CN113986140B - 一种高传输率大容量云存储固态硬盘 - Google Patents

一种高传输率大容量云存储固态硬盘 Download PDF

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Abstract

本发明属于信息存储技术领域，具体公开一种高传输率大容量云存储固态硬盘，包括由N个块组构成的非易失性存储器，其中，第一块组具有多个数据块、第二块组具有多个数据块…第N块组具有多个数据块，云存储固态硬盘的内存系统还包括存储控制器，存储控制器能够对所述块组具有的数据块进行擦写操作，存储控制器基于各个数据块的擦写周期次数确定其剩余寿命，从而对数据块进行分类，包括冷数据块、温数据块和热数据块，并基于各个数据块的剩余寿命配置所述块组中的若干个数据块作为缓和数据块，所述缓和数据块基于各个数据块的剩余寿命动态调整数据存储位置，本发明解决了由于固态硬盘中的数据块的被擦写次数不同，导致的数据块损耗不均衡的问题。

Description

一种高传输率大容量云存储固态硬盘
技术领域
本发明属于信息存储技术领域，具体涉及一种高传输率大容量云存储固态硬盘。
背景技术
固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，具有读写速度快、防震抗摔性、低功耗等优点，被广泛应用于计算机存储，固态硬盘内部包括多个数据块，数据块的寿命通常是有限的，不能进行无限次的擦写操作，而现有技术中存在固态硬盘中的部分数据块被频繁擦写，另外部分的数据块因长时间未被访问，其被擦写的次数较少，由此出现固态硬盘中的各个数据块的被擦写次数不同，以及各个数据块损耗不均衡的问题。
发明内容
针对上述提出的技术问题，本发明提供一种高传输率大容量云存储固态硬盘，致力于使固态硬盘上各个数据块被均衡使用，即各个数据块的被擦写次数相近，避免因各个数据块损耗不均衡的问题造成硬盘不能正常使用。
为了实现上述的发明目的，给出如下所述的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，具体包括：
一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其特征在于，所述云存储固态硬盘的内存系统包括由N个块组构成的非易失性存储器，其中，第一块组具有多个数据块、第二块组具有多个数据块…第N块组具有多个数据块，所述云存储固态硬盘的内存系统还包括存储控制器，存储控制器能够对所述块组具有的数据块进行擦写操作，所述存储控制器基于各个数据块的擦写周期次数确定其剩余寿命，从而对数据块进行分类，包括冷数据块、温数据块和热数据块，并基于各个数据块的剩余寿命配置所述块组中的若干个数据块作为缓和数据块，所述缓和数据块基于各个数据块的剩余寿命动态调整数据存储位置。
作为一种优选技术方案，所述缓和数据块基于各个数据块的剩余寿命动态调整数据的存储位置的过程包括，首先将上述的热数据块中存储的数据复制到上述的缓和数据块中，接着将上述的冷数据块中存储的数据复制到上述的热数据块中，最后将缓和数据块中存储的原热数据块中的数据复制到上述的冷数据块中，进而借助于缓和数据块完成原热数据块与原冷数据块的数据交换。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，首先计算硬盘上不同块组内的各个数据块的剩余寿命，接着基于各个数据块的剩余寿命将数据块分为冷数据块、温数据块和热数据块，然后从温数据块中选择若干数据块作为缓和数据块，最后基于该缓和数据块完成了冷数据块与热数据块的数据交换，同时解决了现有技术中存在固态硬盘中的部分数据块被频繁擦写，另外部分的数据块因长时间未被访问，其被擦写的次数较少，由此出现固态硬盘中的各个数据块的被擦写次数不同，以及各个数据块损耗不均衡的问题。
附图说明
图1为本发明的一种高传输率大容量云存储固态硬盘的组成结构图；
图2为本发明的固态硬盘的块组的组成结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
参考如图1至图2所示，本发明提供一种高传输率大容量云存储固态硬盘，具体包括：
一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其特征在于，所述云存储固态硬盘的内存系统包括由N个块组构成的非易失性存储器，其中，第一块组具有多个数据块、第二块组具有多个数据块…第N块组具有多个数据块，所述云存储固态硬盘的内存系统还包括存储控制器，存储控制器能够对所述块组具有的数据块进行擦写操作，所述存储控制器基于各个数据块的擦写周期次数确定其剩余寿命，从而对数据块进行分类，包括冷数据块、温数据块和热数据块，并基于各个数据块的剩余寿命配置所述块组中的若干个数据块作为缓和数据块，所述缓和数据块基于各个数据块的剩余寿命动态调整数据存储位置。
