CN115933995B - 固态硬盘中数据写入方法、装置、电子设备及可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固态硬盘中数据写入方法、装置、电子设备及可读介质，涉及计算机及存储技术领域，通过获取块数据写入指令，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据，块数据与预设的逻辑物理块映射表对应，基于块数据写入指令固态硬盘根据块大小自适应功能设置块大小规格，依据块大小规格在固态硬盘中确定物理块地址，预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个物理块地址，物理块地址用于标识所述块数据写入存储颗粒的目的地址，将块数据写入物理块地址对应的存储颗粒中，并将物理块地址更新至逻辑物理块映射表，实现通过用户命令基于块大小自适应功能设置块大小，采用逻辑物理块映射表聚合管理机制减少逻辑物理块映射表维护次数，提高写数据性能。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种固态硬盘中数据写入方法、一种固态硬盘中数据写入装置、一种电子设备以及一种计算机可读介质。
背景技术
在现有的针对固态硬盘写数据过程中，除了对用户数据操作，还需要对固态硬盘现有的内部管理的元数据进行支撑，例如L2P（Logical To Physical Mapping Table，逻辑物理块映射表）表的更新等，往往需要对固态硬盘的性能和物理成本进行综合考虑。根据用户数据的传递路径，大体分为如下几步：操作系统下发写数据指令，固态硬盘接收到写指令后，获取可用的NAND（存储颗粒）物理地址(PBA，Physical Block Address),再对要写的L2P表拿锁读，然后将数据搬移到DDR（Double Data Rate，内存条）中，最后更新L2P表并释放锁等，操作系统以数据块为单位下发数据，数据最终写入的物理单元为PBA，固态硬盘会对LBA（Logical Block Address，逻辑块地址）和固态存储单元物理块PBA进行映射，L2P表即是对逻辑块地址和物理块地址进行管理的数据结构，固态硬盘会在DDR中建立这种映射关系。
写数据流程中过多的步骤和不合理的操作都会对固态硬盘的性能产生消极影响，而要兼顾功能和性能，在特点用户场景下又要追求性能和成果的极限，就需要对固态硬盘进行针对性的优化。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种固态硬盘中数据写入方法和相应的一种固态硬盘中数据写入装置、电子设备以及存储介质。
本发明实施例公开了一种固态硬盘中数据写入方法，所述固态硬盘具有块大小自适应功能，所述固态硬盘包含若干个存储颗粒，所述方法包括：
获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
基于所述块数据写入指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
可选的，所述方法还包括：
基于所述块大小规格，根据所述预设数量个逻辑块地址中的逻辑块地址计算所述逻辑物理块映射表的地址。
可选的，所述方法还包括：
依据所述逻辑物理块映射表的地址，对所述逻辑物理块映射表进行锁操作。
可选的，所述方法还包括：
当完成将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中之后，解除所述锁操作，返回写入操作结束消息。
可选的，所述方法还包括：
根据所述块大小规格设置所述逻辑物理块映射表的颗粒度大小；
使用预设的两个四字节表示所述逻辑物理块映射表。
可选的，所述物理块地址有与之对应的物理块，所述物理块包含多个存储颗粒，所述将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中的步骤包括：
确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入；
若否，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块；
若是，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块以及与所述物理块相邻的下一个物理块。
可选的，所述确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入的方法包括：
确定所述物理块地址对应的物理块的空间是否充足；
若否，则跨物理块写入。
可选的，所述两个四字节与所述物理块对应，所述方法还包括：
当通过跨物理块写入时，分别记录所述两个四字节对应的物理块中的数据；
当不通过跨物理块写入时，记录所述两个四字节中第一个四字节对应的物理块中的数据。
可选的，所述方法还包括：
当接收到所述块数据读出命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据。
可选的，所述依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若否，则依据所述逻辑物理块映射表中的物理块地址读取所述存储颗粒中的数据；
若是，则依据所述逻辑物理块映射表中的所述物理块地址，依次从两个物理块的所述存储颗粒中读取数据。
可选的，所述方法还包括：
当接收到针对所述块数据的垃圾回收命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除。
