块支持所述目标写入模式；
在所述擦写次数小于所述预设次数的情况下，确定所述物理块支持所述目标写入模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中之前，所述方法还包括：
在所述物理块满足目标写入模式的情况下，从迁移列表中确定所述物理块对应的迁移节点，并将所述迁移节点上与所述物理块绑定的虚拟物理块上的数据迁移到所述物理块中，其中，所述迁移节点的组成为一个数据存储模式为3阶单元的物理块和3个数据存储模式为单层单元的虚拟物理块；
在所述数据迁移完成的情况下，清除所述虚拟物理块对应的占用信息，其中，所述占用信息包括：占用标志位信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中之后，所述方法还包括：
对所述第一列表中保存的目标物理块的数据存储模式进行变更；
将所述目标物理块的所述数据存储模式由3阶单元转换为单层单元。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中之后，所述方法还包括：
将所述迁移节点在所述迁移列表中移除，并确定当前所述迁移节点是否为所述迁移列表的最后一个节点；
在所述迁移节点为所述迁移列表的最后一个节点的情况下，结束执行所述迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移；
在所述迁移节点不为所述迁移列表的最后一个节点的情况下，持续循环执行所述迁移列表中的迁移节点对应的数据的迁移。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理，包括：
接收写入命令进行解析，并申请数据存储模式为3阶单元的物理块作为存储块；
在所述第一列表非空且存在未被使用的目标物理块的情况下，从所述第一列表中调用已经转换为单层单元的目标物理块作为目标虚拟物理块与所述存储块进行绑定；
在所述第一列表为空的情况下，从物理块池中申请一个单层单元的原始物理块作为目标虚拟物理块与所述存储块进行绑定；
确定所述存储块对应的目标数量的所述目标虚拟物理块配置完成后，根据所述存储块以及所述目标虚拟物理块生成新的迁移节点，并将所述新的迁移节点添加到迁移列表中。
8.一种数据的管理装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，被配置为执行确定存储装置中每一个物理块的状态信息；
第一保存模块，被配置为执行在所述物理块不满足目标写入模式的情况下，将不满足目标写入模式的目标物理块的状态信息保存在第一列表中，其中，所述目标写入模式用于指示物理块支持多倍数据的迁移存储；
第二保存模块，被配置为执行获取所述存储装置的迁移列表，根据所述迁移列表确定出所述目标物理块在对应的迁移节点上绑定的虚拟物理块，并将所述虚拟物理块的信息保存在第二列表中，其中，所述迁移节点用指示目标物理块和虚拟物理块的对应关系；
管理模块，被配置为执行根据所述迁移列表、所述第一列表、所述第二列表对所述存储装置进行数据的写入管理。
9.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。
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