CN114356649A - 一种高性能和高安全性的数据保护方法及存储装置 - Google Patents

Abstract

一种高性能和高安全性的数据保护方法及存储装置，属于存储技术领域，其特征在于：通过采用多channel单ce副本存储、单channel多ce副本存储、多channel多ce副本存储的多种方式，将数据通过多副本保存，实现高性能存储，从而更高效率的利用I/O，能够有效降低单位数据写入的I/O资源占用，从而有效提高整个系统的性能，满足存储装置的数据高安全性和高性能要求。

Description

一种高性能和高安全性的数据保护方法及存储装置

技术领域

本发明属于存储技术领域，尤其涉及一种高性能和高安全性的数据保护方法及存储装置。

背景技术

在大数据来临的时代，数据的安全性变得尤为重要。而实际情况中，由于存储设备的老化等原因，常常会导致数据资料的丢失。当一些关键性数据出错时（如系统的CODE），甚至会导致整个系统的崩溃。面对一些对于数据安全有很高需求的场景（如身份验证，生物特征信息），数据的出错更是不可容忍的。

当前的存储装置为了满足高安全性数据存储时，通常会采用多副本存储。此时，其通常需要针对不同的channel和ce，逐个写入需要多副本保持的数据进行存储。这样的存储方式消耗较多的存储装置的I/O资源，进而影响整个系统的性能。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种高性能和高安全性的数据保护方法及存储装置。

第一方面，本发明提供一种高性能和高安全性的数据保护方法，采用多channel单ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在多个不同channel的一个ce上；

具体包括：

第一步，下发地址到不同channel上的ce中，等待各ce接收到写入地址；

第二步，将数据下发到不同channel的I/O上，其内的ce开始数据采样，等待数据到ce的内部缓存后，开始实际写入过程；

第三步，向不同channel下发check命令检查命令完成状态。

在本方面所述数据保护方法中，多个channel之间的写入地址可以相同、或完全不同或者部分不同；即某个channel中某个ce的写入地址与其他channel中的某个ce的写入地址没有必然关系。

第二方面，本发明提供一种高性能和高安全性的数据保护方法，采用单channel多ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在一个指定channel的多个不同ce上；具体包括：

第一步，下发地址到指定channel上的不同ce中，等待各ce接收到写入地址；

第二步，将数据下发到指定channel的I/O上，其内不同的ce开始数据采样，等待数据到ce的内部缓存后，开始实际写入过程。

第三步，向指定channel内的不同ce逐一下发check命令检查命令完成状态。

在本方面所述数据保护方法中，在一个指定channel中的多个ce进行多副本存储操作时，其数据只需在此channel的I/O上传输一次，所有选中的ce将同时接受该数据用于存储。如其指定channel内多个ce的写入地址相同，其地址信息也仅需要发送一次。

第三方面，本发明提供一种高性能和高安全性的数据保护方法，采用多channel多ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在多个不同channel的多个不同ce上；

所述多个不同channel所包括的每个单独的channel的多副本存储采用单channel多ce副本存储方式，每个单独的channel将数据通过多副本保存在一个指定channel的多个不同ce上。不同的channel间所具体采用的存储方式可有所不同，但每个channel内采用的多副本存储方式，与单channel多ce副本存储的步骤和要求一致。

进一步，本发明所述高性能和高安全性的数据保护方法，所述指定channel内的多个ce写入地址有不相同时，可单独发送地址到每个ce中；或将相同地址的ce同步发送，将不同地址的ce单独发送。

进一步，本发明所述高性能和高安全性的数据保护方法，当一次片选指定channel所有需要进行副本存储的ce时，在下发数据时仅需在channel总线上传输一次。

第四方面，本发明提供一种高性能和高安全性的数据存储装置，所述存储装置存储有计算机程序；所述计算机程序被执行时实现前述第一方面、第二方面、第三方面任意方面所述数据保护方法的步骤。

进一步，本发明所述高性能和高安全性的数据存储装置，所述存储装置的每个channel均设置有控制单元；多个channel能够同时并发执行存储操作。本发明所述存储装置支持单个channel的存储，也支持多个channel的存储。该存储装置通过控制单元为每个channel设置独立的控制资源，多个channel能够同时并发执行存储操作，从而确保多channel存储可以保持与单channel存储相同的高性能。

进一步，本发明所述高性能和高安全性的数据存储装置，所述存储操作中的数据输入至存储介质和数据在存储介质保存的过程均采取并发执行，确保多ce存储操作的高性能。

进一步，本发明所述高性能和高安全性的数据存储装置，所述数据输入至存储介质并发执行时，多ce的片选同时激活，一次在channel总线输入全部数据。此时，该channel上被片选激活的ce可以一次并同时获取到完整的存储数据。

进一步，本发明所述高性能和高安全性的数据存储装置，所述数据在存储介质保存并发执行时，多ce完成数据输入后，保持多ce的片选同时激活，一次并发完成数据保存；对于数据保存结果的检查，采取该多ce的片选之一选中并检查的方式。