可选的，所述依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若是，则确定所要移除的物理块对应的四字节，修改所述四字节对应的所述物理块中的数据。
可选的，所述固态硬盘还与内存条通信连接，所述方法还包括：
将所述块数据暂存至所述内存条中。
可选的，所述方法还包括：
判断所述内存条中的数据量是否达到预设数据量；
若是，则将所述内存条中的数据写入所述固态硬盘的存储颗粒中。
可选的，所述方法还包括：
通过所述内存条建立所述逻辑物理块映射表中的映射关系。
可选的，所述固态硬盘设置有固定块大小模式，所述获取块数据写入操作指令之前的步骤包括：
当用户选择所述固定块大小模式时，所述固态硬盘开启所述块大小自适应功能。
可选的，所述块数据为用户数据，所述用户数据通过预设的主机下发。
本发明实施例还公开了一种固态硬盘中数据写入装置，其特征在于，所述固态硬盘具有块大小自适应功能，所述固态硬盘包含若干个存储颗粒，所述装置包括：
获取模块，用于获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
设置模块，用于基于所述写入操作指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
确定模块，用于依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
更新模块，用于将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
本发明实施例还公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如本发明实施例所述的方法。
本发明实施例还公开了一个或多个计算机可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明实施例所述的方法。
本发明实施例包括以下优点：通过获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据，块数据与预设的逻辑物理块映射表对应，基于块数据写入指令，固态硬盘根据块大小自适应功能设置块大小规格，依据块大小规格在固态硬盘中确定物理块地址，预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个物理块地址，物理块地址用于标识所述块数据写入存储颗粒的目的地址，将块数据写入物理块地址对应的存储颗粒中，并将物理块地址更新至逻辑物理块映射表中，从而实现采用根据块大小自适应功能，通过用户命令基于块大小自适应功能设置块大小，并开启自适应功能；采用逻辑物理块映射表聚合管理的机制，减少了逻辑物理块映射表维护的次数，提高了写数据的性能。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的一种固态硬盘中数据写入方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中提供的另一种固态硬盘中数据写入方法的步骤流程图；
图3是本发明实施例中提供的一种固态硬盘中数据写入方法的流程图；
图4是本发明实施例中提供的一种固态硬盘中数据写入装置的结构框图；
图5是本发明实施例中提供的一种电子设备的框图；
图6是本发明实施例中提供的一种计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
为便于本领域技术人员更好地理解本申请，以下以128k块数据的写流程为例，对现有技术进行简单介绍：
1、接收128k块数据，其中，块数据中包含32个4K的逻辑块地址中的数据；
2、根据逻辑块地址计算出对应的逻辑物理块映射表的地址；
3、根据计算出的逻辑物理块映射表地址对逻辑物理块映射表进行锁操作，其中，一个逻辑物理块映射表为一个四字节,表示4k大小的数据；
4、将块数据从主机暂存至内存条中；
5、为逻辑块地址申请逻辑物理块地址；
6、将申请的逻辑物理块地址更新到逻辑物理块映射表中，并解锁逻辑物理块映射表；
7、32个逻辑块地址中的数据依次执行2-6的步骤,需要进行32次。
8、当内存条中数据量达到写入存储颗粒条件时，将内存条中数据写入存储颗粒。
可知，现有的写数据流程中，步骤过多，比较繁琐，并且需多次对逻辑物理块映射表进行锁操作，会影响固态硬盘写操作的性能。
本发明的核心构思在于，通过采用固态硬盘的块大小自适应功能，当用户选择固定块大小模式时，固态硬盘开启所述块大小自适应功能，根据块大小规格设置逻辑物理块映射表的颗粒度大小，从而实现将多个逻辑块地址聚合处理，缩减逻辑物理块映射表使用空间，与现有技术相比，逻辑物理块映射表的表征颗粒度变大，减少逻辑物理块映射表维护成本，提高了大块数据读写性。
参照图1，示出了本发明实施例中提供的一种固态硬盘中数据写入方法的步骤流程图，所述固态硬盘具有块大小自适应功能，所述固态硬盘包含若干个存储颗粒，具体可以包括如下步骤：
步骤101，获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
固态硬盘（Solid State Disk或Solid State Drive，简称SSD），又称固态驱动器，是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。固态硬盘中最小的文件存储单位，叫做Page（页），包括4KB或者8KB(1KB=1024字节)。任何文件占用的空间必须是整数个Page。一组固定的规律性组合的Page组成Block（块），一般128个或者256个Page组成一个Block。
