CN108073475A - 固态硬盘备份对照表的方法 - Google Patents

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Abstract

一种固态硬盘备份对照表的方法，在同时处理存取使用者数据及写入单位备份数据时，利用调整单位备份数据的数据量及间隔延迟时间的长短，减少处理单位备份数据的数据量，空出处理能量处理存取使用者数据，以维持使用者数据的存取效能。

Description

固态硬盘备份对照表的方法
技术领域
本发明涉及一种固态硬盘，尤其涉及固态硬盘对暂存在缓冲存储器的逻辑物理对照表，写入快闪存储器的备份方法。
背景技术
固态硬盘(Solid State Drive，简称SSD)是由与非门快闪存储器阵列(NANDFlash Memory Array)整合成为单一的存储装置。因快闪存储器具有抹除次数限制，数据需分散存储在固态硬盘的快闪存储器阵列，并利用逻辑物理对照表(Logical to PhysicalMapping Table)，管理数据的逻辑地址与实际存储在快闪存储器的物理地址的对照关系，以利存取固态硬盘的数据。
如图7所示，现有技术的固态硬盘在启动时，为了管理数据的逻辑地址与实际存储在快闪存储器阵列1的物理地址的关系，先读取快闪存储器阵列1中各数据区块的管理数据，形成数据的逻辑地址与物理地址的逻辑物理对照表，存储在缓冲存储器2中。由于缓冲存储器2属于易失性的随机存取的存储器，一断电缓冲存储器2的记忆数据将消失，因此需要将逻辑物理对照表备份在非易失的快闪存储器阵列1，以利复电后，读取快闪存储器阵列1的逻辑物理对照表备份，在缓冲存储器2中快速建立逻辑物理对照表。
现有技术的固态硬盘在备份逻辑物理对照表，为了避免影响缓冲存储器2中使用者数据(User Data)的存取效能，通常利用使用者数据存取的空档，将逻辑物理对照表写入快闪存储器阵列1进行备份。但在备份逻辑物理对照表时，主机时常指令固态硬盘存取使用者数据。如果备份辑物理对照表的数据不多，固态硬盘可及时响应主机的指令，不致过度影响使用者数据的存取效能。一旦备份逻辑物理对照表的数据过多，固态硬盘需要较长的时间写入备份，无法响应主机的指令，使用者数据的存取效能会严重受到影响，甚至存取效能降为零，导致使用者须等待较久时间或空等。
因此另有现有技术的固态硬盘将备份的逻辑物理对照表的数据，与使用者数据存取时，同时写入快闪存储器阵列1。虽然使用者数据的存取效能与备份逻辑物理对照表的写入效能，都会受到影响而降低但是可维持使用者数据的存取效能在一定的水准，且可防止使用者数据的存取效能降为零。让使用者无空等的感觉，以防止使用者产生低效能的印象。
然而，前述的现有技术，如图8所示，备份的逻辑物理对照表的数据与使用者数据存取同时写入，显示使用者数据的存取效能曲线P，每段效能都被下影线p拉低效能，造成使用者数据的存取效能偏移(Deviation)，无法维持在相同的使用者数据存取效能水准。因此，固态硬盘在备份对照表的方法上，仍有问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的提供一种固态硬盘备份对照表的方法，藉由将逻辑物理对照表的备份数据，分割成多个单位备份数据，以间隔延迟时间送出备份数据，与存取的使用者数据同时处理，写入快闪存储器，以提高使用者数据的存取效能。
本发明的另一目的提供一种固态硬盘备份对照表的方法，利用调整单位备份数据数据量及间隔延迟时间的长短，让使用者数据的存取效能高于阈值，以维持使用者数据的存取效能。
为了达到前述发明的目的，本发明固态硬盘备份对照表的方法，在固态硬盘的易失性缓冲存储器进行动态维护逻辑物理对照表；将逻辑物理对照表备份分割成预设的数据量的多个单位备份数据；以预设的间隔延迟时间隔开单位备份数据；同时处理存取使用者数据及写入单位备份数据至固态硬盘的快闪存储器阵列。而在间隔延迟时间时，仅处理存取使用者数据，以提高使用者数据的存取效能。
本发明另一实施例的固态硬盘备份对照表的方法，在检查处理的使用者数据的存取效能不高于阈值，则至缓冲存储器调整尚未送出的单位备份数据的数据量或间隔延迟时间，再送出继续处理。而对于检查使用者数据的存取效能高于阈值，则完成备份逻辑物理对照表。
附图说明
图1为本发明电子装置存储***的功能方块图。
图2为本发明固态硬盘备份对照表的示意图。
图3为本发明使用者数据的存取效能的曲线图。
图4为本发明固态硬盘备份对照表的流程图。
图5为本发明另一实施例固态硬盘备份对照表的示意图。
图6为本发明另一实施例固态硬盘备份对照表的流程图。
图7为现有技术固态硬盘备份对照表的示意图。
图8为现有技术使用者数据的存取效能的曲线图。
【符号说明】
10 电子装置存储***
11 主机
12 中央处理器
13 动态随机存储器
14 传输接口
15 固态硬盘
16 控制器
17 缓冲存储器
18 快闪存储器阵列
19，21 单位备份数据
20 使用者数据
具体实施方式
有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，现在举优选实施例，并配合附图加以说明如下。
请同时参阅图1至图3，图1为本发明电子装置存储***的功能方块图，图2为本发明固态硬盘备份对照表的示意图，图3为本发明使用者数据的存取效能的曲线图。图1中，本发明电子装置存储***10，在主机11设中央处理器(CPU)12及动态随机存储器(DRAM)13，由中央处理器12配合动态随机存储器13将存取使用者数据的逻辑地址的指令，发出至连接在传输接口14的固态硬盘(SSD)15，固态硬盘15内设控制器16及缓冲存储器17，由控制器16配合缓冲存储器17接收主机11的存取数据的逻辑地址的指令，至相对应逻辑地址的快闪存储器阵列18物理地址，存取数据到缓冲存储器17，再传输至主机11的动态随机存储器13，以供主机11备用。
