CN116048387A - 数据传输方法、数据传输装置和存储介质 - Google Patents

数据传输方法、数据传输装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了数据传输方法、数据传输装置和存储介质。其中，固态硬盘的固件运行于与该固态硬盘连接的主机端，并且该固态硬盘包括缓存和闪存块。该数据传输方法包括：固态硬盘的处理模块响应于固件发送的预定指令，从源闪存块读取相应的数据写入缓存，从缓存读取相应的数据写入目的闪存块。由于是从固态硬盘的源闪存块读取相应的数据写入固态硬盘的缓存，以及从固态硬盘的缓存读取相应的数据写入固态硬盘的目的闪存块，因此不会在固态硬盘进行数据更新或者垃圾回收时在固态硬盘与主机端之间通过前端总线传输最初存储于固态硬盘的闪存块中的数据，避免了占用前端总线带宽。

Description

数据传输方法、数据传输装置和存储介质
技术领域
本申请涉及数据传输技术领域，尤指一种数据传输方法、数据传输装置和存储介质。
背景技术
固态硬盘(Solid State Drive或Solid State Disk，简称SSD)是一种以集成电路制作的电脑存储设备，其中可以用非易失性存储器(主要以闪存块中的NAND Flash)作为永久性存储设备。
在使用的过程中，固态硬盘中的闪存块所存储的数据会不断地更新。此外，固态硬盘在不断地更新的过程中，还会产生闪存垃圾，因此需要对闪存块进行闪存垃圾回收。闪存垃圾回收可以大致理解为普通机械硬盘的碎片整理功能。垃圾回收是将闪存块内部有效的数据整理到一起，删除无效的数据块(即垃圾)。这样可以较好的保持固态硬盘的性能以及释放闪存空间，存放更多有效的数据。
目前，固态硬盘在进行数据更新或者闪存垃圾回收时，均需要执行以下步骤：将固态硬盘的闪存块中存储的数据从固态硬盘中读取到主机端内存中；在主机端内存中保留该数据或将该数据与更新的数据合并；将主机端内存中的数据写入到固态硬盘的另一位置。在这一过程中，闪存块中存储的数据在闪存块和主机端内存之间来回传输。由此可见，在固态硬盘进行数据更新或者垃圾回收时占用了大量前端总线带宽，并且因此花费了很长的时间。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种数据传输方法、一种数据传输装置以及一种存储介质，其能够避免了在固态硬盘进行数据更新或者垃圾回收时占用前端总线带宽。
为了达到本申请目的，本发明实施例提供了一种数据传输方法，应用于固态硬盘，固态硬盘的固件运行于与固态硬盘连接的主机端，该固态硬盘包括缓存和闪存块；该数据传输方法包括：
固态硬盘的处理模块响应于固件发送的预定指令，从源闪存块读取相应的数据写入缓存，从缓存读取相应的数据写入目的闪存块。
在一个可选的实施例中，预定指令包括用于更新数据的第一指令、第二指令和第三指令；源闪存块和目的闪存块均为第一闪存块；
固态硬盘的处理模块响应于固件发送的预定指令，从源闪存块读取相应的数据写入缓存，从缓存读取相应的数据写入目的闪存块，包括：
固态硬盘的处理模块响应于接收到由固件发送的第一指令，从第一闪存块读取第一数据写入缓存；响应于接收到由固件发送的第二指令，将用于更新的数据写入缓存中第一数据所在位置，以得到更新后的第一数据；响应于接收到由固件发送的第三指令，将缓存中更新后的第一数据写入第一闪存块。
在一个可选的实施例中，第一指令包括用于在固态硬盘的全部闪存块中寻址第一数据的第一物理存储地址以及第一数据在缓存中的第二物理存储地址。
在一个可选的实施例中，第二指令包括在缓存中存储用于更新的数据的物理存储地址，以采用用于更新的数据将第一数据更新为更新后的第一数据。
在一个可选的实施例中，第三指令包括：更新后的第一数据在缓存中的物理存储地址以及更新后的第一数据在固态硬盘的全部闪存块中的目标物理存储地址，以用于将更新后的第一数据从缓存存储到第一闪存块中。
在一个可选的实施例中，预定指令是用于进行闪存垃圾回收的第四指令；源闪存块和目的闪存块为相同的或不同的闪存块。
在一个可选的实施例中，第四指令包括用于在闪存块中寻址第二数据的第三物理存储地址、在缓存中存储第二数据的第四物理存储地址以及在闪存块执行闪存垃圾回收后在闪存块中存储第二数据的第五物理存储地址；其中，
从源闪存块读取相应的数据写入缓存，包括：根据第三物理存储地址和第四物理存储地址，将第二数据从固态硬盘的闪存块存储到缓存中；
从缓存读取相应的数据写入目的闪存块，包括：在第一物理存储空间所在的闪存块已执行闪存垃圾回收之后，根据第四物理存储地址和第五物理存储地址，将第二数据从缓存存储到目的闪存块中。
