CN116360705A - 提高ssd启动速度的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

提高ssd启动速度的方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种提高SSD启动速度的方法、装置、设备及存储介质，方法包括：响应于SSD的关机指令；判断NAND是否需要数据的填充；若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置；响应于SSD的开机指令；判断NAND的填充位置是否存在脏条目；若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。本发明利用SSD关机时可能需要数据的填充的特点，将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置，在SSD启动时，优先从NAND的填充位置恢复脏条目(一般需要读取几十个物理页)，由于直接从填充位置恢复脏条目，从而避免了SSD启动时逐个扫描映射表保存后新写入的用户数据恢复映射表的流程，进而提高了SSD的启动速度。

Description

提高SSD启动速度的方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域，更具体地说是提高SSD启动速度的方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
SSD(固态硬盘)以及被广泛应用于各种场合，目前在PC市场，已经逐步替代传统的HDD(机械硬盘)，从可靠性和性能方面为用户提供较好的体验。由于NAND的特性，在进行用户数据读写时，需要进行从逻辑地址到物理地址的映射。SSD固件在RAM中维护该映射表，并且会将映射表写入NAND。SSD启动时，从NAND读取映射表到RAM中，用于处理用户数据读写。
由于NAND颗粒寿命有限，为减少频繁写入NAND对SSD寿命的影响，一般会设定映射表刷新阈值。当变更的映射表项(称为脏条目)超过该阈值时，才会将脏条目写入NAND。同时在进行用户数据写入时，会把逻辑地址记录在物理页的spare(备用)区域。SSD启动时，首先读取NAND恢复最新写入的映射表，再逐个扫描写入映射表之后写入的用户数据的spare区域，完成对完整映射表的重建。
现有的SSD方案中，SSD关机时，先检查是否需要填充数据，若需要填充数据，再使用无效数据进行填充。将系统状态写入NAND。SSD启动时，先从NAND中读取系统状态。从NAND中读取映射表数据。按照写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取数据的逻辑地址，刷新到映射表。映射表的恢复完成。由此可见，现有的方案中在启动时需要逐个扫描映射表保存后新写入的用户数据恢复映射表，这个过程一般需要扫描几百到几千个物理页，从而导致增加了SSD的启动时间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供提高SSD启动速度的方法、装置、设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了提高SSD启动速度的方法，包括：
响应于SSD的关机指令；
判断NAND是否需要数据的填充；
若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置；
响应于SSD的开机指令；
判断NAND的填充位置是否存在脏条目；
若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。
其进一步技术方案为：所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置之前，包括：
判断映射表是否存在脏条目；
若存在脏条目，则判断NAND的填充位置的大小是否足够容纳脏条目；
若不足够容纳脏条目，则使用无效数据作为填充数据填充至NAND的填充位置，若足够容纳脏条目，则执行所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。
其进一步技术方案为：所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置之后，包括：
若脏条目不足以完全填满NAND的填充位置，则NAND的填充位置的剩余区域使用无效数据进行填充。
其进一步技术方案为：所述判断NAND的填充位置是否存在脏条目之后，包括：
若不存在脏条目，则按照用户数据写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取用户数据的逻辑地址，刷新到映射表。
第二方面，本发明还提供了提高SSD启动速度的装置，包括第一响应单元、第一判断单元、第一填充单元、第二响应单元、第二判断单元以及读取单元；
所述第一响应单元，用于响应于SSD的关机指令；
所述第一判断单元，用于判断NAND是否需要数据的填充；
所述第一填充单元，用于若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置；
所述第二响应单元，用于响应于SSD的开机指令；
所述第二判断单元，用于判断NAND的填充位置是否存在脏条目；
所述读取单元，用于若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。
其进一步技术方案为：还包括第三判断单元、第四判断单元以及第二填充单元；
所述第三判断单元，用于判断映射表是否存在脏条目；
所述第四判断单元，用于若存在脏条目，则判断NAND的填充位置的大小是否足够容纳脏条目；
所述第二填充单元，用于若不足够容纳脏条目，则使用无效数据作为填充数据填充至NAND的填充位置，若足够容纳脏条目，则执行所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。
其进一步技术方案为：还包括第三填充单元；
所述第三填充单元，用于若脏条目不足以完全填满NAND的填充位置，则NAND的填充位置的剩余区域使用无效数据进行填充。
其进一步技术方案为：还包括扫描单元；
所述扫描单元，用于若不存在脏条目，则按照用户数据写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取用户数据的逻辑地址，刷新到映射表。
第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，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提高SSD启动速度的方法。
