CN115185455A - Ssd数据拷贝的加速实现方法、装置和计算机设备 - Google Patents

Ssd数据拷贝的加速实现方法、装置和计算机设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种SSD数据拷贝的加速实现方法、装置、计算机设备和存储介质，其中该方法包括：固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。本发明在NFI中设计一个硬件急速加速机制，将NAND中一个Block中的数据快速写入到另外一个Block中，无需内存且减少固件的操作，进而有效地提升数据拷贝效率。

Description

SSD数据拷贝的加速实现方法、装置和计算机设备
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域，特别是涉及一种SSD数据拷贝的加速实现方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
SSD(Solid State Drive，固态硬盘)作为一种新型存储介质，其采用NAND颗粒作为数据存储，已经广泛应用于PC，笔记本，服务器等各个领域并逐渐取代HDD(Hard DiskDrive，机械硬盘)成为存贮领域的主流应用产品，其最大优势在于很高的读写性能。
目前，随着NAND的制程越来越先进，需要SSD控制器用不同的扰码种子先对写入的数据进行扰码，然后再写入到NAND，用于增强Page间的数据抗干扰性，当需要将一个Block中数据拷贝到另外一个Block时，需要固件申请一块内存，把数据读取到内存中，然后再将内存中的数据写入到另外一个Block中，这个过程需要固件多次参与，且需要额外的内存来缓存数据，进而导致数据拷贝效率低下。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种SSD数据拷贝的加速实现方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种SSD数据拷贝的加速实现方法，所述方法包括：
固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；
将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；
所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；
当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；
若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。
在其中一个实施例中，所述将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验的步骤包括：
NFI将源数据从NAND的Block中读出，同时进行ECC纠错和校验。
在其中一个实施例中，所述当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果的步骤包括：
当所有数据读取完成后，NFI的硬件加速模块检查ECC校验结果，判断是否存在数据错误。
在其中一个实施例中，在所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入的步骤之后还包括：
固件检查NFI是否完成写入，若写入完成则数据拷贝结束。
一种SSD数据拷贝的加速实现装置，所述SSD数据拷贝的加速实现装置包括：
第一下发模块，所述第一下发模块用于固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；
校验模块，所述校验模块用于将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；
写入模块，所述写入模块用于所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；
第一检查模块，所述第一检查模块用于当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；
第二下发模块，所述第二下发模块用于若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。
在其中一个实施例中，所述校验模块还用于：
NFI将源数据从NAND的Block中读出，同时进行ECC纠错和校验。
在其中一个实施例中，所述第一检查模块还用于：
当所有数据读取完成后，NFI的硬件加速模块检查ECC校验结果，判断是否存在数据错误。
在其中一个实施例中，所述装置还包括第二检查模块，所述第二检查模块用于：
固件检查NFI是否完成写入，若写入完成则数据拷贝结束。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其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上述任意一项方法的步骤。
上述SSD数据拷贝的加速实现方法、装置、计算机设备和存储介质，通过固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。本发明在NFI中设计一个硬件急速加速机制，将NAND中一个Block中的数据快速写入到另外一个Block中，无需内存且减少固件的操作，进而有效地提升数据拷贝效率。
附图说明
图1为现有SSD结构下实现数据搬移过程前半部分的示意图；
图2为现有SSD结构下实现数据搬移过程后半部分的示意图；
图3为一个实施例中SSD数据拷贝的加速实现方法的流程示意图；
图4为另一个实施例中SSD数据拷贝的加速实现方法的流程示意图；
图5为本发明中包含硬件加速模块的数据搬移过程的示意图；
图6为一个实施例中SSD数据拷贝的加速实现装置的结构框图；
图7为另一个实施例中SSD数据拷贝的加速实现装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
目前，参考图1和图2所示的现有SSD结构下实现数据搬移过程的示意图，其具体地实现过程如下：
步骤1.固件在RAM中申请一块内存。
步骤2.固件下发读数据的描述符给NFI，进行NAND的数据读取。
步骤3.NFI将数据从NAND中读取，并进行ECC纠错以及校验，并缓存到RAM中。
步骤4.固件检查NFI是否完成数据读取且经过NFI的ECC校验是否正确，如果是，进行下一步。
步骤5.固件下方写数据的描述符给NFI，进行NAND的数据写入。
步骤6.NFI将数据从RAM中读取，并写入到NAND中。
步骤7.固件检查NFI是否完成写入，如果完成，进行下一步。
步骤8.释放步骤1申请的内存。
从上可以看到，为了实现NAND中数据拷贝需要固件多次参与：申请/释放内存、多次下方给NFI描述符、需要SSD保留额外内存能够被申请到，否则无法及时完成拷贝流程，这些缺陷降低了数据拷贝效率。
基于此，本发明提出了一种SSD数据拷贝的加速实现方法，旨在可以减少固件的操作，提升数据拷贝的效率。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种SSD数据拷贝的加速实现方法，该方法包括：
步骤302，固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，NFI中设有硬件加速模块；
步骤304，将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；
步骤306，硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；
步骤308，当所有数据读取完成后，硬件加速模块检查数据校验的结果；
步骤310，若所有的数据均正确，则硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。
在本实施例中，提供了一种SSD数据拷贝的加速实现方法，该方法在NFI中设计一个HW ACC(硬件加速)加速机制，将NAND中一个Block中的数据快速写入到另外一个Block中，无需内存且减少固件的操作，具体包括如下步骤：
首先，固件下发拷贝数据的描述符给NFI(NAND Flash Interface，用来实现NANDFlash读写操作的驱动层)进行NAND的数据拷贝，区别于现有技术中的NFI，本方案中的NFI设计一个硬件加速模块。