固态硬盘包含若干个存储颗粒（NAND）。在一示例中，如果存储颗粒的一个Page是4KB，128个Page组成一个Block，任何的擦除操作都必须是整数个Block。也就是说如果要擦除存储颗粒里面存储的信息，每次最少擦除一个Block，也可以擦除任意正整数个Block。
在本发明实施例中，固态硬盘具有块大小自适应功能，当开启块大小自适应功能之后，可以按照块大小将数据写入固态硬盘中。本发明实施例中的逻辑物理块映射表，用来映射逻辑块地址到物理块地址，即通过逻辑地址查找物理地址，再对实际的内存单元做读写访问。逻辑块地址(Logical Block Address, LBA)是描述计算机存储设备上数据所在区块的通用机制。物理块地址（Physical Block Address，PBA）是计算机数据存储装置上用来表示数据所在位置的通用机制。
块数据写入指令可以由用户通过操作系统发送，获取到的块数据写入指令中同时包含块数据，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据，在一示例中，若块数据大小为128k，则包含32个4k的逻辑块地址中的数据。针对块数据，存在预设的逻辑物理块映射表与之对应。可以理解的是，以上块数据大小仅仅作为示例，本发明对此不做限制。
步骤102，基于所述块数据写入指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
根据获取到的块数据写入指令，固态硬盘的块大小自适应功能可以设置块大小规格。在一示例中，可以将块大小规格设置为128k。
步骤103，依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
为了能够将块数据全部写入固态硬盘中，需要依据块大小的规格，在固态硬盘中申请物理块地址，物理块地址可以标识块数据写入存储颗粒的目的地址。在本实施例中，预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个物理块地址。因此，本发明实施例中，在块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据的情况下，只需使用一个逻辑物理块映射表即可。采用L2P聚合管理的机制，可以减少L2P表维护的次数。
步骤104，将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
在确定物理块地址之后，即可将块数据写入物理块地址对应的存储颗粒中，并且将物理块地址更新至逻辑物理块映射表中，从而完成块数据写入操作。
本发明实施例通过获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据，块数据与预设的逻辑物理块映射表对应，基于块数据写入指令，固态硬盘根据块大小自适应功能设置块大小规格，依据块大小规格在固态硬盘中确定物理块地址，预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个物理块地址，物理块地址用于标识所述块数据写入存储颗粒的目的地址，将块数据写入物理块地址对应的存储颗粒中，并将物理块地址更新至逻辑物理块映射表中，从而实现采用根据块大小自适应功能，通过用户命令基于块大小自适应功能设置块大小，并开启自适应功能；采用逻辑物理块映射表聚合管理的机制，减少了逻辑物理块映射表维护的次数，提高了写数据的性能。
参照图2，示出了本发明实施例中提供的另一种固态硬盘中数据写入方法的步骤流程图，所述固态硬盘具有块大小自适应功能，所述固态硬盘包含若干个存储颗粒，具体可以包括如下步骤：
步骤201，获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
在本发明实施例中，固态硬盘具有块大小自适应功能，当开启块大小自适应功能之后，可以按照块大小将数据写入固态硬盘中。本发明实施例中的逻辑物理块映射表，用来映射逻辑块地址到物理块地址，即通过逻辑地址查找物理地址，再对实际的内存单元做读写访问。逻辑块地址是描述计算机存储设备上数据所在区块的通用机制。物理块地计算机数据存储装置上用来表示数据所在位置的通用机制。
块数据写入指令可以由用户通过操作系统发送，获取到的块数据写入指令中同时包含块数据，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据，在一示例中，若块数据大小为128k，则包含32个4k的逻辑块地址中的数据。针对块数据，存在预设的逻辑物理块映射表与之对应。可以理解的是，以上块数据大小仅仅作为示例，本发明对此不做限制。
在本发明一可选实施例中，所述固态硬盘设置有固定块大小模式，所述获取块数据写入操作指令之前的步骤包括：
当用户选择所述固定块大小模式时，所述固态硬盘开启所述块大小自适应功能。
在本发明实施例中，固态硬盘中设置了固定块大小模式，如果用户选择固定块大小场景，固态硬盘随之进入固定块大小模式，进入固定块大小模式之后，固态硬盘即可开启块大小自适应功能。
步骤202，基于所述块数据写入指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
根据获取到的块数据写入指令，固态硬盘的块大小自适应功能可以设置块大小规格。在一示例中，可以将块大小规格设置为128k。
步骤203，基于所述块大小规格，根据所述预设数量个逻辑块地址中的逻辑块地址计算所述逻辑物理块映射表的地址。
