TW201818401A - 在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法和裝置 - Google Patents

在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法和裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法，係應用在對至少兩個物理儲存單位進行寫入控制的中控功能模組上，該方法包括：獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數；在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，將儲存資料寫入到累計擦除總次數最少的至少一個物理儲存單位上。本發明的技術方案在不同的物理儲存單位之間實現了均衡擦寫，避免了對單個物理儲存單位擦寫過多導致的該物理儲存單位的提前損壞，在高可用性情況中能夠提高所在系統的穩定性。

Description

在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法和裝置
本發明係有關電腦及網路技術領域，尤其有關一種在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法和裝置。
使用快閃記憶體作為儲存媒體，並採用電子讀寫的SSD(Solid State Drives，固態硬碟)有著優異的讀寫性能，已經成為個人電腦以及伺服器儲存的主流硬體。SSD的儲存媒體是Nand Flash快閃記憶體顆粒，其每一個位元(bit)的物理特性是可以透過對電晶體充電使該位的值由1變為0，而只能透過擦除來將其值由0重設為1。擦除操作以Block(區塊)為單位來進行。
而Nand Flash快閃記憶體顆粒的壽命透過其擦寫次數來衡量，某個Block達到了這個擦寫次數後，該Block無法再用來儲存資料，成為壞區塊。隨著壞區塊的增多，SSD的使用壽命就會銳減。
因此，現有技術中採用FTL(Flash Translation Level，快閃記憶體轉換層)均衡擦寫演算法或具有均衡擦寫功能的檔案系統層，來盡可能實現對同一個SSD上各 個區塊的均衡擦寫，以延長單個SSD的使用壽命。例如，FTL層動態均衡策略、FTL層的靜態均衡策略、JAFF2(Journalling Flash File System Version 2，日誌快閃記憶體檔案系統第2版)、YAFFS(Yet Another Flash File System，另一種快閃記憶體檔案系統)等。
但是，對於有多個SSD可供使用的系統，常常會發生對某個或某些SSD的擦寫次數過多，遠超過對另外某個或某些SSD的情形，從而導致使用過多的SSD提前損壞。如果該SSD上儲存的資料沒有採用高可用性方案，可能造成資料丟失；對採用了高可用性儲存方案的系統來說，則會因額外的資料遷移降低系統的穩定性。
有鑒於此，本發明提供一種在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法，係應用在對至少兩個物理儲存單位進行寫入控制的中控功能模組上，該方法包括：獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數；在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，將儲存資料寫入到累計擦除總次數最少的至少一個物理儲存單位上。
本發明還提供了一種在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的裝置，係應用在對至少兩個物理儲存單位進行寫入控制的中控功能模組上，該裝置包括：累計擦除總次數單元，用以獲取每個物理儲存單位內 所有區塊的累計擦除總次數；物理儲存單位單元，用以在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，將儲存資料寫入到累計擦除總次數最少的至少一個物理儲存單位上。
