CN116028275A - 基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于DRAM‑less固态硬盘的数据回退实现方法、装置、计算机设备和存储介质，其中该方法包括：当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。本发明可以减少NFC流程中冗余的回退机制，提高RAID恢复的执行效率。

Description

基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法和装置

技术领域

本发明涉及固态硬盘技术领域，特别是涉及一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法、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)成为存储领域的主流应用产品。目前在一些消费级的SSD中，出于成本等因素的考虑，SSD中的DRAM空间被压缩到很小，甚至无DRAM可用，所以在SSD固件运行过程中，合理地使用DRAM空间显得尤为重要。

然而，现有的RAID BUF中数据出错回退方案，需要硬件读数据出错，硬件会将错误的数据异或到RAID BUF中，此时需要固件提前在DRAM中预留部分buffer资源用于缓存读出错的数据，NFC一旦接收到硬件返回的读出错信息，会向硬件发起错误数据回退流程，硬件会将buffer中缓存的原始错误数据重新异或到RAID BUF中，最终将RAID BUF中的数据还原。由此可见，现有的回退方案需要额外的DRAM空间用于缓存数据，但是在一些消费级的SSD中，出于硬件成本等因素的考虑，SSD中的DRAM空间被压缩到很小，甚至无DRAM可用，所以在SSD固件运行过程中，合理地使用DRAM空间显得尤为重要。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，所述方法包括：

当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；

NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；

硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；

NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。

在其中一个实施例中，在所述NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态的步骤之后还包括：

NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中。

在其中一个实施例中，在所述NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中的步骤之后还包括：

硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态。

在其中一个实施例中，在所述硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态的步骤之后还包括：

NFC返回给FTL read pass的状态。

一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置，所述装置包括：

第一读请求模块，所述第一读请求模块用于当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；

第二读请求模块，所述第二读请求模块用于NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；

数据回退模块，所述数据回退模块用于硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；

重读请求模块，所述重读请求模块用于NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

通知模块，所述通知模块用于NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

异或处理模块，所述异或处理模块用于硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

状态返回模块，所述状态返回模块用于NFC返回给FTL read pass的状态。

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。

上述基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法、装置、计算机设备和存储介质，当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFCread pass的状态。本发明无需固件提供额外的DRAM空间用于缓存错误数据，可以减少RAID恢复过程中的DRAM空间占用，同时可以减少NFC流程中冗余的回退机制，提高RAID恢复的执行效率。

附图说明

图1为传统RAID缓存数据出错回退流程的交互示意图；

图2为本发明中RAID缓存数据出错回退流程的交互示意图；

图3为一个实施例中基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法的流程示意图；

图4为另一个实施例中基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法的流程示意图；

图5为一个实施例中基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置的结构框图；

图6为另一个实施例中基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置的结构框图；

图7为再一个实施例中基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置的结构框图；

图8为又一个实施例中基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置的结构框图；

图9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所示，现有的RAID BUF中数据出错回退方案，需要硬件读数据出错，硬件会将错误的数据异或到RAID BUF中，此时需要固件提前在DRAM中预留部分buffer资源用于缓存读出错的数据，NFC一旦接收到硬件返回的读出错信息，会向硬件发起错误数据回退流程，硬件会将buffer中缓存的原始错误数据重新异或到RAID BUF中，最终将RAID BUF中的数据还原。由此可见，现有的回退方案需要额外的DRAM空间用于缓存数据，但是在一些消费级的SSD中，出于硬件成本等因素的考虑，SSD中的DRAM空间被压缩到很小，甚至无DRAM可用，所以在SSD固件运行过程中，合理地使用DRAM空间显得尤为重要。

基于此，本发明提出了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，具体地可参考图2所示，固件不需要提供额外的DRAM空间用于回退数据。NFC无需主动发起回退流程，由硬件自行回退RAID BUF中出错的数据。硬件发现读出错时会自动进行retry，然后将RAID BUF中的数据还原为正确的状态。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，该方法包括：

步骤302，当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；

步骤304，NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；

步骤306，硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；

步骤308，NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。

在本实施例中，提供了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法该方法无需固件提供额外的DRAM空间用于缓存错误数据，可以减少RAID恢复过程中的DRAM空间占用，同时可以减少NFC流程中冗余的回退机制，提高RAID恢复的执行效率。