在本发明实施例中，由于逻辑物理块映射表中映射块数据相关的信息，逻辑物理块映射表与块大小的规格有关。在计算逻辑物理块映射表的地址时，可以基于预设数量个逻辑块地址中的逻辑块地址进行计算，优选的，可以选择预设数量个逻辑块地址中的第一个逻辑块地址进行计算。在一示例中，如果一个逻辑块地址使用一个DWORD（四字节）表示，第一个逻辑块地址为2,对应的逻辑物理块映射表的地址就是2*1DWORD。
在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：
根据所述块大小规格设置所述逻辑物理块映射表的颗粒度大小；
在一示例中，如果块数据大小为128K,那么可以设置对应的逻辑物理块映射表的颗粒度也为128k。
使用预设的两个四字节表示所述逻辑物理块映射表。
在本发明实施例中，可以使用两个四字节（DWORD）表示逻辑物理块映射表，即可用DWORD1和DWORD2表示一个逻辑物理块映射表，将逻辑物理块映射表视为一个整体。
步骤204，依据所述逻辑物理块映射表的地址，对所述逻辑物理块映射表进行锁操作。
在计算出逻辑物理块映射表的地址之后，可以依据逻辑物理块映射表的地址对逻辑物理块映射表进行锁操作，锁操作是通过主控芯片的硬件单元实现的，对逻辑块地址进行锁操作可以保证写入操作的完整性。
步骤205，依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
为了能够将块数据全部写入固态硬盘中，需要依据块大小的规格，在固态硬盘中申请物理块地址，物理块地址可以标识块数据写入存储颗粒的目的地址。在本实施例中，预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个物理块地址。因此，本发明实施例中，在块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据的情况下，只需使用一个逻辑物理块映射表即可。采用L2P聚合管理的机制，可以减少L2P表维护的次数。
步骤206，将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
在确定物理块地址之后，即可将块数据写入物理块地址对应的存储颗粒中，并且将物理块地址更新至逻辑物理块映射表中，从而完成块数据写入操作。
步骤207，当完成将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中之后，解除所述锁操作，返回写入操作结束消息。
当完成将物理块地址更新至逻辑物理块映射表中之后，就解除锁操作，并且返回写入操作结束的消息。通过对逻辑物理块映射表进行锁操作和解除锁操作，可以保证数据写入的完整性。
在本发明一可选实施例中，所述物理块地址有与之对应的物理块，所述物理块包含多个存储颗粒，所述将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中的步骤包括：
确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入；
在本发明实施例中，物理块地址有与之对应的物理块，可以通过物理块地址确定对应的物理块，在一个物理块中包含多个存储颗粒，可以理解的是，在实际应用中，存在存储颗粒损坏的情况，因此，每个物理块的大小并不一定是固定的，故将块数据写入物理块地址对应的存储颗粒时，需确定是否跨物理块。
若否，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块；
如果确定不需要跨物理块写入块数据，则可以直接将预设数量个逻辑块地址中的数据写入物理块地址对应的物理块。
若是，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块以及与所述物理块相邻的下一个物理块。
如果确定需要跨物理块写入块数据，则将预设数量个逻辑块地址中的数据写入物理块地址对应的物理块，以及该物理块相邻的下一个物理块，以使块数据中的全部数据写入存储颗粒中。
在本发明一可选实施例中，所述确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入的方法包括：
确定所述物理块地址对应的物理块的空间是否充足；
若否，则跨物理块写入。
在本发明实施例中，可以通过确认物理块地址对应的物理块的空间是否充足，以确定是否跨物理块。可以理解的是，如果物理块地址对应的物理块中的存储颗粒存在损坏的情况，那么此时，可以确定物理块地址对应的物理块的空间不足。当物理块地址对应的物理块的空间不足时，则需要跨物理块写入，即将预设数量个逻辑块地址中的数据写入物理块地址对应的物理块以及与该物理块相邻的下一个物理块。
在本发明一可选实施例中，所述两个四字节与所述物理块对应，所述方法还包括：
当通过跨物理块写入时，分别记录所述两个四字节对应的物理块中的数据；
当不通过跨物理块写入时，记录所述两个四字节中第一个四字节对应的物理块中的数据。
可以理解的是，在本发明实施例中，会出现跨物理块写入的情况，因此，引入两个四字节代表逻辑物理块映射表。两个四字节可以分别与两个物理块对应。当通过跨物理块写入时，说明使用两个物理块写入块数据，则分别记录两个四字节对应的物理块中的数据，当不通过跨物理块写入时，说明只需一个物理块即可写入块数据，则记录两个四字节中第一个四字节对应的物理块中的数据。
在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：
当接收到所述块数据读出命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据。