由以上技術方案可見，本發明的實施例中，由中控功能模組基於各個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數，在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中選擇累計擦除總次數最少的進行儲存資料的寫入，從而在不同的物理儲存單位之間實現了均衡擦寫，避免了對單個物理儲存單位擦寫過多導致的該物理儲存單位的提前損壞，在非高可用性情況中能夠降低丟失資料的可能性，在高可用性情況中能夠提高所在系統的穩定性。
圖1是本發明實施例第一種應用情況示例的一種主機結構組成結構示意圖；圖2是本發明實施例第二種應用情況示例的一種集群組成結構示意圖；圖3是本發明實施例一中一種寫入儲存資料的方法的流程圖；圖4是本發明實施例二中一種在集群中寫入儲存資料的方法的流程圖；圖5是本發明實施例所在設備的一種硬體結構圖；圖6是本發明實施例中一種寫入儲存資料的裝置的邏 輯結構圖；圖7是本發明實施例中一種集群的邏輯結構圖。
本發明的實施例提出一種新的在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法，以每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數的統計資料為依據，在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，選擇具有最小累計擦除總次數的一個到多個物理儲存單位，來寫入儲存資料，實現了不同物理儲存單位之間的均衡擦寫，使得不同物理儲存單位的使用壽命更為接近，降低了因單個物理儲存單位的提前損壞造成的丟失資料、或影響系統穩定的可能性，以解決現有技術存在的問題。
本發明的實施例中，兩個或兩個以上的物理儲存單位由一個中控功能模組來進行寫入控制，亦即，由該中控功能模組決定將儲存資料寫入到哪個或哪些物理儲存單位上。其中，物理儲存單位是在物理上獨立於其他物理儲存單位、採用基於快閃記憶體的儲存媒體的實體，可以是一個獨立的基於快閃記憶體的物理儲存部件(如Flash快閃記憶體晶片、硬碟等)、一個包括至少一個獨立的基於快閃記憶體的物理儲存部件的主機(如一個磁碟陣列櫃、一台個人電腦、一台伺服器)等等；中控功能模組採用軟體、或軟體和硬體相結合的方式來實現，可以運行在某個物理儲存單位上，也可以運行在獨立於其控制的所有物理 儲存單位的其他主機上。
圖1所示為本發明實施例應用情況的一個例子，一台主機上安裝有若干個硬碟(本應用情況中的物理儲存單位)，並且在該主機上運行有儲存控制模組(本應用情況中的中控功能模組)，用來對所有硬碟進行讀寫控制，包括確定將哪些資料存放在哪個硬碟上。
圖2所示為本發明實施例應用情況的另一個例子，在一個以若干台主機(本應用情況中的物理儲存單位)組成的集群中，其中一台主機是主控節點，其他主機是操作節點。集群的集群控制模組(本應用情況中的中控功能模組)運行在主控節點上，對若干台伺服器的資料儲存進行分配和管理。當作為主控節點的主機發生故障時，其他的某台主機能夠升級為主控節點繼續集群的運行。
本發明實施例應用的中控功能模組可以運行在任何具有計算和儲存能力的設備上，例如可以是平板電腦、PC(Personal Computer，個人電腦)、筆記型、伺服器等設備。
本發明的實施例一中，寫入儲存資料的方法的流程如圖3所示。
步驟310，獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數。
區塊是資料儲存中儲存空間分配的最小單位，當某個區塊被分配後會對該區塊進行擦除操作，以便得到該區塊空間的應用程式(或線程、進程等)能夠使用該區塊寫入 資料。因此，區塊被分配的次數就是該區塊的累計擦除次數。