接着，将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中。
当所有数据读取完成后，硬件加速模块检查数据校验的结果；若所有的数据均正确，则硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。
在本实施例中，通过固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。本发明在NFI中设计一个硬件急速加速机制，将NAND中一个Block中的数据快速写入到另外一个Block中，无需内存且减少固件的操作，进而有效地提升数据拷贝效率。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种SSD数据拷贝的加速实现方法，该方法包括：
步骤402，固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，NFI中设有硬件加速模块；
步骤404，NFI将源数据从NAND的Block中读出，同时进行ECC纠错和校验；
步骤406，硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；
步骤408，当所有数据读取完成后，NFI的硬件加速模块检查ECC校验结果，判断是否存在数据错误；
步骤410，若所有的数据均正确，则硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入；
步骤412，固件检查NFI是否完成写入，若写入完成则数据拷贝结束。
参考图5所示的包含硬件加速模块的数据搬移过程的示意图，在本实施例中提供了一种SSD数据拷贝的加速实现方法，其具体流程如下：
步骤1.固件下发拷贝数据的描述符给NFI，进行NAND的数据的拷贝。
步骤2.NFI将源数据从NAND的一个Block中读出，同时进行ECC纠错和校验
步骤3.NFI的HW ACC同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中。
步骤4.当所有数据读取完之后，NFI HW ACC检查ECC校验结果，如果正确，进行下一步。
步骤5.NFI的HW ACC下发NAND的Program done命令给到NAND进行数据的写入。
步骤6.固件检查NFI是否完成写入，如果完成则结束。
显然，该方案与传统的数据拷贝方法相比，不仅无需内存，且减少了大量的固件操作以及中间环节，有效地提升了数据拷贝的效率。
应该理解的是，虽然图1-5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，图1-5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。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种SSD数据拷贝的加速实现装置600，该装置包括：
第一下发模块601，所述第一下发模块用于固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；
校验模块602，所述校验模块用于将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；
写入模块603，所述写入模块用于所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；
第一检查模块604，所述第一检查模块用于当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；
第二下发模块605，所述第二下发模块用于若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。
在一个实施例中，校验模块602还用于：
NFI将源数据从NAND的Block中读出，同时进行ECC纠错和校验。
在一个实施例中，第一检查模块604还用于：
当所有数据读取完成后，NFI的硬件加速模块检查ECC校验结果，判断是否存在数据错误。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种SSD数据拷贝的加速实现装置600，该装置还包括第二检查模块606，所述第二检查模块用于：
固件检查NFI是否完成写入，若写入完成则数据拷贝结束。
关于SSD数据拷贝的加速实现装置的具体限定可以参见上文中对于SSD数据拷贝的加速实现方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器以及网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种SSD数据拷贝的加速实现方法。
本领域技术人员可以理解，图8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的限定，具体的计算机设备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。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上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。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种SSD数据拷贝的加速实现方法，所述方法包括：
固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；
将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；
所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；
当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；
若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。
2.根据权利要求1所述的SSD数据拷贝的加速实现方法，其特征在于，所述将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验的步骤包括：
NFI将源数据从NAND的Block中读出，同时进行ECC纠错和校验。
3.根据权利要求2所述的SSD数据拷贝的加速实现方法，其特征在于，所述当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果的步骤包括：
当所有数据读取完成后，NFI的硬件加速模块检查ECC校验结果，判断是否存在数据错误。
4.根据权利要求1-3任一项所述的SSD数据拷贝的加速实现方法，其特征在于，在所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入的步骤之后还包括：
固件检查NFI是否完成写入，若写入完成则数据拷贝结束。
5.一种SSD数据拷贝的加速实现装置，其特征在于，所述SSD数据拷贝的加速实现装置包括：
第一下发模块，所述第一下发模块用于固件下发拷贝数据的描述符给NFI进行NAND的数据拷贝，所述NFI中设有硬件加速模块；
校验模块，所述校验模块用于将源数据从NAND的Block中读出并进行数据校验；
写入模块，所述写入模块用于所述硬件加速模块同时将NFI读取的数据写入到NAND的目的Block中；
第一检查模块，所述第一检查模块用于当所有数据读取完成后，所述硬件加速模块检查数据校验的结果；
第二下发模块，所述第二下发模块用于若所有的数据均正确，则所述硬件加速模块下发NAND的项目完成命令给到NAND进行数据的写入。
6.根据权利要求5所述的SSD数据拷贝的加速实现装置，其特征在于，所述校验模块还用于：
NFI将源数据从NAND的Block中读出，同时进行ECC纠错和校验。
7.根据权利要求6所述的SSD数据拷贝的加速实现装置，其特征在于，所述第一检查模块还用于：
当所有数据读取完成后，NFI的硬件加速模块检查ECC校验结果，判断是否存在数据错误。
8.根据权利要求5-7任一项所述的SSD数据拷贝的加速实现装置，其特征在于，所述装置还包括第二检查模块，所述第二检查模块用于：
固件检查NFI是否完成写入，若写入完成则数据拷贝结束。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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