可以理解的是，除了可以对固态硬盘进行写入操作，还可以进行读出操作，读出操作是在写入操作之后进行的。当接收到块数据读出命令时，则获取块数据对应的逻辑物理块映射表。依据逻辑物理块映射表获取存储颗粒的物理块地址，针对存储颗粒的物理块地址发起读请求，存储颗粒返回其中存储的数据，从而实现读取存储颗粒中的数据。
在本发明一可选实施例中，所述依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若否，则依据所述逻辑物理块映射表中的物理块地址读取所述存储颗粒中的数据；
若是，则依据所述逻辑物理块映射表中的所述物理块地址，依次从两个物理块的所述存储颗粒中读取数据。
在读取存储颗粒中的数据时，通过逻辑物理块映射表确定对应的物理块，需要考虑该块数据是否是跨物理块写入的。如果不是跨物理块写入，则只需要从一个物理块对应的存储颗粒中读取数据。如果是跨物理块写入，则需要分两次，依次从两个物理块对应的存储颗粒中读取数据。
在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：
当接收到针对所述块数据的垃圾回收命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除。
可以理解的是，除了可以对固态硬盘进行写入操作，还可以进行垃圾回收操作，垃圾回收操作是在写入操作之后进行的。当接收到针对块数据的垃圾回收命令时，则获取块数据对应的逻辑物理块映射表。依据逻辑物理块映射表确定对应的物理块，对物理块中的数据进行移除。
在本发明一可选实施例中，所述依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若是，则确定所要移除的物理块对应的四字节，修改所述四字节对应的所述物理块中的数据。
在对数据进行垃圾回收时，通过逻辑物理块映射表确定对应的物理块，需要考虑该块数据是否是跨物理块写入的。如果是跨物理块写入，则需要确定所要移除的物理块对应的四字节，修改四字节对应的所述物理块中的数据。如果不是跨物理块写入，则只需要修改两个四字节中的第一个四字节。在一示例中，如果需要移除第一个物理块中的数据，则只需要修改DWORD1对应物理块的数据。
在本发明一可选实施例中，所述固态硬盘还与内存条通信连接，所述方法还包括：
将所述块数据暂存至所述内存条中。
在本发明中，固态硬盘还与内存条通信连接，对块数据进行写操作时，块数据会暂时存储在内存条中，当满足一定条件时，再将数据保存至存储颗粒中，降低了对内存条的访问压力，减少对内存条的损耗。
在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：
判断所述内存条中的数据量是否达到预设数据量；
若是，则将所述内存条中的数据写入所述固态硬盘的存储颗粒中。
可以通过判断内存条中的数据量是否达到预设的数据量，确定是否将内存条中的数据写入固态硬盘的存储颗粒中。其中，预设的数据量可以依据内存条的性能进行设置，通常可以在内存条中的数据凑满内存条中一个条带时，将一个条带中的数据一起对存储颗粒进行写入操作。
在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：
通过所述内存条建立所述逻辑物理块映射表中的映射关系。
通常情况下，固态硬盘会对逻辑块地址和固态存储单元物理块地址进行映射，固态硬盘会在内存条中建立这种映射关系
在本发明一可选实施例中，所述块数据为用户数据，所述用户数据通过预设的主机下发。
在本发明实施例中，块数据为用户数据，可以通过预设的主机下发。
本发明实施例通过获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据，块数据与预设的逻辑物理块映射表对应，基于块数据写入指令，固态硬盘根据块大小自适应功能设置块大小规格，依据块大小规格在固态硬盘中确定物理块地址，预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个物理块地址，物理块地址用于标识所述块数据写入存储颗粒的目的地址，将块数据写入物理块地址对应的存储颗粒中，并将物理块地址更新至逻辑物理块映射表中，采用根据块大小自适应功能，通过用户命令基于块大小自适应功能设置块大小，并开启自适应功能；采用逻辑物理块映射表聚合管理的机制，减少了逻辑物理块映射表维护的次数，降低了读写过程中对内存条的访问压力，减少逻辑物理块映射表对内存条的损耗，从而节约固态硬盘成本，又降低了对硬件单元的使用频率和操作负荷，从而提高了写数据性能。
参照图3，示出了本发明实施例中提供的一种固态硬盘中数据写入方法的流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤301，开启块大小自适应功能，接收块数据；
其中，块数据为块大小为128k的数据，包含32个4k逻辑块地址的数据。
步骤302，基于预先设置的块大小，根据第一个逻辑块地址计算出对应的逻辑物理块映射表的地址；
步骤303，根据计算出的逻辑物理块映射表地址，对逻辑物理块映射表进行锁操作；
其中，一个逻辑物理块映射表用两个DWORD表示，一个DWORD表示一个块大小的数据，这里表示32个4k数据。
步骤304，将块数据从预设暂存至内存条中；
步骤305，根据块大小规格在固态硬盘中确定物理块地址，32个4k逻辑块地址的数据共用一个物理块地址；
步骤306，如果物理块地址对应的物理块空间不足，需要将32个逻辑块地址的数据写入下一个物理块,需要记录DWORD1和DWORD2,如果物理块地址对应的物理块空间充足，只需要记录DWORD1；
步骤307,将物理块地址更新到逻辑物理块映射表中，并解除锁操作；