對物理上獨立的儲存部件(如硬碟、快閃記憶體晶片等)而言，區塊的分割通常在對該儲存部件進行初始化時進行，以硬碟為例，在絕大多數的檔案系統中，管理員可以在硬碟初始化時指定區塊的大小。假設由該硬碟所在主機的儲存控制模組對該硬碟進行儲存管理，在完成初始化後，儲存控制模組可以用該硬碟範圍內唯一的區塊標識來代表硬碟上的每個區塊，並且維護該硬碟的每個區塊標識與累計擦除次數的對應關係，每次將某個區塊分配後則在該區塊區塊標識的累計擦除次數上加1；當該硬碟作為應用情況中的物理儲存單位時，可以將所有區塊的累計擦除次數相加，得到該硬碟的累計擦除總次數。或者，儲存控制模組也可以在該硬碟的超級區塊(Super Block)中維護所有區塊的累計擦除總次數，每次有區塊分配時，則在累計擦除總次數上增加該次分配的區塊數量；換言之，在每個區塊被分配後都在累計擦除總次數上加1。透過上述方式，可以得到物理上獨立的儲存部件的所有區塊的累計擦除總次數。
對物理儲存單位是包括至少一區塊獨立物理儲存部件的主機的情形，可以由每個主機上的儲存控制模組統計其控制的物理儲存部件的累計擦除總次數，並上報給中控功能模組。具體的上報方式可以根據應用情況的實現來確定，例如，假設所有主機組成一個集群，該集群的集群控 制模組為該應用情況中的中控功能模組，則可以由每個主機以預定週期主動向集群控制模組上報該主機上所有區塊的累計擦除總次數，或者也可以由集群控制模組以預定週期向各個主機輪詢所有區塊的累計擦除總次數，集群控制模組即可以預定週期收到每個主機的所有區塊的累計擦除總次數。
步驟320，在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，將儲存資料寫入到累計擦除總次數最少的至少一個物理儲存單位上。
假設儲存資料需要寫入到N(N為自然數)個物理儲存單位上，在現有技術中，如果有兩個或兩個以上物理儲存單位可以被用來寫入儲存資料，會採用某個或某些條件來確定將儲存資料寫入哪個或哪幾個物理儲存單位。例如，要滿足的條件通常包括剩餘儲存空間足以容納要寫入的儲存資料。本發明的實施例中，可以根據上述某個或某些條件的可接受範圍來產生預定寫入條件，以下用兩個例子來說明：
第一個例子，在若干個硬碟中選擇剩餘儲存空間最大的N個來用作為寫入儲存資料的硬碟，則本發明實施例中，可以將剩餘儲存空間不小於預定值或不小於硬碟容量的預定比例來作為預定寫入條件。
第二個例子，在若干個主機中，選擇剩餘儲存空間足以容納要寫入的儲存資料、並且對主機上已保存資料的訪問量最小的N個主機來寫入儲存資料，則在本發明實施例 中，可以將剩餘儲存空間足以容納要寫入的儲存資料、並且對主機上已保存資料的訪問量不超過某個閾值來作為預定寫入條件。
要寫入物理儲存單位的儲存資料可以是在進行檔案保存時需要寫入的儲存資料，也可以是在進行檔案遷移時需要寫入的儲存資料。對中控功能模組而言，在進行檔案保存時需要寫入的儲存資料通常是新增加的儲存資料，而檔案遷移時需要寫入的儲存資料則是對已保存的儲存資料的維護。根據應用情況的具體實現，進行檔案保存時需要寫入的儲存資料可能是一份，也可能是兩份或兩份以上、並且通常要將每份寫入到不同的物理儲存單位上。檔案遷移包括兩種情形，一種是更換保存檔案的物理儲存單位，亦即，將已保存的檔案寫入新的物理儲存單位並從原來保存該檔案的物理儲存單位上刪除；另一種是在保存兩份以上檔案的應用情況中，當其中某一份檔案損壞或其中某一份檔案所在的物理儲存單位故障時，需要將該檔案拷貝一份到操作正常的物理儲存單位上，以滿足整個系統高可用性的要求。在進行檔案遷移時，可以採用預定寫入條件來排除已保存有該檔案拷貝的物理儲存單位、和/或發生故障的物理儲存單位。
可見，不論是在檔案保存還是在檔案遷移中，需要用來寫入儲存資料的物理儲存單位都可能超過1個。因此，中控功能模組在得到各個物理儲存單位的所有區塊的累計擦除總次數後，在有儲存資料需要進行寫入操作時，基於 預定寫入條件來確定可供選擇的若干個物理儲存單位，並在其中選擇累計擦除總次數最小的N(N為自然數)個物理儲存單位來寫入儲存資料。這樣，可以在不同的物理儲存單位之間實現均衡擦寫。