具体地，传统方案中当FTL做RAID恢复时提交4KB读请求给NFC，FTL需要在DRAM中申请额外的buffer放到请求中。而在本方案中，当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间。

接着，NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中。硬件可以自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态。

最后，NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。

在本实施例中，当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。本方案无需固件提供额外的DRAM空间用于缓存错误数据，可以减少RAID恢复过程中的DRAM空间占用，同时可以减少NFC流程中冗余的回退机制，提高RAID恢复的执行效率。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，该方法还包括：

步骤402，NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中；

步骤404，硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态；

步骤406，NFC返回给FTL read pass的状态。

具体地，参考图2所示，本实施例中提供的基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法包括如下步骤：

1、FTL做RAID恢复时提交4KB读请求给NFC，FTL无需提供额外的buffer。

2、NFC向硬件发起4KB读请求，出现读UECC，硬件会将错误的数据异或到RAID BUF中。

3、硬件会发现读UECC，会自行将读出的错误数据重新异或到RAID BUF中，此时RAID BUF中的数据即被还原，同时向NFC返回读UECC状态。

4、NFC重新发起read retry请求，此请求中的数据不经过RAID BUF。

5、Read retry成功，硬件会返回给NFC的状态为pass。

6、NFC通知硬件将retry得到的正确数据异或到RAID BUF中。

7、硬件将此数据异或到RAID BUF中，并返回给NFC异或成功的状态。

8、NFC返回给FTL read pass的状态。

在本实施例中，固件不需要提供额外的DRAM空间用于回退数据。NFC无需主动发起回退流程，由硬件自行回退RAID BUF中出错的数据。硬件发现读出错时会自动进行retry，然后将RAID BUF中的数据还原为正确的状态。

应该理解的是，虽然图1-4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1-4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5所示，提供了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置500，该装置包括：

第一读请求模块501，所述第一读请求模块用于当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；

第二读请求模块502，所述第二读请求模块用于NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；

数据回退模块503，所述数据回退模块用于硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；

重读请求模块504，所述重读请求模块用于NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置500，该装置还包括：

通知模块505，所述通知模块用于NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置500，该装置还包括：

异或处理模块506，所述异或处理模块用于硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置500，该装置还包括：

状态返回模块507，所述状态返回模块用于NFC返回给FTL read pass的状态。

关于基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置的具体限定可以参见上文中对于基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法的限定，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9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基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法。

本领域技术人员可以理解，图9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种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)

1.一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，所述方法包括：

当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；

NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；

硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；

NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。

2.根据权利要求1所述的基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，其特征在于，在所述NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态的步骤之后还包括：

NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中。

3.根据权利要求2所述的基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，其特征在于，在所述NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中的步骤之后还包括：

硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态。

4.根据权利要求3所述的基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现方法，其特征在于，在所述硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态的步骤之后还包括：

NFC返回给FTL read pass的状态。

5.一种基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置，其特征在于，所述装置包括：

第一读请求模块，所述第一读请求模块用于当需要进行RAID恢复时FTL提交读请求给NFC，FTL无需提供额外的缓存空间；

第二读请求模块，所述第二读请求模块用于NFC向硬件发起读请求出现读UECC，当所述硬件发现读UECC时将读出的错误数据重新异或到RAID缓存中；

数据回退模块，所述数据回退模块用于硬件自行回退RAID缓存中的错误数据，待回退成功后向NFC返回读UECC状态；

重读请求模块，所述重读请求模块用于NFC重新发起重读请求，所述重读请求中的数据不经过RAID缓存，待重读成功后硬件会返回给NFC read pass的状态。

6.根据权利要求5所述的基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置，其特征在于，所述装置还包括：

通知模块，所述通知模块用于NFC通知硬件将重读得到的正确数据异或到RAID缓存中。

7.根据权利要求6所述的基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置，其特征在于，所述装置还包括：

异或处理模块，所述异或处理模块用于硬件将正确数据异或到RAID缓存中并返回给NFC异或成功的状态。

8.根据权利要求7所述的基于DRAM-less固态硬盘的数据回退实现装置，其特征在于，所述装置还包括：

状态返回模块，所述状态返回模块用于NFC返回给FTL read pass的状态。

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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