为了管理数据的逻辑地址与存储在快闪存储器阵列18的物理地址的相对关系，固态硬盘15在启动时，先读取快闪存储器阵列18中各数据区块的管理数据，形成数据的逻辑地址与物理地址的逻辑物理对照表，存储在缓冲存储器17中。且为了防止易失性的缓冲存储器17在断电时逻辑物理对照表的记忆数据消失，因此定期的将逻辑物理对照表备份到非易失的快闪存储器阵列18。以便复电后，读取快闪存储器阵列18的逻辑物理对照表备份，在缓冲存储器17中快速建立逻辑物理对照表。
如图2所示，由于固态硬盘15的控制器16，受机器本身效能的限制，单位时间处理的数据有一定数量的上限，为了维持使用者数据存取效能的一定水准，并避免过度处理逻辑物理对照表的备份数据，而影响使用者数据的存取效能。本发明将缓冲存储器17的逻辑物理对照表备份至快闪存储器阵列18时，先将逻辑物理对照表的备份数据，分割成多个预设数据量的单位备份数据19。再让控制器16同时处理存取使用者数据20及逻辑物理对照表备份，同时处理的存取使用者数据20维持一定的数据量，而同时处理的逻辑物理对照表备份，则以预设的间隔延迟时间T隔开每一单位备份数据19。控制器16同时处理存取的使用者数据20及写入的单位备份数据19，虽然两者的效能都会下降，但单位备份数据19的数据量少，对存取使用者数据20影响时间较少，且在间隔延迟时间T时，控制器16仅处理存取使用者数据20，可显著提升使用者数据20的存取效能。
因使用者数据20的存取效能是以单位时间作为评估标准，本发明将逻辑物理对照表备份分割成多个单位备份数据19，再以预设的间隔延迟时间T隔开每一单位备份数据19加以处理写入，可分散处理的逻辑物理对照表备份，减少单位时间处理逻辑物理对照表备份，而间隔延迟时间T可同时避免排挤存取使用者数据20的处理时间，因此可增加单位时间内处理使用者数据20，进而提高使用者数据20的存取效能。如图3所示，本发明间隔备份的逻辑物理对照表与存取使用者数据同时写入，显示使用者数据的存取效能曲线P，每段效能的下影线p很小，拉低使用者数据的存取效能的影响较小，因而改善使用者数据的存取效能的偏移，让使用者数据存取效能维持在相同的水准。
如图4所示，为本发明固态硬盘备份对照表的流程图。本发明固态硬盘备份对照表方法的详细步骤说明如下:首先步骤S1，在缓冲存储器动态维护逻辑物理对照表；在步骤S2，将逻辑物理对照表备份分割成多个单位备份数据；在步骤S3，以间隔延迟时间隔开单位备份数据；步骤S4，同时处理存取的使用者数据及写入单位备份数据至快闪存储器阵列；最后在步骤S5，在快闪存储器阵列，完成定期备份逻辑物理对照表。
因此，本发明的固态硬盘备份对照表的方法，就可藉由将逻辑物理对照表的备份数据，分割成多个单位备份数据，单位备份数据以间隔延迟时间分开，由缓冲存储器送出，与存取的使用者数据同时处理，写入快闪存储器阵列，减少影响处理使用者数据的效能，而达到提高使用者数据的存取效能的目的。
如图5所示，为本发明另一实施例固态硬盘备份对照表的方法。本实施例与前实施例基本架构相似，主要差异在本实施例利用调整单位备份数据的数据量及间隔延迟时间的长短，改变使用者数据的存取效能，因此为了避免重复，对相同构成本实施例沿用前实施例的件号，合先叙明。本实施例固态硬盘备份对照表的方法，将缓冲存储器17的逻辑物理对照表备份至快闪存储器阵列18时，先分割逻辑物理对照表的备份数据，成多个可调整数据量的单位备份数据21。再可调整时间长短的间隔延迟时间T1至T3隔开每一单位备份数据21，与存取的使用者数据20送入控制器同时处理。当检视使用者数据的存取效能下降而不高于预设阈值时，本实施可利用调整降低单位备份数据19的数据量，或增长间隔延迟时间，维持使用者数据的存取效能在一定水准。本实施例调整降低单位备份数据19的数据量时，控制器处理单位备份数据19的数据量就可减少，而能空出控制器的处理能量，多处理存取使用者数据20。本实施例增长间隔延迟时间时，也可增加控制器全力处理存取使用者数据20的时间，因此可调升使用者数据20的存取效能。
如图6所示，为本发明另一实施例固态硬盘备份对照表的流程图。本实施例固态硬盘备份对照表方法的详细步骤说明如下:首先步骤T1，在缓冲存储器动态维护逻辑物理对照表；在步骤T2，将逻辑物理对照表备份分割成多个单位备份数据；在步骤T3，以间隔延迟时间隔开单位备份数据；步骤T4，同时处理存取的使用者数据及写入单位备份数据至快闪存储器阵列；在步骤T5，检查使用者数据的存取效能是否高于预设阈值？如果使用者数据的存取效能不高于阈值，则至步骤T6，调整尚未送出的单位备份数据的数据量，或间隔延迟时间的长短，回至步骤T2继续处理，如果使用者数据的存取效能高于阈值，则至步骤T7，完成备份逻辑物理对照表。
因此本发明固态硬盘备份对照表的方法，就可利用调整单位备份数据的数据量及间隔延迟时间的长短，使控制器减少处理单位备份数据的数据量，而能空出控制器的处理能量，多处理存取使用者数据，让使用者数据的存取效能保持在预设阈值之上，而能达到维持使用者数据的存取效能的目的。
以上所述仅为用以方便说明本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该等优选实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，皆属本发明申请专利的范围。