本發明的實施例中，中控功能模組除了在有儲存資料寫入時進行各物理儲存單位之間的均衡擦寫外，還可以在各物理儲存單位的擦寫差異較大時，主動進行檔案遷移，以平衡各個物理儲存單位的使用情況。具體而言，中控功能模組可以對各個物理儲存單位的擦寫情況進行監測，在出現某兩個物理儲存單位的累計擦除總次數的差異超過預定偏差範圍的情形時，將儲存資料從上述兩個物理儲存單位中累計擦除總次數較高的物理儲存單位遷移到累計擦除總次數較低的物理儲存單位。
可以根據實際應用情況中儲存檔案的大小、對擦寫均衡的要求等因素來確定物理儲存單位間的預定偏差範圍。在一種應用情況中，可以根據所有物理儲存單位的累計擦除總次數的平均值來確定預定偏差範圍，例如，將該平均值的20%作為預定偏差範圍。
可見，在本發明的實施例一中，由中控功能模組以每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數的統計資料為依據，在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，選擇累計擦除總次數最少的物理儲存單位進行儲存資料的寫入，實現了不同物理儲存單位之間的均衡擦寫，避免了對單個物理儲存單位擦寫過多導致的該物理儲存單位的提前損 壞，使得不同物理儲存單位的使用壽命更為接近，在非高可用性情況中能夠降低丟失資料的可能性，在高可用性情況中能夠提高所在系統的穩定性。
需要說明的是，在一個由若干主機組成的集群中，如果至少部分主機帶有兩個以上的硬碟或其他獨立的物理儲存部件，則可以在集群層面和主機層面分別應用本發明的實施例，亦即：在集群層面實現不同主機之間的擦寫均衡，在主機層面實現單個主機上不同硬碟或其他物理儲存部件的擦寫均衡。此外，還可以在單個硬碟或其他物理儲存部件上採用現有技術中的FTL均衡擦寫演算法或採用具有均衡擦寫功能的檔案系統層，以在物理儲存部件的層面實現擦寫均衡，從而在整個集群系統的各個層面都達到均衡擦寫，延長集群系統中儲存設備的使用壽命，同時提高集群系統的穩定性。
在本發明的實施例二中，一種在集群中寫入儲存資料的方法的流程如圖4所示。本實施例中的集群包括至少兩台主機，這些主機由集群控制模組來進行儲存管理；每台主機包括至少兩個採用快閃記憶體作為儲存媒體的硬碟，每台主機上的硬碟由該主機上的儲存控制模組來進行儲存管理。實施例二給出了一種在兩個層面(集群層面和主機層面)同時應用實施例一的具體實現，其中對各個步驟的詳細說明請參見實施例一中的描述，不再重複。
步驟410，由集群控制模組獲取每台主機上所有區塊的累計擦除總次數。
步驟420，由每台主機的儲存控制模組分別獲取所在主機上每個硬碟的累計擦除總次數。
步驟430，在滿足主機預定寫入條件的主機中，集群控制器選擇主機的累計擦除總次數最少的至少一台主機作為目標主機。
當集群有需要寫入的儲存資料時，例如當有進行檔案遷移時、和/或進行檔案保存時需要寫入的儲存資料時，假設儲存資料需要寫入到N台主機上，集群控制器在滿足主機預定寫入條件的主機中，選擇主機的累計擦除總次數最少的N台主機作為目標主機，亦即，要寫入儲存資料的主機。
步驟440，在每台目標主機上，該主機的儲存控制器將儲存資料寫入到滿足硬碟預定寫入條件、硬碟的累計擦除總次數最少的至少一個硬碟上。
當某台主機被選擇作為目標主機後，假設儲存資料需要寫入該主機上的M(M為自然數)個硬碟中，該主機上的儲存控制器在滿足硬碟預定寫入條件的硬碟中，選擇M個硬碟的累計擦除總次數最少的硬碟作為目標硬碟，將儲存資料寫入到目標硬碟中。
可以由集群控制器對各台主機間累計擦除總次數的差異進行監測，當某兩台主機的累計擦除總次數的差異超過主機預定偏差範圍時，集群控制器將儲存資料從這兩台主機中累計擦除總次數較高的主機上，遷移到累計擦除總次數較低的主機上。作為寫入遷移儲存資料的主機，可以由 其上的儲存控制器將資料寫入到滿足硬碟預定寫入條件、硬碟的累計擦除總次數最少的硬碟上。
可以各台主機的儲存控制器對該主機上各個硬碟間累計擦除總次數的差異進行監測，當某台主機上的某兩個硬碟的累計擦除總次數的差異超過硬碟預定偏差範圍時，該主機的儲存控制器可以將儲存資料從這兩個硬碟中累計擦除總次數較高的硬碟上，遷移到累計擦除總次數較低的硬碟上。