第四方面，本发明还提供了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提高SSD启动速度的方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明利用SSD关机时可能需要数据的填充的特点，将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置，在SSD启动时，优先从NAND的填充位置恢复脏条目(一般需要读取几十个物理页)，由于直接从填充位置恢复脏条目，从而避免了SSD启动时逐个扫描映射表保存后新写入的用户数据恢复映射表的流程，进而提高了SSD的启动速度。
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提高SSD启动速度的方法的流程图；
图2为本发明具体实施例提供的提高SSD启动速度的方法的另一流程图；
图3为本发明具体实施例提供的提高SSD启动速度的装置的示意性框图；
图4为本发明具体实施例提供的提高SSD启动速度的装置的另一示意性框图；
图5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。
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。
请参考图1，本发明实施例提供了一种提高SSD启动速度的方法，方法包括以下步骤：S10-S70。
S10、响应于SSD的关机指令。
S20、判断NAND是否需要数据的填充。
SD在关机时，出于一些原因(如：填充关闭RAID条带，或由于NAND颗粒特性要求避免出现边缘数据页)，可能会需要向NAND写入一些数据作为填充数据。但也有不需要数据的填充的情况，因此需要做判断。
S30、若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。若不需要数据的填充，则不填充。
脏条目指的是变更的映射表项，一般会设定映射表刷新阈值，当脏条目超过该刷新阈值时，才会将脏条目写入NAND。
将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置的好处是：在SSD启动时，优先从NAND的填充位置恢复脏条目。
S40、响应于SSD的开机指令。
S50、判断NAND的填充位置是否存在脏条目。
S60、若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。
若存在脏条目的前提下，可直接从填充位置恢复脏条目，从而避免了SSD启动时逐个扫描映射表保存后新写入的用户数据恢复映射表的流程，进而提高了SSD的启动速度。
S70、若不存在脏条目，则按照用户数据写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取用户数据的逻辑地址，刷新到映射表。
如图2所示，在一实施例中，在步骤S30之前还包括以下步骤：
S25、判断映射表是否存在脏条目。
若存在脏条目，S26、则判断NAND的填充位置的大小是否足够容纳脏条目；
若不存在脏条目，S251、则使用无效数据作为填充数据填充至NAND的填充位置。这里的无效数据指的是没有实际意义或价值的数据，如随机生成的字符串或数字等等。
若不足够容纳脏条目，则执行步骤S251，若足够容纳脏条目，则执行步骤S30。
如图2所示，在一实施例中，在步骤S30之后，还包括以下步骤：
S35、若脏条目不足以完全填满NAND的填充位置，则NAND的填充位置的剩余区域使用无效数据进行填充。
综上，本发明利用SSD关机时可能需要数据的填充的特点，将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置，在SSD启动时，优先从NAND的填充位置恢复脏条目(一般需要读取几十个物理页)，由于直接从填充位置恢复脏条目，从而避免了SSD启动时逐个扫描映射表保存后新写入的用户数据恢复映射表的流程，进而提高了SSD的启动速度。
对应于上述的提高SSD启动速度的方法，本发明实施例还提供了提高SSD启动速度的装置100。
如图3所示，提高SSD启动速度的装置100，包括第一响应单元110、第一判断单元120、第一填充单元130、第二响应单元140、第二判断单元150以及读取单元160。第一响应单元110，用于响应于SSD的关机指令。第一判断单元120，用于判断NAND是否需要数据的填充。第一填充单元130，用于若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。第二响应单元140，用于响应于SSD的开机指令。第二判断单元150，用于判断NAND的填充位置是否存在脏条目。读取单元160，用于若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。
如图4所示，在一实施例中，提高SSD启动速度的装置100还包括第三判断单元170、第四判断单元180以及第二填充单元190。
第三判断单元170，用于判断映射表是否存在脏条目。第四判断单元180，用于若存在脏条目，则判断NAND的填充位置的大小是否足够容纳脏条目。第二填充单元190，用于若不足够容纳脏条目，则使用无效数据作为填充数据填充至NAND的填充位置，若足够容纳脏条目，则执行将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。
如图4所示，在一实施例中，提高SSD启动速度的装置100还包括第三填充单元200。第三填充单元200，用于若脏条目不足以完全填满NAND的填充位置，则NAND的填充位置的剩余区域使用无效数据进行填充。
如图4所示，在一实施例中，提高SSD启动速度的装置100还包括扫描单元210。扫描单元210，用于若不存在脏条目，则按照用户数据写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取用户数据的逻辑地址，刷新到映射表。
上述提高SSD启动速度的方法可以实现为计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图5所示的计算机设备上运行。
请参阅图5，图5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700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5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提高SSD启动速度的方法步骤。
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执行任意一种提高SSD启动速度的方法。
