CN116027968A

CN116027968A - 闪存块读取次数压缩方法、装置、计算机设备及存储介质

Info

Publication number: CN116027968A
Application number: CN202211287120.5A
Authority: CN
Inventors: 岳全涛; 李建; 洪浩
Original assignee: Suzhou Yilian Information System Co Ltd
Current assignee: Suzhou Yilian Information System Co Ltd
Priority date: 2022-10-20
Filing date: 2022-10-20
Publication date: 2023-04-28

Abstract

本发明实施例公开了一种闪存块读取次数压缩方法、装置、计算机设备及存储介质，其中方法包括：接收读请求；将读请求拆分为多个页级别的读命令节点；针对单个页级别的读命令，将闪存块读取次数加1；将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中；判断闪存块总读取次数是否达到刷新到第二存储区的阈值；若达到刷新到第二存储区的阈值，将24bit粒度区中的高位记录的所有闪存块读取次数从第一存储区中转移到第二存储区。本发明将目前常用的使用32bit存储一个闪存块的读取次数压缩到24bit区分高低位存储在DRAM中，可以降低缓存闪存块读取次数所占用的DRAM空间，同时可以节省NAND存储空间的占用。

Description

闪存块读取次数压缩方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及存储技术领域，更具体地说是闪存块读取次数压缩方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

随着SSD(固态硬盘)的制造成本的降低以及产品性能的提高，SSD已经被广泛应用于各种场合，目前在PC市场，SSD已经逐步替代传统的HDD(机械硬盘)，从可靠性和性能等方面为用户提供较好的体验。

由于受到读干扰的影响，现有的技术大多是SSD运行过程中，在DRAM中记录每个闪存块的读取次数，由于闪存块读取次数可能会达到百万次级别，所以目前常用的存储方案是使用32bit存储一个闪存块的读取次数，这种方式会造成DRAM内存空间偏大，造成存储资源浪费。在一些消费级SSD的场景中，出于硬件成本以及功耗等因素的考虑，SSD中DRAM的容量可能会很小。当SSD的DRAM容量非常有限时，合理使用DRAM的空间显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供闪存块读取次数压缩方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在降低缓存闪存块读取次数所占用的DRAM空间，同时可以节省NAND存储空间占用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，闪存块读取次数压缩方法，包括：

接收读请求；

将读请求拆分为多个页级别的读命令节点；

针对单个页级别的读命令，将闪存块读取次数加1；

将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中；

判断闪存块总读取次数是否达到刷新到第二存储区的阈值；

若达到刷新到第二存储区的阈值，将24bit粒度区中的高位记录的所有闪存块读取次数从第一存储区中转移到第二存储区。

其进一步技术方案为：所述24bit粒度区中高位为高16bit。

其进一步技术方案为：所述24bit粒度区中低位为低8bit。

其进一步技术方案为：所述将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中之后，还包括：

获取闪存块的总读取数。

其进一步技术方案为：所述的获取闪存块的总读取数，通过将闪存块读取次数的高16bit数据左移8位与低8bit数据相加即为闪存块的总读取次数。

其进一步技术方案为：所述第一存储区为DRAM。

其进一步技术方案为：所述第二存储区为NAND。

第二方面，闪存块读取次数压缩装置，包括接收单元、拆分单元、记录单元、存储单元、判断单元以及搬移单元；

所述接收单元，用于接收读请求；

所述拆分单元，用于将读请求拆分为多个页级别的读命令节点；

所述记录单元，用于针对单个页级别的读命令，将闪存块读取次数加1；

所述存储单元，用于将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中；

所述判断单元，用于判断闪存块总读取次数是否达到刷新到第二存储区的阈值；

所述搬移单元，用于若达到刷新到第二存储区的阈值，将24bit粒度区中的高位记录的所有闪存块读取次数从第一存储区中转移到第二存储区。

第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述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如上述的闪存块读取次数压缩方法。