可見，本發明實施例二透過在集群層面(各個主機之間)和主機層面(每台主機上的各個硬碟之間)分別應用實施例一中的方法，使得整個集群系統的物理儲存部件都達到均衡擦寫，延長集群系統中儲存設備的使用壽命，同時提高集群系統的穩定性。
在本發明的一個應用示例中，一個高可用性集群系統包括K(K為大於3的自然數)台主機，每台主機包括至少3區塊採用快閃記憶體作為儲存媒體的硬碟。儲存在該集群中的每個檔案應該在3個不同的主機上分別保存一份。該集群的集群控制器運行在集群的主控節點(其中一台主機)上，用來控制檔案儲存在哪3台主機上；每台主機上運行有儲存控制器，用來控制檔案儲存在該主機的哪區塊硬碟上。
在每台主機上，儲存控制器在每個硬碟的超級區塊中維護有該硬碟上每個區塊的累計擦除次數block_wear_count和該硬碟所有區塊的累計擦除總次數 disk_wear_count。當該硬碟上的某個區塊被分配後，在該區塊的區塊標識block_num對應的累計擦除次數block_wear_count上加1，並且在該硬碟所有區塊的累計擦除總次數disk_wear_count上加1。
另外，儲存控制器維護有該主機上所有區塊的累計擦除總次數server_wear_count，server_wear_count等於該主機上每個硬碟的disk_wear_count的總和。集群中每台操作節點要定時向主控節點發送心跳信號，操作節點所在主機的server_wear_count可以在週期性的心跳信號中上報給集群控制器，主控節點上的儲存控制器也以與心跳信號相同的週期將主控節點所在主機的server_wear_count上報給集群控制器。
當集群中有新檔案寫入時，集群控制器在K個主機中確定符合主機預定寫入條件的若干個主機，本應用示例中寫入新檔案的主機預定寫入條件為：剩餘儲存容量超過主機儲存總容量的15%、並且對已保存資料的訪問量不超過既定閾值。在符合寫入新檔案的主機預定寫入條件的主機中，集群控制器選擇server_wear_count數目最小的3台主機作為寫入新檔案的主機。
在被選中的3台主機上，每台主機的儲存控制器在該主機上的硬碟中確定符合硬碟預定寫入條件的若干個硬碟，本應用示例中硬碟預定寫入條件為：剩餘儲存容量超過硬碟儲存總容量的10%。在符合硬碟寫入條件的硬碟中，儲存控制器選擇disk_wear_count最小的硬碟來寫入新 的檔案。
當集群中某台主機、或某台主機上的某個硬碟發生故障時，集群控制器認為該主機或該硬碟上保存的檔案已不可使用，這樣集群中對這些檔案的儲存份數不足3份。設遷移檔案的主機預定寫入條件為：剩餘儲存容量超過主機儲存總容量的15%、對已保存資料的訪問量不超過既定閾值、並且尚未保存有要寫入的檔案，則集群控制器在符合遷移檔案的主機預定寫入條件的主機中，選擇server_wear_count數目最小的主機作為寫入遷移檔案的主機。在被選中的主機上，儲存控制器在符合硬碟寫入條件的硬碟中，選擇disk_wear_count最小的硬碟來寫入遷移的檔案。
集群控制器以一定的主機監測週期來檢查各個主機的累計擦除總次數server_wear_count之間的差異程度，如果集群中server_wear_count的最大值與最小值的差異超過所有server_wear_count的平均值的20%，則將server_wear_count最大的主機上的檔案遷移到server_wear_count最小的主機上，直到集群中server_wear_count的最大值與最小值的差異在所有server_wear_count的平均值的20%之內為止。對遷移檔案的選擇可參照現有技術實現，不再贅述。
在每台主機上，儲存控制器以一定的硬碟監測週期來檢查該主機上各個硬碟的累計擦除總次數disk_wear_count之間的差異程度，如果該主機上disk_wear_count的最大值 與最小值的差異超過所有disk_wear_count的平均值的15%，則將disk_wear_count最大的硬碟上的檔案遷移到disk_wear_count最小的硬碟上，直到該主機上disk_wear_count的最大值與最小值的差異在所有disk_wear_count的平均值的15%之內為止。對遷移檔案的選擇同樣可參照現有技術實現。