进一步的，本发明的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其中，存储控制器基于各个数据块的擦写周期次数确定其剩余寿命的过程包括，首先获取硬盘上不同块组中的各个数据块的已被执行的数据擦除操作次数和数据写入操作次数，并得到各个数据块已经完成的擦写周期次数，其中，对数据块进行一次擦除操作以后，接着再进行一次数据写入操作，为数据块的一个擦写周期，接着计算各个数据块的剩余寿命，具体的，剩余寿命＝最大擦写周期次数-已完成的擦写周期次数。
进一步的，本发明的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其中，存储控制器基于各个数据块的剩余寿命对数据块进行分类的过程包括，将剩余寿命大于等于其最大擦写周期次数的80％的数据块划分为冷数据块，将剩余寿命大于其最大擦写周期次数的20％且小于80％的数据块划分为温数据块，将剩余寿命小于等于其最大擦写周期次数的20％的数据块划分为热数据块。
进一步的，本发明的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其中，存储控制器基于各个数据块的剩余寿命配置块组中的若干个数据块作为缓和数据块的过程包括，首先获取块组中的全部温数据块，接着按照数据块的剩余寿命从大到小对全部温数据块进行排序，最后依次按序从全部温数据块中选择一个数据块作为缓和数据块。
进一步的，本发明的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其中，缓和数据块基于各个数据块的剩余寿命动态调整数据的存储位置的过程包括，首先将上述的热数据块中存储的数据复制到上述的缓和数据块中，接着将上述的冷数据块中存储的数据复制到上述的热数据块中，最后将缓和数据块中存储的原热数据块中的数据复制到上述的冷数据块中，进而借助于缓和数据块完成原热数据块与原冷数据块的数据交换。
综上所述，本发明的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，首先计算硬盘上不同块组内的各个数据块的剩余寿命，接着基于各个数据块的剩余寿命将数据块分为冷数据块、温数据块和热数据块，然后从温数据块中选择若干数据块作为缓和数据块，最后基于该缓和数据块完成了冷数据块与热数据块的数据交换，同时解决了现有技术中存在固态硬盘中的部分数据块被频繁擦写，另外部分的数据块因长时间未被访问，其被擦写的次数较少，由此出现固态硬盘中的各个数据块的被擦写次数不同，以及各个数据块损耗不均衡的问题。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其特征在于，所述云存储固态硬盘的内存系统包括由N个块组构成的非易失性存储器，其中，第一块组具有多个数据块、第二块组具有多个数据块…第N块组具有多个数据块，所述云存储固态硬盘的内存系统还包括存储控制器，存储控制器能够对所述块组具有的数据块进行擦写操作，所述存储控制器基于各个数据块的擦写周期次数确定其剩余寿命，从而对数据块进行分类，包括冷数据块、温数据块和热数据块，并基于各个数据块的剩余寿命配置所述块组中的若干个数据块作为缓和数据块，所述缓和数据块基于各个数据块的剩余寿命动态调整数据存储位置；
所述存储控制器基于各个数据块的剩余寿命配置块组中的若干个数据块作为缓和数据块的过程包括，首先获取块组中的全部温数据块，接着按照数据块的剩余寿命从大到小对全部温数据块进行排序，最后依次按序从全部温数据块中选择一个数据块作为缓和数据块；
所述缓和数据块基于各个数据块的剩余寿命动态调整数据的存储位置的过程包括，首先将上述的热数据块中存储的数据复制到上述的缓和数据块中，接着将上述的冷数据块中存储的数据复制到上述的热数据块中，最后将缓和数据块中存储的原热数据块中的数据复制到上述的冷数据块中，进而借助于缓和数据块完成原热数据块与原冷数据块的数据交换。
2.根据权利要求1所述的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其特征在于，所述存储控制器基于各个数据块的擦写周期次数确定其剩余寿命的过程包括，首先获取硬盘上不同块组中的各个数据块的已被执行的数据擦除操作次数和数据写入操作次数，并得到各个数据块已经完成的擦写周期次数，其中，对数据块进行一次擦除操作以后，接着再进行一次数据写入操作，为数据块的一个擦写周期，接着计算各个数据块的剩余寿命，具体的，剩余寿命＝最大擦写周期次数-已完成的擦写周期次数。
3.根据权利要求1所述的一种高传输率大容量云存储固态硬盘，其特征在于，所述存储控制器基于各个数据块的剩余寿命对数据块进行分类的过程包括，将剩余寿命大于等于其最大擦写周期次数的80％的数据块划分为冷数据块，将剩余寿命大于其最大擦写周期次数的20％且小于80％的数据块划分为温数据块，将剩余寿命小于等于其最大擦写周期次数的20％的数据块划分为热数据块。
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