步骤308，当内存条中数据量达到预设数据量时，将内存条中数据写入存储颗粒中。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图4，示出了本发明实施例中提供的一种固态硬盘中数据写入装置的结构框图，具体可以包括如下模块：
获取模块401，用于获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
设置模块402，用于基于所述写入操作指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
确定模块403，用于依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
更新模块404，用于将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
地址计算模块，用于基于所述块大小规格，根据所述预设数量个逻辑块地址中的逻辑块地址计算所述逻辑物理块映射表的地址。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
锁操作模块，用于依据所述逻辑物理块映射表的地址，对所述逻辑物理块映射表进行锁操作。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
解除锁操作模块，用于当完成将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中之后，解除所述锁操作，返回写入操作结束消息。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
颗粒度大小模块，用于根据所述块大小规格设置所述逻辑物理块映射表的颗粒度大小；
逻辑物理块映射表表示模块，用于使用预设的两个四字节表示所述逻辑物理块映射表。
在本发明一可选实施例中，所述物理块地址有与之对应的物理块，所述物理块包含多个存储颗粒，所述更新模块404包括：
第一跨物理块确定子模块，用于确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入；
第一写入子模块，用于若不是跨物理块写入，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块；
第二写入子模块，用于若跨物理块写入，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块以及与所述物理块相邻的下一个物理块。
在本发明一可选实施例中，所述跨物理块确定子模块包括：
空间确定单元，用于确定所述物理块地址对应的物理块的空间是否充足；
跨物理块写入单元，用于若物理块地址对应的物理块的空间不充足，则跨物理块写入。
在本发明一可选实施例中，所述两个四字节与所述物理块对应，所述装置还包括：
第一记录模块，用于当通过跨物理块写入时，分别记录所述两个四字节对应的物理块中的数据；
第二记录模块，用于当不通过跨物理块写入时，记录所述两个四字节中第一个四字节对应的物理块中的数据。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
读命令接收模块，用于当接收到所述块数据读出命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
读取模块，用于依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据。
在本发明一可选实施例中，所述读取模块包括：
第二跨物理块确定子模块，用于依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
第一读取子模块，用于若块数据对应的物理块不是跨物理块写入，则依据所述逻辑物理块映射表中的物理块地址读取所述存储颗粒中的数据；
第二读取子模块，用于若块数据对应的物理块跨物理块写入，则依据所述逻辑物理块映射表中的所述物理块地址，依次从两个物理块的所述存储颗粒中读取数据。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
垃圾回收命令接收模块，用于当接收到针对所述块数据的垃圾回收命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
移除模块，用于依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除。
在本发明一可选实施例中，所述移除模块包括：
第三跨物理块确定子模块，用于依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
修改子模块，用于若跨物理块写入，则确定所要移除的物理块对应的四字节，修改所述四字节对应的所述物理块中的数据。
在本发明一可选实施例中，所述固态硬盘还与内存条通信连接，所述装置还包括：
暂存模块，用于将所述块数据暂存至所述内存条中。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
数据量模块，用于判断所述内存条中的数据量是否达到预设数据量；
存储颗粒写入模块，用于若所述内存条中的数据量达到预设数据量，则将所述内存条中的数据写入所述固态硬盘的存储颗粒中。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
映射关系模块，用于通过所述内存条建立所述逻辑物理块映射表中的映射关系。
在本发明一可选实施例中，所述固态硬盘设置有固定块大小模式，所述装置还包括：