與上述流程實現對應，本發明的實施例還提供了一種寫入儲存資料的裝置。該裝置可以透過軟體來實現，也可以透過硬體或者軟硬體結合的方式來實現。以軟體實現為例，作為邏輯意義上的裝置，是透過所在設備的CPU(Central Process Unit，中央處理器)將對應的電腦程式指令讀取到記憶體中運行形成的。從硬體層面而言，除了圖5所示的CPU、記憶體以及非易失性記憶體之外，寫入儲存資料的裝置所在的設備通常還包括用來進行無線信號收發的晶片等其他硬體，和/或用來實現網路通信功能的板卡等其他硬體。
圖6所示為本發明實施例提供的一種寫入儲存資料的裝置，係應用在對至少兩個物理儲存單位進行寫入控制的中控功能模組上，該裝置包括累計擦除總次數單元和物理儲存單位單元，其中：累計擦除總次數單元用以獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數；物理儲存單位單元用以在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，將儲存資料寫入到累計擦除總次數最少的至少一個物理儲存單位上。
在一個例子中，所述裝置還包括偏差遷移單元，用以當某兩個物理儲存單位的累計擦除總次數的差異超過預定偏差範圍時，將儲存資料從所述兩個物理儲存單位中累計擦除總次數較高的物理儲存單位遷移到累計擦除總次數較低的物理儲存單位。
在上述例子中，所述預定偏差範圍可以根據所有物理儲存單位的累計擦除總次數的平均值來確定。
可選地，所述儲存資料包括：進行檔案遷移時需要寫入的儲存資料、和/或進行檔案保存時需要寫入的儲存資料。
可選地，所述物理儲存單位包括：主機；所述中控功能模組包括：包括所有主機的集群的集群控制模組；所述累計擦除總次數單元具體用於：接收每個主機以預定週期上報的累計擦除總次數。
可選地，所述物理儲存單位包括：硬碟；所述中控功能模組包括：主機的儲存控制模組；所述累計擦除總次數單元具體用以：讀取每個硬碟的超級區塊中維護的累計擦除總次數，所述累計擦除總次數在所述硬碟的每個區塊被分配後加1。
圖7所示為本發明實施例提供的一種集群，包括至少兩台主機，每台主機包括至少兩個採用快閃記憶體作為儲存媒體的硬碟，還包括集群控制模組和每台主機上的儲存控制模組，其中：集群控制模組用以獲取每台主機上所有區塊的累計擦除總次數，以及在需要寫入儲存資料時，在 滿足主機預定寫入條件的主機中，選擇主機的累計擦除總次數最少的至少一台主機作為目標主機；每台主機上的儲存控制模組用以獲取所在主機上每個硬碟的累計擦除總次數，以及當所在主機作為目標主機時，將儲存資料寫入到滿足硬碟預定寫入條件、硬碟的累計擦除總次數最少的至少一個硬碟上。
可選地，所述集群控制模組還用以：當某兩台主機的的累計擦除總次數的差異超過主機預定偏差範圍時，將儲存資料從所述兩台主機中累計擦除總次數較高的主機遷移到累計擦除總次數較低的主機；所述每條主機上的儲存控制模組還用以：當某台主機上的某兩個硬碟的累計擦除總次數的差異超過硬碟預定偏差範圍時，將儲存資料從所述兩個硬碟中累計擦除總次數較高的硬碟遷移到累計擦除總次數較低的硬碟。
可選地，所述儲存資料包括：進行檔案遷移時需要寫入的儲存資料。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用來限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
在一個典型的配置中，計算設備包括一個或多個處理器(CPU)、輸入/輸出介面、網路介面和記憶體。
記憶體可能包括電腦可讀媒體中的非永久性記憶體，隨機存取記憶體(RAM)和/或非易失性記憶體等形式， 如唯讀記憶體(ROM)或快閃記憶體(flash RAM)。記憶體是電腦可讀媒體的示例。