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执行任意一种提高SSD启动速度的方法。
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5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：
提高SSD启动速度的方法，包括：
响应于SSD的关机指令；
判断NAND是否需要数据的填充；
若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置；
响应于SSD的开机指令；
判断NAND的填充位置是否存在脏条目；
若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。
在一实施例中，所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置之前，包括：
判断映射表是否存在脏条目；
若存在脏条目，则判断NAND的填充位置的大小是否足够容纳脏条目；
若不足够容纳脏条目，则使用无效数据作为填充数据填充至NAND的填充位置，若足够容纳脏条目，则执行所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。
在一实施例中，所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置之后，包括：
若脏条目不足以完全填满NAND的填充位置，则NAND的填充位置的剩余区域使用无效数据进行填充。
在一实施例中，所述判断NAND的填充位置是否存在脏条目之后，包括：
若不存在脏条目，则按照用户数据写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取用户数据的逻辑地址，刷新到映射表。
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(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器720还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，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5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提高SSD启动速度的方法。
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-Only Memory)、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 (10)

1.提高SSD启动速度的方法，其特征在于，包括：
响应于SSD的关机指令；
判断NAND是否需要数据的填充；
若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置；
响应于SSD的开机指令；
判断NAND的填充位置是否存在脏条目；
若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。
2.根据权利要求1所述的提高SSD启动速度的方法，其特征在于，所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置之前，包括：
判断映射表是否存在脏条目；
若存在脏条目，则判断NAND的填充位置的大小是否足够容纳脏条目；
若不足够容纳脏条目，则使用无效数据作为填充数据填充至NAND的填充位置，若足够容纳脏条目，则执行所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。
3.根据权利要求2所述的提高SSD启动速度的方法，其特征在于，所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置之后，包括：
若脏条目不足以完全填满NAND的填充位置，则NAND的填充位置的剩余区域使用无效数据进行填充。
4.根据权利要求1所述的提高SSD启动速度的方法，其特征在于，所述判断NAND的填充位置是否存在脏条目之后，包括：
若不存在脏条目，则按照用户数据写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取用户数据的逻辑地址，刷新到映射表。
5.提高SSD启动速度的装置，其特征在于，包括第一响应单元、第一判断单元、第一填充单元、第二响应单元、第二判断单元以及读取单元；
所述第一响应单元，用于响应于SSD的关机指令；
所述第一判断单元，用于判断NAND是否需要数据的填充；
所述第一填充单元，用于若需要数据的填充，则将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置；
所述第二响应单元，用于响应于SSD的开机指令；
所述第二判断单元，用于判断NAND的填充位置是否存在脏条目；
所述读取单元，用于若存在脏条目，则从NAND的填充位置读取脏条目，并将其合并到映射表，以完成映射表恢复。
6.根据权利要求5所述的提高SSD启动速度的装置，其特征在于，还包括第三判断单元、第四判断单元以及第二填充单元；
所述第三判断单元，用于判断映射表是否存在脏条目；
所述第四判断单元，用于若存在脏条目，则判断NAND的填充位置的大小是否足够容纳脏条目；
所述第二填充单元，用于若不足够容纳脏条目，则使用无效数据作为填充数据填充至NAND的填充位置，若足够容纳脏条目，则执行所述将脏条目作为填充数据填充至NAND的填充位置。
7.根据权利要求6所述的提高SSD启动速度的装置，其特征在于，还包括第三填充单元；
所述第三填充单元，用于若脏条目不足以完全填满NAND的填充位置，则NAND的填充位置的剩余区域使用无效数据进行填充。
8.根据权利要求5所述的提高SSD启动速度的装置，其特征在于，还包括扫描单元；
所述扫描单元，用于若不存在脏条目，则按照用户数据写入的顺序，扫描映射表保存后新写入的用户数据，从spare区读取用户数据的逻辑地址，刷新到映射表。
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1～4中任意一项所述的提高SSD启动速度的方法。
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1～4任意一项所述的提高SSD启动速度的方法。
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