为了达到本申请目的，本发明实施例提供了一种数据传输方法，应用于运行固件的主机端，该固件是与主机端连接的固态硬盘的固件，该数据传输方法包括：
在固态硬盘需要更新数据或进行闪存垃圾回收时，发送预定指令给固态硬盘，以使固态硬盘中的处理模块进行如上述任一实施例所描述的数据传输方法。
为了达到本申请目的，本发明实施例提供了一种数据传输装置，包括：处理器和存储器；
存储器用于保存用于进行数据传输的程序；
处理器用于读取执行用于进行数据传输的程序，进行如上述任一实施例所描述的数据传输方法。
为了达到本申请目的，本发明实施例提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令；该计算机可执行指令用于在被读取执行时，进行如上述任一实施例所描述的数据传输方法。
在上述实施例中，由于是从固态硬盘的源闪存块读取相应的数据写入固态硬盘的缓存，以及从固态硬盘的缓存读取相应的数据写入固态硬盘的目的闪存块，由此可见，在这一过程中并不涉及到将固态硬盘的闪存块中存储的数据传输到主机端内存的操作，也不涉及到将来源于闪存块的数据在传输到主机端的内存之后又从主机端的内存传输到固态硬盘的操作，因此避免了在固态硬盘进行数据更新或者垃圾回收时占用前端总线带宽，同时减少了在固态硬盘进行数据更新或者垃圾回收的过程中花费的时间。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的数据传输方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的固态硬盘和主机端的框图；
图3为本发明实施例提供的数据传输装置的框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种数据传输方法。该方法应用于固态硬盘，固态硬盘的固件存储于与固态硬盘连接的主机端，固态硬盘包括缓存和闪存块。如图1所示，该方法包括步骤S101。
步骤S101，固态硬盘的处理模块响应于固件发送的预定指令，从源闪存块读取相应的数据写入缓存，从缓存读取相应的数据写入目的闪存块。
需要说明的是，此处的术语“处理模块”指的是固态硬盘硬件的一部分，负责执行固件发送的预定指令，处理模块不限于固态硬盘中的微控制器和/或其他具有运算功能的部件，固态硬盘的处理模块对闪存块进行操作是所有固态硬盘硬件都支持的功能。术语“固态硬盘的固件”是担任着一个系统最基础最底层工作的软件，决定着固态硬盘的功能及性能。此外，术语“固件发送的预定指令”指的是用于固态硬盘的数据更新或者闪存垃圾回收的指令。术语“缓存”指的是固态硬盘的缓存。术语“主机端”指的是固态硬盘通过前端总线连接的计算机设备，该计算机设备中运行了固态硬盘的固件。
在这一方法中，由于是从固态硬盘的源闪存块读取相应的数据写入固态硬盘的缓存，以及从固态硬盘的缓存读取相应的数据写入固态硬盘的目的闪存块，由此可见，在这一过程中并不涉及到将固态硬盘的闪存块中存储的数据传输到主机端内存的操作，也不涉及到将来源于闪存块的数据在传输到主机端的内存之后又从主机端的内存传输到固态硬盘的操作，因此避免了在固态硬盘进行数据更新或者垃圾回收时占用前端总线带宽，同时减少了在固态硬盘进行数据更新或者垃圾回收的过程中花费的时间。
在一个可选的实施例中，预定指令包括用于更新数据的第一指令、第二指令和第三指令；源闪存块和目的闪存块均为第一闪存块。因此，数据传输方法可以包括：
固态硬盘的处理模块响应于接收到由固件发送的第一指令，从第一闪存块读取第一数据写入缓存；响应于接收到由固件发送的第二指令，将更新的数据写入缓存中第一数据所在位置，以得到更新后的第一数据；响应于接收到由固件发送的第三指令，将缓存中更新后的第一数据写入第一闪存块。
如图2所示，图2中包括了固态硬盘100以及主机端200，固态硬盘100以及主机端200通过前端总线进行数据传输。固态硬盘100包括固件110、缓存120、第一闪存块130以及处理模块140。固态硬盘100不限于包括第一闪存块130，还可以包括很多闪存块，例如第n闪存块150。主机端200包括主机端内存210。
具体来说，固态硬盘的处理模块140响应于接收到由固件110发送的第一指令，从第一闪存块130读取第一数据写入缓存120；响应于接收到由固件110发送的第二指令，将用于更新的数据写入缓存120中第一数据所在位置，以得到更新后的第一数据；响应于接收到由固件110发送的第三指令，将缓存120中更新后的第一数据写入第一闪存块130。