开启模块，用于当用户选择所述固定块大小模式时，所述固态硬盘开启所述块大小自适应功能。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
另外，本发明实施例还提供一种电子设备，如图5所示，包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信，
存储器503，用于存放计算机程序；
处理器501，用于执行存储器503上所存放的程序时，实现如下步骤：
获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
基于所述块数据写入指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
可选的，所述方法还包括：
基于所述块大小规格，根据所述预设数量个逻辑块地址中的逻辑块地址计算所述逻辑物理块映射表的地址。
可选的，所述方法还包括：
依据所述逻辑物理块映射表的地址，对所述逻辑物理块映射表进行锁操作。
可选的，所述方法还包括：
当完成将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中之后，解除所述锁操作，返回写入操作结束消息。
可选的，所述方法还包括：
根据所述块大小规格设置所述逻辑物理块映射表的颗粒度大小；
使用预设的两个四字节表示所述逻辑物理块映射表。
可选的，所述物理块地址有与之对应的物理块，所述物理块包含多个存储颗粒，所述将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中的步骤包括：
确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入；
若否，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块；
若是，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块以及与所述物理块相邻的下一个物理块。
可选的，所述确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入的方法包括：
确定所述物理块地址对应的物理块的空间是否充足；
若否，则跨物理块写入。
可选的，所述两个四字节与所述物理块对应，所述方法还包括：
当通过跨物理块写入时，分别记录所述两个四字节对应的物理块中的数据；
当不通过跨物理块写入时，记录所述两个四字节中第一个四字节对应的物理块中的数据。
可选的，所述方法还包括：
当接收到所述块数据读出命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据。
可选的，所述依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若否，则依据所述逻辑物理块映射表中的物理块地址读取所述存储颗粒中的数据；
若是，则依据所述逻辑物理块映射表中的所述物理块地址，依次从两个物理块的所述存储颗粒中读取数据。
可选的，所述方法还包括：
当接收到针对所述块数据的垃圾回收命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除。
可选的，所述依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若是，则确定所要移除的物理块对应的四字节，修改所述四字节对应的所述物理块中的数据。
可选的，所述固态硬盘还与内存条通信连接，所述方法还包括：
将所述块数据暂存至所述内存条中。
可选的，所述方法还包括：
判断所述内存条中的数据量是否达到预设数据量；
若是，则将所述内存条中的数据写入所述固态硬盘的存储颗粒中。
可选的，所述方法还包括：
通过所述内存条建立所述逻辑物理块映射表中的映射关系。
可选的，所述固态硬盘设置有固定块大小模式，所述获取块数据写入操作指令之前的步骤包括：
当用户选择所述固定块大小模式时，所述固态硬盘开启所述块大小自适应功能。
可选的，所述块数据为用户数据，所述用户数据通过预设的主机下发。
上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
如图6所示，在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质601，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中所述的固态硬盘中数据写入方法。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中所述的固态硬盘中数据写入方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质（例如固态硬盘Solid State Disk (SSD)）等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (20)
1.一种固态硬盘中数据写入方法，其特征在于，所述固态硬盘具有块大小自适应功能，所述固态硬盘包含若干个存储颗粒，所述方法包括：
获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
基于所述块数据写入指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述块大小规格，根据所述预设数量个逻辑块地址中的逻辑块地址计算所述逻辑物理块映射表的地址。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