電腦可讀媒體包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現資訊儲存。資訊可以是電腦可讀指令、資料結構、程式的模組或其他資料。電腦的儲存媒體的例子包括，但不限於相變記憶體(PRAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、其他類型的隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電可擦除可編程唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶體技術、唯讀光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、數位多功能光碟(DVD)或其他光學儲存、磁盒式磁帶，磁帶磁碟片儲存或其他磁性儲存設備或任何其他非傳輸媒體，可用來儲存可以被計算設備訪問的資訊。按照本文中的界定，電腦可讀媒體不包括暫態性電腦可讀媒體(transitory media)，如調變的資料信號和載波。
還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者設備中還存在有另外的相同要素。
本領域技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例或結合軟體和硬體態樣的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用儲存媒體(包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等)上實施的電腦程式產品的形式。

Claims (18)

  1. 一種在基於快閃記憶體的儲存媒體中寫入儲存資料的方法，係應用在對至少兩個物理儲存單位進行寫入控制的中控功能模組上，其特徵在於，該方法包括：獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數；以及在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，將儲存資料寫入到累計擦除總次數最少的至少一個物理儲存單位上。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該方法還包括：當某兩個物理儲存單位的累計擦除總次數的差異超過預定偏差範圍時，將儲存資料從該兩個物理儲存單位中累計擦除總次數較高的物理儲存單位遷移到累計擦除總次數較低的物理儲存單位。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的方法，其中，該預定偏差範圍係根據所有物理儲存單位的累計擦除總次數的平均值來予以確定。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該儲存資料包括：進行檔案遷移時需要寫入的儲存資料、和/或進行檔案保存時需要寫入的儲存資料。
  5. 根據申請專利範圍第1至4項中任意一項所述的方法，其中，該物理儲存單位包括：主機；該中控功能模組包括：包括所有主機的集群的集群控制模組；該獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數，包括：接收每個主機以預定週期上報的累計擦除總次數。
  6. 根據申請專利範圍第1至4項中任意一項所述的方法，其中，該物理儲存單位包括：硬碟；該中控功能模組包括：主機的儲存控制模組；該獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數，包括：讀取每個硬碟的超級區塊中維護的累計擦除總次數，該累計擦除總次數在該硬碟的每個區塊被分配後加1。