第四方面，一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述的闪存块读取次数压缩方法。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明将目前常用的使用32bit存储一个闪存块的读取次数压缩到24bit区分高低位存储在DRAM中，可以降低缓存闪存块读取次数所占用的DRAM空间，同时可以节省NAND存储空间的占用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的闪存块读取次数压缩方法的流程图；

图2为本发明具体实施例提供的闪存块读取次数压缩装置的示意性框图；

图3为本发明具体实施例提供的一种计算机设备的示意性框图；

图4为本发明与传统存储方案所占DRAM空间的对比流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本发明实施例提供了一种闪存块读取次数压缩方法，主要应用于固态硬盘(SSD)中，如图1所示，该方法包括以下步骤：S10-S60。

S10、接收读请求。

主机提交读请求到SSD后，SSD接收对应的读请求。

S20、将读请求拆分为多个页级别的读命令节点。

SSD的读写缓存成将读请求拆分为多个页(page)级别的读命令节点。

S30、针对单个页级别的读命令，将闪存块读取次数加1。

S40、将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中。

具体地，24bit粒度区中高位为高16bit。24bit粒度区中低位为低8bit。

在本实施例中，第一存储区为DRAM。

一次闪存块读取次数占用24bit粒度区空间，并且分高位和低位存储，相比于目前常用的使用32bit存储一个闪存块的读取次数压缩到24bit区分高低位存储在DRAM中，可以降低缓存闪存块读取次数所占用的DRAM空间。

在一实施例中，步骤S40之后还包括以下步骤：

S45、获取闪存块的总读取数。

具体地，通过将闪存块读取次数的高16bit数据左移8位与低8bit数据相加即为闪存块的总读取次数。

S50、判断闪存块总读取次数是否达到刷新到第二存储区的阈值。

在本实施例中，第二存储区为NAND。

S60、若达到刷新到第二存储区的阈值，将24bit粒度区中的高位记录的所有闪存块读取次数从第一存储区中转移到第二存储区。

闪存块读取次数的高16bit转移到NAND中，低8bit只需要记录在DRAM中即可，这样可以降低缓存闪存块读取次数所占用的DRAM空间，同时可以节省NAND存储空间的占用。

当SSD初始化重建闪存块读取次数表时，只需将NAND中记录的高16bit数据恢复即可。

需要说明的是，本发明选择24bit来存储是根据闪存块最大读取次数所决定的，闪存块读取次数会达到百万次级别，按照闪存块最大读取次数便可推算出一次读取次数需要最低需要24bit的空间来存储，所以，用低于24bit的空间来存储一次读取次数是无法实现的，当然采用高于24bit的空间来存储一次读取次数是可以的，但是正如采用32bit一样，会占用较多空间。

如图4所示，假设SSD共有n个plane，每个plane下共有m个block采用传统存储方案，闪存块总数为n*m个，每个闪存块读取次数占用DRAM空间为32bit，传统存储方案占用DRAM空间共计32nmbit。采用本发明方案，闪存块总数为n*m个，每个闪存块读取次数占用DRAM空间为24bit，本发明占用DRAM空间共计24nmbit。通过对比可得出，本发明压缩后占用的DRAM空间为传统方案的3/4。

图2为本发明实施例提供的闪存块读取次数压缩装置的示意性框图；对应于上述的闪存块读取次数压缩装置，本发明实施例还提供了闪存块读取次数压缩装置100。

如图2所示，闪存块读取次数压缩装置100，包括接收单元110、拆分单元120、记录单元130、存储单元140、判断单元150以及搬移单元160。

接收单元110，用于接收读请求。

主机提交读请求到SSD后，SSD接收对应的读请求。

拆分单元120，用于将读请求拆分为多个页级别的读命令节点。

记录单元130，用于针对单个页级别的读命令，将闪存块读取次数加1。

存储单元140，用于将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中。

在本实施例中，第一存储区为DRAM。

在一实施例中，闪存块读取次数压缩装置100还包括获取单元，用于获取闪存块的总读取数。

判断单元150，用于判断闪存块总读取次数是否达到刷新到第二存储区的阈值。

在本实施例中，第二存储区为NAND。

搬移单元160，用于若达到刷新到第二存储区的阈值，将24bit粒度区中的高位记录的所有闪存块读取次数从第一存储区中转移到第二存储区。

上述闪存块读取次数压缩装置可以实现为计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图3所示的计算机设备上运行。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备500可以是服务器，其中，服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。