本发明所述高性能和高安全性的数据保护方法及存储装置，采用多channel、多ce的方式实现高性能存储，从而更高效率的利用I/O，能够有效降低单位数据写入的I/O资源占用，从而有效提高整个系统的性能，满足存储装置的数据高安全性和高性能要求。

附图说明

图1为本发明实施例所述多channel单ce副本存储方式示意图；

图2为本发明实施例所述单channel多ce副本存储方式示意图；

图3为本发明实施例所述多channel多ce副本存储方式示意图；

图4为本发明实施例所述多channel单ce副本存储步骤示意图；

图5为本发明实施例所述单channel多ce副本存储步骤示意图；

图6为本发明实施例所述单channel多ce写入地址不同示意图；

图7为本发明实施例所述单channel多ce写入地址相同示意图；

图8为本发明实施例所述多channel多ce副本存储步骤示意图；

图9为本发明实施例所述命令序列组成示意图；

图10为本发明实施例所述单channel多ce副本存储方式中命令序列示意图；

图11为本发明实施例所述指定的channel中的多个ce地址不同状态示意图。

具体实施方式

下面通过附图及实施例对本发明所述高性能和高安全性的数据保护方法及存储装置进行详细说明。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，对本技术方案中所涉及的部分术语进行解释：channel：指通道，通常一个主控下面会支持多个通道；BBT：指坏块表，通常用来记录某些颗粒的坏块信息；ce：指通道中的某个chip；命令序列：一条命令序列组成通常包括命令开始标识符，地址，时延，数据进入过程，命令结束标识符，以及等待写入的时间和命令状态的check，结构如图9所示。

实施例一

本公开实例公开一种高性能和高安全性的数据保护方法，如图1所示，采用多channel单ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在多个不同channel的一个ce上；

具体包括如下步骤：

第一步，下发地址到不同channel上的ce中，等待各ce接收到写入地址；

第二步，将数据下发到不同channel的I/O上，其内的ce开始数据采样，等待数据到ce的内部缓存后，开始实际写入过程；

第三步，向不同channel下发check命令检查命令完成状态。

如图4所示，在本方面所述数据保护方法中，多个channel之间的写入地址可以相同、或完全不同或者部分不同；即某个channel中某个ce的写入地址与其他channel中的某个ce的写入地址没有必然关系。

实施例二

本公开实施例公开一种高性能和高安全性的数据保护方法，如图2所示，采用单channel多ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在一个指定channel的多个不同ce上；具体包括如下步骤：

第一步，下发地址到指定channel上的不同ce中，等待各ce接收到写入地址；

第二步，将数据下发到指定channel的I/O上，其内不同的ce开始数据采样，等待数据到ce的内部缓存后，开始实际写入过程。

第三步，向指定channel内的不同ce逐一下发check命令检查命令完成状态。

如图5所示，在本方面所述数据保护方法中，在一个指定channel中的多个ce进行多副本存储操作时，其数据只需在此channel的I/O上传输一次，所有选中的ce将同时接受该数据用于存储。如其指定channel内多个ce的写入地址相同，其地址信息也仅需要发送一次。

如图6所示，所述指定channel内的多个ce写入地址有不相同时，可单独发送地址到每个ce中；如图7所示将相同地址的ce同步发送，将不同地址的ce单独发送。同时，需要说明的是，本发明所述高性能和高安全性的数据保护方法，当一次片选指定channel所有需要进行副本存储的ce时，在下发数据时仅需在channel总线上传输一次。而在现有技术中的方案需要逐个片选该channel下的ce进行命令发送和数据传输，数据需要在channel总线上传输多次。

另外，本实施例以SSD针对BBT实现多副本存储为例，BBT采用单channel多ce副本存储，其每个ce的写入地址相同，进行数据多副本存储，其命令序列图如图10所示，具体步骤如下：

第一步，从HOST端接收BBT，也可以由固件扫描或者更新获得，将BBT的数据收集准备好，开始下一步。

第二步，在数据准备好之后，下发命令开始标识符和地址信息。根据地址信息来决定如何下发命令序列。当channel内的ce写入地址相同时，只需发送一次地址。具体为先下发命令开始标识符（80h），再发送地址信息。

第三步，完成各ce的地址发送后，经过指定延时，开始写入数据的逐个数据输入至存储介质。数据输入的过程，需要确保同时选中所有的ce。

第四步，等待数据输入完成时，数据就进入到存储介质内部的缓存空间。

第五步，当数据进入存储介质内部的缓存空间后，还需要写入到物理存储空间中。此时需要主动下发一个命令结束符（10h），当接收到命令结束标识符之后，开始将数据从缓存空间写入到物理存储空间之中。

第六步，接下来开始等待写入完成和状态的检查。在经过指定的等待写入的时间之后，开始对所有ce写入状态进行检查，可以发送读状态（70h，78h，71h）命令来检查写入情况。需要确认每个ce的写入都完成才说明此次操作完成。

需要补充说明的是，当实例中指定的channel中的多个ce的地址有不相同时，可以单独发送地址信息到每个ce中，如图11所示；也可以向地址信息相同的ce同时发送其地址信息，向地址信息不同的ce单独发送其地址信息。