依据所述逻辑物理块映射表的地址，对所述逻辑物理块映射表进行锁操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当完成将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中之后，解除所述锁操作，返回写入操作结束消息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述块大小规格设置所述逻辑物理块映射表的颗粒度大小；
使用预设的两个四字节表示所述逻辑物理块映射表。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述物理块地址有与之对应的物理块，所述物理块包含多个存储颗粒，所述将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中的步骤包括：
确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入；
若否，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块；
若是，则将所述预设数量个逻辑块地址中的数据写入所述物理块以及与所述物理块相邻的下一个物理块。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述预设数量个逻辑块地址中的数据是否跨物理块写入的方法包括：
确定所述物理块地址对应的物理块的空间是否充足；
若否，则跨物理块写入。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述两个四字节与所述物理块对应，所述方法还包括：
当通过跨物理块写入时，分别记录所述两个四字节对应的物理块中的数据；
当不通过跨物理块写入时，记录所述两个四字节中第一个四字节对应的物理块中的数据。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当接收到所述块数据读出命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述依据所述逻辑物理块映射表读取所述存储颗粒中的数据的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若否，则依据所述逻辑物理块映射表中的物理块地址读取所述存储颗粒中的数据；
若是，则依据所述逻辑物理块映射表中的所述物理块地址，依次从两个物理块的所述存储颗粒中读取数据。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当接收到针对所述块数据的垃圾回收命令时，获取所述块数据对应的逻辑物理块映射表；
依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述依据所述逻辑物理块映射表，对所述物理块中的数据进行移除的步骤包括：
依据所述逻辑物理块映射表确定所述块数据对应的物理块是否跨物理块写入；
若是，则确定所要移除的物理块对应的四字节，修改所述四字节对应的所述物理块中的数据。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固态硬盘还与内存条通信连接，所述方法还包括：
将所述块数据暂存至所述内存条中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述内存条中的数据量是否达到预设数据量；
若是，则将所述内存条中的数据写入所述固态硬盘的存储颗粒中。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述内存条建立所述逻辑物理块映射表中的映射关系。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固态硬盘设置有固定块大小模式，所述获取块数据写入指令之前的步骤包括：
当用户选择所述固定块大小模式时，所述固态硬盘开启所述块大小自适应功能。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述块数据为用户数据，所述用户数据通过预设的主机下发。
18.一种固态硬盘中数据写入装置，其特征在于，所述固态硬盘具有块大小自适应功能，所述固态硬盘包含若干个存储颗粒，所述装置包括：
获取模块，用于获取块数据写入指令，其中，块数据中包含预设数量个逻辑块地址中的数据；所述块数据与预设的逻辑物理块映射表对应；
设置模块，用于基于所述写入指令，所述固态硬盘根据所述块大小自适应功能设置块大小规格；
确定模块，用于依据所述块大小规格在所述固态硬盘中确定物理块地址，所述预设数量个逻辑块地址中的数据共用一个所述物理块地址，所述物理块地址用于标识所述块数据写入所述存储颗粒的目的地址；
更新模块，用于将所述块数据写入所述物理块地址对应的存储颗粒中，并将所述物理块地址更新至所述逻辑物理块映射表中。
19.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如权利要求1-17任一项所述的方法。
20.一个或多个计算机可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-17任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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