如图3所示，该计算机设备，包括存储器、处理器以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如上述的闪存块读取次数压缩方法步骤。

该计算机设备700可以是终端或服务器。该计算机设备700包括通过系统总线710连接的处理器720、存储器和网络接口750，其中，存储器可以包括非易失性存储介质730和内存储器740。

该非易失性存储介质730可存储操作系统731和计算机程序732。该计算机程序732被执行时，可使得处理器720执行任意一种闪存块读取次数压缩方法。

该处理器720用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备700的运行。

该内存储器740为非易失性存储介质730中的计算机程序732的运行提供环境，该计算机程序732被处理器720执行时，可使得处理器720执行任意一种闪存块读取次数压缩方法。

该网络接口750用于进行网络通信，如发送分配的任务等。本领域技术人员可以理解，图3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700的限定，具体的计算机设备700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。其中，所述处理器720用于运行存储在存储器中的程序代码，以实现以下步骤：

闪存块读取次数压缩方法，包括：

接收读请求；

将读请求拆分为多个页级别的读命令节点；

针对单个页级别的读命令，将闪存块读取次数加1；

判断闪存块总读取次数是否达到刷新到第二存储区的阈值；

在一实施例中：所述24bit粒度区中高位为高16bit。

在一实施例中：所述24bit粒度区中低位为低8bit。

在一实施例中：所述将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中之后，还包括：

获取闪存块的总读取数。

在一实施例中：所述的获取闪存块的总读取数，通过将闪存块读取次数的高16bit数据左移8位与低8bit数据相加即为闪存块的总读取次数。

在一实施例中：所述第一存储区为DRAM。

在一实施例中：所述第二存储区为NAND。

应当理解，在本申请实施例中，处理器720可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，该处理器720还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的计算机设备700结构并不构成对计算机设备700的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在本发明的另一实施例中提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以为非易失性的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例公开的闪存块读取次数压缩方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的设备、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，也可以将具有相同功能的单元集合成一个单元，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。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，或者该技术方案的全部或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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.闪存块读取次数压缩方法，其特征在于，包括:

接收读请求；

将读请求拆分为多个页级别的读命令节点；

针对单个页级别的读命令，将闪存块读取次数加1；

判断闪存块总读取次数是否达到刷新到第二存储区的阈值；

2.根据权利要求1所述的闪存块读取次数压缩方法，其特征在于，所述24bit粒度区中高位为高16bit。

3.根据权利要求2所述的闪存块读取次数压缩方法，其特征在于，所述24bit粒度区中低位为低8bit。

4.根据权利要求3所述的闪存块读取次数压缩方法，其特征在于，所述将闪存块读取次数以24bit粒度区且分高位和低位存储在第一存储区中之后，还包括：

获取闪存块的总读取数。

5.根据权利要求4所述的闪存块读取次数压缩方法，其特征在于，所述的获取闪存块的总读取数，通过将闪存块读取次数的高16bit数据左移8位与低8bit数据相加即为闪存块的总读取次数。

6.根据权利要求1所述的闪存块读取次数压缩方法，其特征在于，所述第一存储区为DRAM。

7.根据权利要求1所述的闪存块读取次数压缩方法，其特征在于，所述第二存储区为NAND。

8.闪存块读取次数压缩装置，其特征在于，包括接收单元、拆分单元、记录单元、存储单元、判断单元以及搬移单元；

所述接收单元，用于接收读请求；

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述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如权利要求1～7中任意一项所述的闪存块读取次数压缩方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1～7任意一项所述的闪存块读取次数压缩方法。