通过上述实施例可知，在固态硬盘进行数据更新的过程中，需要更新的第一数据是从第一闪存块130传输到缓存120中的，并且在缓存120中进行数据更新，然后将更新后的第一数据传输回到第一闪存块130中，而并不需要将第一数据从固态硬盘100传输到主机端200中的主机端内存210中，也不需要将更新后的第一数据从主机端200传输到固态硬盘100。因此，避免了在固态硬盘进行数据更新时占用前端总线带宽，同时减少了在固态硬盘进行数据更新的过程中花费的时间。
在一个可选的实施例中，第一指令包括用于在固态硬盘的全部闪存块中寻址第一数据的第一物理存储地址以及第一数据在缓存中的第二物理存储地址。
具体到图2来说，第一指令用于在固态硬盘100的全部闪存块(包括第一闪存块130和第n闪存块150)中寻址第一数据的第一物理存储地址，以及第一数据在缓存120中的第二物理存储地址。通过这种方式，能够根据第一物理存储地址在第一闪存块130中的特定存储位置寻址到第一数据，然后根据第二物理存储位置，将第一数据存储到缓存120的第二物理存储位置。
在一个可选的实施例中，进一步地，第二指令包括在缓存中存储用于更新的数据的物理存储地址，以采用用于更新的数据将第一数据更新为更新后的第一数据。
具体到图2来说，固件110向处理模块140发送的第二指令包括用于更新的数据在缓存120中的物理存储地址。用于更新的数据从主机端传输至缓存120中的这个物理存储地址，即可用于更新第一数据，将第一数据更新为更新后的第一数据。
在一个可选的实施例中，进一步地，第三指令包括：更新后的第一数据在缓存中的物理存储地址以及更新后的第一数据在固态硬盘的全部闪存块中的目标物理存储地址，以用于将更新后的第一数据从缓存存储到第一闪存块中。
具体到图2来说，由于在前述的过程中，第一数据已被更新为更新后的第一数据，因此当固件110发送了第三指令之后，可以根据第三指令中所包括的更新后的第一数据在缓存120中的物理存储地址以及更新后的第一数据在固态硬盘100的全部闪存块中的目标物理存储地址，以用于根据目标物理存储地址，将更新后的第一数据存缓存120存储到第一闪存块130中。
此外，本申请还涉及到闪存垃圾回收的优化。
在一个实施例中，预定指令是用于进行闪存垃圾回收的第四指令；源闪存块和目的闪存块为相同的或不同的闪存块。
仍以图2为例，在该实施例中，预定指令是用于对第一闪存块130进行闪存垃圾回收的第四指令；源闪存块和目的闪存块为相同的或不同的闪存块。例如，在接收到固件110发送的第四指令的时候，将第二数据从第一闪存块130(即源闪存块)传输到缓存120中，然后对包括第一闪存块130在内的闪存块进行闪存垃圾回收。当闪存垃圾回收执行完毕的时候，将第二数据从缓存120传输到目的闪存块。其中，目的闪存块可以是第一闪存块130，也可以是其他闪存块(例如第n闪存块150)。
在这一过程中，第二数据仅在源闪存块、缓存以及目的闪存块之间传输，而并不在固态硬盘与主机端之间传输，因此，避免了在固态硬盘进行闪存垃圾回收时占用前端总线带宽，同时减少了在固态硬盘进行闪存垃圾回收过程中花费的时间。
在一个可选的实施例中，进一步地，第四指令包括用于在闪存块中寻址第二数据的第三物理存储地址、在缓存中存储第二数据的第四物理存储地址以及在闪存块执行闪存垃圾回收后在闪存块中存储第二数据的第五物理存储地址；其中，
从源闪存块读取相应的数据写入缓存，包括：根据第三物理存储地址和第四物理存储地址，将第二数据从固态硬盘的闪存块存储到缓存中；
从缓存读取相应的数据写入目的闪存块，包括：在第一物理存储空间所在的闪存块已执行闪存垃圾回收之后，根据第四物理存储地址和第五物理存储地址，将第二数据从缓存存储到目的闪存块中。
需要说明的是，在此提到的“执行闪存垃圾回收的闪存块”包括固态硬盘中的最初保存第二数据的闪存块(即源闪存块)，还可以包括其他闪存块。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种数据传输方法。该数据传输方法应用于存储有固件的主机端。该固件是与主机端连接的固态硬盘的固件。该数据传输方法包括：
在固态硬盘需要更新数据或进行闪存垃圾回收时，发送预定指令给固态硬盘，以使固态硬盘中的处理模块进行如上述任一实施例中所描述的数据传输方法。
另一方面，本发明实施例还提供了一种数据传输装置。如图3所示，该数据传输装置包括存储器10和处理器20。其中，
存储器10用于保存用于进行数据传输的程序；
处理器20用于读取执行用于进行数据传输的程序，进行上述任一实施例中所描述的数据传输方法。