Claims (10)

1.一种固态硬盘备份对照表的方法，其步骤包含：
动态维护逻辑物理对照表；
将逻辑物理对照表备份分割成多个单位备份数据；
以间隔延迟时间隔开单位备份数据；
同时处理存取使用者数据及写入单位备份数据。
2.如权利要求1所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中该逻辑物理对照表在固态硬盘的易失性缓冲存储器进行维护。
3.如权利要求1所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中该单位备份数据写入至固态硬盘的快闪存储器阵列。
4.如权利要求1所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中该单位备份数据为预设的数据量。
5.如权利要求1所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中该间隔延迟时间为预设的延迟时间。
6.如权利要求1所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中在间隔延迟时间时，仅处理存取使用者数据。
7.一种固态硬盘备份对照表的方法，其步骤包含：
动态维护逻辑物理对照表；
将逻辑物理对照表备份分割成多个单位备份数据；
以间隔延迟时间隔开单位备份数据；
同时处理存取使用者数据及写入单位备份数据；
检查处理的使用者数据的存取效能不高于阈值，则至固态硬盘的缓冲存储器调整尚未送出的单位备份数据，再送出继续处理。
8.如权利要求7所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中调整尚未送出的单位备份数据的数据量。
9.如权利要求7所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中调整尚未送出的单位备份数据的间隔延迟时间。
10.如权利要求7所述的固态硬盘备份对照表的方法，其中检查使用者数据的存取效能高于阈值，则完成备份逻辑物理对照表。
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