实施例三

本公开实施例公开一种高性能和高安全性的数据保护方法，如图3所示，采用多channel多ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在多个不同channel的多个不同ce上；

所述多个不同channel所包括的每个单独的channel的多副本存储采用单channel多ce副本存储方式，每个单独的channel将数据通过多副本保存在一个指定channel的多个不同ce上。不同的channel间所具体采用的存储方式可有所不同，但每个channel内采用的多副本存储方式，与单channel多ce副本存储的步骤和要求一致如图8所示，channel a中的ce写入地址都相同，channel b中的ce写入地址完全不同，channel c的ce写入地址不完全相同。所以不同channel数和不同存储方式会使得多channel多ce副本存储有多种的组合方式。本公开实施例中所包括的每个单独的channel将数据通过多副本保存在一个指定channel的多个不同ce上的数据存储步骤与实施例二所述步骤相同，此处不再赘述。

实施例四

本公开实施例公开一种高性能和高安全性的数据存储装置，所述存储装置存储有计算机程序；所述计算机程序被执行时可实现前述实施例一、实施例二、实施例三任意实施例所述数据保护方法的步骤。

本实施例所述的高性能和高安全性的数据存储装置，所述存储装置的每个channel均设置有控制单元；多个channel能够同时并发执行存储操作。本发明所述存储装置支持单个channel的存储，也支持多个channel的存储。该存储装置通过控制单元为每个channel设置独立的控制资源，多个channel能够同时并发执行存储操作，从而确保多channel存储可以保持与单channel存储相同的高性能。本公开实施例所述存储装置支持指定channel内多个ce的写入地址相同时的多副本存储操作，也支持指定channel内多个ce的写入地址不同时的多副本存储操作，也支持指定channel内多个ce的写入地址部分相同和部分不同的多副本存储操作。

需要说明的是，本实施例所述高性能和高安全性的数据存储装置，所述存储操作中的数据输入至存储介质和数据在存储介质保存的过程均采取并发执行，确保多ce存储操作的高性能。所述数据输入至存储介质并发执行时，多ce的片选同时激活，一次在channel总线输入全部数据。此时，该channel上被片选激活的ce可以一次并同时获取到完整的存储数据。

需要说明的是，本实施例所述高性能和高安全性的数据存储装置，所述数据在存储介质保存并发执行时，多ce完成数据输入后，保持多ce的片选同时激活，一次并发完成数据保存；对于数据保存结果的检查，采取该多ce的片选之一选中并检查的方式。

显然，发明人认为上述实施例仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例，基于本发明中公开的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种高性能和高安全性的数据保护方法，其特征在于：采用多channel单ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在多个不同channel的一个ce上；

具体包括：

第一步，下发地址到不同channel上的ce中，等待各ce接收到写入地址；

第二步，将数据下发到不同channel的I/O上，其内的ce开始数据采样，等待数据到ce的内部缓存后，开始实际写入过程；

第三步，向不同channel下发check命令检查命令完成状态。

2.一种高性能和高安全性的数据保护方法，其特征在于：采用单channel多ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在一个指定channel的多个不同ce上；具体包括：

第一步，下发地址到指定channel上的不同ce中，等待各ce接收到写入地址；

第二步，将数据下发到指定channel的I/O上，其内不同的ce开始数据采样，等待数据到ce的内部缓存后，开始实际写入过程；

第三步，向指定channel内的不同ce逐一下发check命令检查命令完成状态。

3.一种高性能和高安全性的数据保护方法，其特征在于：采用多channel多ce副本存储方式，将数据通过多副本保存在多个不同channel的多个不同ce上；

所述多个不同channel所包括的每个单独的channel的多副本存储采用单channel多ce副本存储方式，每个单独的channel将数据通过多副本保存在一个指定channel的多个不同ce上。

4.根据权利要求2或3所述高性能和高安全性的数据保护方法，其特征在于：所述指定channel内的多个ce写入地址有不相同时，可单独发送地址到每个ce中；或将相同地址的ce同步发送，将不同地址的ce单独发送。

5.根据权利要求4所述高性能和高安全性的数据保护方法，其特征在于：当一次片选指定channel所有需要进行副本存储的ce时，在下发数据时仅需在channel总线上传输一次。

6.一种高性能和高安全性的数据存储装置，所述存储装置存储有计算机程序；其特征在于：所述计算机程序被执行时实现权利要求1-5任意一项所述数据保护方法的步骤。

7.根据权利要求6所述高性能和高安全性的数据存储装置，其特征在于：所述存储装置的每个channel均设置有控制单元；多个channel能够同时并发执行存储操作。

8.根据权利要求7所述高性能和高安全性的数据存储装置，其特征在于：所述存储操作中的数据输入至存储介质和数据在存储介质保存的过程均采取并发执行。

9.根据权利要求8所述高性能和高安全性的数据存储装置，其特征在于：所述数据输入至存储介质并发执行时，多ce的片选同时激活，一次在channel总线输入全部数据。

10.根据权利要求9所述高性能和高安全性的数据存储装置，其特征在于：所述数据在存储介质保存并发执行时，多ce完成数据输入后，保持多ce的片选同时激活，一次并发完成数据保存。

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