  7. 一種寫入儲存資料的裝置，係應用在對至少兩個物理儲存單位進行寫入控制的中控功能模組上，其特徵在於，該裝置包括：累計擦除總次數單元，用以獲取每個物理儲存單位內所有區塊的累計擦除總次數；以及物理儲存單位單元，用以在滿足預定寫入條件的物理儲存單位中，將儲存資料寫入到累計擦除總次數最少的至少一個物理儲存單位上。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的裝置，其中，該裝置還包括：偏差遷移單元，用以當某兩個物理儲存單位的累計擦除總次數的差異超過預定偏差範圍時，將儲存資料從該兩個物理儲存單位中累計擦除總次數較高的物理儲存單位遷移到累計擦除總次數較低的物理儲存單位。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的裝置，其中，該預定偏差範圍係根據所有物理儲存單位的累計擦除總次數的平均值來予以確定。
  10. 根據申請專利範圍第7項所述的裝置，其中，該儲存資料包括：進行檔案遷移時需要寫入的儲存資料、和/或進行檔案保存時需要寫入的儲存資料。
  11. 根據申請專利範圍第7至10項中任意一項所述的裝置，其中，該物理儲存單位包括：主機；該中控功能模組包括：包括所有主機的集群的集群控制模組；該累計擦除總次數單元具體用以：接收每個主機以預定週期上報的累計擦除總次數。
  12. 根據申請專利範圍第7至10項中任意一項所述的裝置，其中，該物理儲存單位包括：硬碟；該中控功能模組包括：主機的儲存控制模組；該累計擦除總次數單元具體用以：讀取每個硬碟的超 級區塊中維護的累計擦除總次數，該累計擦除總次數在該硬碟的每個區塊被分配後加1。
  13. 一種在集群中寫入儲存資料的方法，該集群包括至少兩台主機，每台主機包括至少兩個採用快閃記憶體作為儲存媒體的硬碟，該方法包括：由集群控制模組獲取每台主機上所有區塊的累計擦除總次數；由每台主機的儲存控制模組分別獲取所在主機上每個硬碟的累計擦除總次數；在滿足主機預定寫入條件的主機中，集群控制器選擇主機的累計擦除總次數最少的至少一台主機作為目標主機；以及在每台目標主機上，該主機的儲存控制器將儲存資料寫入到滿足硬碟預定寫入條件、硬碟的累計擦除總次數最少的至少一個硬碟上。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中，該方法還包括：當某兩台主機的累計擦除總次數的差異超過主機預定偏差範圍時，集群控制器將儲存資料從該兩台主機中累計擦除總次數較高的主機遷移到累計擦除總次數較低的主機；以及當某台主機上的某兩個硬碟的累計擦除總次數的差異 超過硬碟預定偏差範圍時，該主機的儲存控制器將儲存資料從該兩個硬碟中累計擦除總次數較高的硬碟遷移到累計擦除總次數較低的硬碟。
  15. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中，該儲存資料包括：進行檔案遷移時需要寫入的儲存資料。
  16. 一種集群，包括至少兩台主機，每台主機包括至少兩個採用快閃記憶體作為儲存媒體的硬碟，其特徵在於，該集群還包括：集群控制模組，用以獲取每台主機上所有區塊的累計擦除總次數，以及在需要寫入儲存資料時，在滿足主機預定寫入條件的主機中，選擇主機的累計擦除總次數最少的至少一台主機作為目標主機；以及每台主機上的儲存控制模組，用以獲取所在主機上每個硬碟的累計擦除總次數，以及當所在主機作為目標主機時，將儲存資料寫入到滿足硬碟預定寫入條件、硬碟的累計擦除總次數最少的至少一個硬碟上。
  17. 根據申請專利範圍第16項所述的集群，其中，該集群控制模組還用以：當某兩台主機的的累計擦除總次數的差異超過主機預定偏差範圍時，將儲存資料從該兩台主機中累計擦除總次數較高的主機遷移到累計擦除總次數較低的主機； 該每條主機上的儲存控制模組還用以：當某台主機上的某兩個硬碟的累計擦除總次數的差異超過硬碟預定偏差範圍時，將儲存資料從該兩個硬碟中累計擦除總次數較高的硬碟遷移到累計擦除總次數較低的硬碟。
  18. 根據申請專利範圍第16項所述的集群，其中，該儲存資料包括：進行檔案遷移時需要寫入的儲存資料。
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