另一方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令；该计算机可执行指令用于在被读取执行时，进行上述任一实施例中所描述的数据传输方法。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但上述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，应用于固态硬盘，所述固态硬盘的固件运行于与所述固态硬盘连接的主机端，其特征在于，所述固态硬盘包括缓存和闪存块；所述数据传输方法包括：
所述固态硬盘的处理模块响应于所述固件发送的预定指令，从源闪存块读取相应的数据写入所述缓存，从所述缓存读取相应的数据写入目的闪存块。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其中，所述预定指令包括用于更新数据的第一指令、第二指令和第三指令；所述源闪存块和所述目的闪存块均为第一闪存块；
所述固态硬盘的处理模块响应于所述固件发送的预定指令，从源闪存块读取相应的数据写入所述缓存，从所述缓存读取相应的数据写入目的闪存块，包括：
所述固态硬盘的处理模块响应于接收到由所述固件发送的第一指令，从第一闪存块读取第一数据写入所述缓存；响应于接收到由所述固件发送的第二指令，将用于更新的数据写入所述缓存中所述第一数据所在位置，以得到更新后的第一数据；响应于接收到由所述固件发送的第三指令，将所述缓存中更新后的第一数据写入所述第一闪存块。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其中，所述第一指令包括用于在所述固态硬盘的全部闪存块中寻址所述第一数据的第一物理存储地址以及所述第一数据在所述缓存中的第二物理存储地址。
4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其中，所述第二指令包括在所述缓存中存储所述用于更新的数据的物理存储地址，以采用所述用于更新的数据将所述第一数据更新为所述更新后的第一数据。
5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其中，所述第三指令包括：所述更新后的第一数据在所述缓存中的物理存储地址以及所述更新后的第一数据在所述固态硬盘的全部闪存块中的目标物理存储地址，以用于将所述更新后的第一数据从所述缓存存储到所述第一闪存块中。
6.根据权利要求1所述的数据传输方法，其中，所述预定指令是用于进行闪存垃圾回收的第四指令；所述源闪存块和所述目的闪存块为相同的或不同的闪存块。
7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其中，所述第四指令包括用于在所述闪存块中寻址第二数据的第三物理存储地址、在所述缓存中存储所述第二数据的第四物理存储地址以及在所述闪存块执行闪存垃圾回收后在所述闪存块中存储所述第二数据的第五物理存储地址；其中，
所述从源闪存块读取相应的数据写入所述缓存，包括：根据所述第三物理存储地址和所述第四物理存储地址，将所述第二数据从所述固态硬盘的闪存块存储到所述缓存中；
所述从所述缓存读取相应的数据写入目的闪存块，包括：在所述第一物理存储空间所在的闪存块已执行闪存垃圾回收之后，根据所述第四物理存储地址和第五物理存储地址，将所述第二数据从所述缓存存储到所述目的闪存块中。
8.一种数据传输方法，应用于运行固件的主机端，所述固件是与所述主机端连接的固态硬盘的固件，其特征在于，所述数据传输方法包括：
在所述固态硬盘需要更新数据或进行闪存垃圾回收时，发送预定指令给固态硬盘，以使所述固态硬盘中的处理模块进行如权利要求1-7中任一项所述的数据传输方法。
9.一种数据传输装置，包括：处理器和存储器；其特征在于：
所述存储器用于保存用于进行数据传输的程序；
所述处理器用于读取执行所述用于进行数据传输的程序，进行如权利要求1-7中任一项所述的数据传输方法或者如权利要求8所述的数据传输方法。
10.一种存储介质，存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令用于在被读取执行时，进行如权利要求1-7中任一项所述的数据传输方法或者如权利要求8所述的数据传输方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117851304A (zh) * 2024-03-07 2024-04-09 济南浪潮数据技术有限公司 一种硬盘更换方法、装置、设备及介质

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