CN110825325A - 基于映射表动态加载的ssd性能提升方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

基于映射表动态加载的ssd性能提升方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于映射表动态加载的SSD性能提升方法、装置、计算机设备及存储介质；其中，方法，包括：获取主机下发的掉电指令；将映射信息和映射加载查询表写入闪存中；获取闪存反馈的写入完成信号；向主机反馈掉电指令执行完成信号，主机进行掉电。本发明通过在主机掉电前将内存中已加载的映射表信息记录至闪存，在下次上电后从闪存中将记录信息读取出来，根据记录信息主动将掉电前加载的映射表加载至内存，从而在后续的用户访问中，提升映射表已加载概率，有效提升用户读写性能，能够更好地满足需求。

Description

基于映射表动态加载的SSD性能提升方法、装置、计算机设备 及存储介质
技术领域
本发明涉及提升固态硬盘性能技术领域，更具体地说是指基于映射表动态加载的SSD性能提升方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
SSD(固态硬盘)的产品形态中，有一类产品因为受到成本的约束，未配备足够的内存供SSD存储映射表，这类产品在读写过程中，若需要的映射信息不在内存中，则需要将映射表内容从NAND Flash(闪存)中进行动态加载至内存，映射表的加载会降低性能。
内存受限SSD在用户进行数据读写时，若需要访问的映射表信息不在内存中，则需要从NAND Flash中读取映射表信息后，再进行用户数据读写；用户访问过的映射表信息，如果内存空间足够，一般不会从内存中移出，后续用户再次访问时，因为内存中已经存在相关映射，则无需进行映射表信息的加载；但在掉电场景时，掉电前内存中的映射信息会因为掉电的原因丢失，再次上电时若用户访问需要重新加载，此时，会造成性能下降；因此，无法满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于映射表动态加载的SSD性能提升方法、装置、计算机设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用于下技术方案：
基于映射表动态加载的SSD性能提升方法，包括以下步骤：
获取主机下发的掉电指令；
将映射信息和映射加载查询表写入闪存中；
获取闪存反馈的写入完成信号；
向主机反馈掉电指令执行完成信号，主机进行掉电。
其进一步技术方案为：还包括以下步骤：
主机上电，读取映射加载查询表信息；
获取数据读取请求；
根据映射加载查询表信息，对数据读取请求进行映射表加载，将映射表加载至内存中；
获取主机下发的数据操作请求；
根据数据操作请求的逻辑地址进行映射表加载；
对加载后的映射表进行查询或修改操作；
根据加载映射表后的数据操作请求下发对应的操作命令；
获取执行操作命令后的结果，并将该结果反馈至主机。
其进一步技术方案为：所述数据操作请求包括数据读取请求或数据写入请求。
基于映射表动态加载的SSD性能提升装置，包括：第一获取单元，写入单元，第二获取单元，及反馈掉电单元；
所述第一获取单元，用于获取主机下发的掉电指令；
所述写入单元，用于将映射信息和映射加载查询表写入闪存中；
所述第二获取单元，用于获取闪存反馈的写入完成信号；
所述反馈掉电单元，用于向主机反馈掉电指令执行完成信号，主机进行掉电。
其进一步技术方案为：还包括：上电读取单元，第三获取单元，第一加载单元，第四获取单元，第二加载单元，操作单元，下发单元，及获取反馈单元；
所述上电读取单元，用于主机上电，读取映射加载查询表信息；
所述第三获取单元，用于获取数据读取请求；
所述第一加载单元,用于根据映射加载查询表信息，对数据读取请求进行映射表加载，将映射表加载至内存中；
所述第四获取单元，用于获取主机下发的数据操作请求；
所述第二加载单元，用于根据数据操作请求的逻辑地址进行映射表加载；
所述操作单元，用于对加载后的映射表进行查询或修改操作；
所述下发单元，用于根据加载映射表后的数据操作请求下发对应的操作命令；
所述获取反馈单元，用于获取执行操作命令后的结果，并将该结果反馈至主机。
其进一步技术方案为：所述数据操作请求包括数据读取请求或数据写入请求。
一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法。
一种存储介质，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，所述程序指令当被处理器执行时可实现如上述所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：通过在主机掉电前将内存中已加载的映射表信息记录至闪存，在下次上电后从闪存中将记录信息读取出来，根据记录信息主动将掉电前加载的映射表加载至内存，从而在后续的用户访问中，提升映射表已加载概率，有效提升用户读写性能，能够更好地满足需求。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
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为常规SSD映射表状态示意图；
图2为内存受限SSD映射表状态示意图；
图3为内存受限SSD映射表加载应用场景的示意图；
图4为本发明实施例提供的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法的流程示意图一；
图5为本发明实施例提供的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法的流程示意图二；
图6为本发明实施例提供的基于映射表动态加载的SSD性能提升装置的示意性框图；
图7为本发明实施例提供的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，在此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。
请参阅图1到图7所示的具体实施例，其中，请参阅图1所示，常规带足够内存的SSD在运行过程中，映射表完整加载在内存中，用户数据读写时直接访问映射表即可完成操作。
请参阅图2所示，内存受限SSD在运行过程中，由于内存容量受限，仅有部分映射加载在内存中，需要辅助内存加载查询表来判断对应映射是否已经加载。
请参阅图3所示，一般的内存受限SSD在上电后的用户读写操作流程如下：
S0，上电；
S1，主机下发数据读取/写入请求；
S2，映射表管理模块根据主机请求逻辑地址查询相关映射表是否已经完成加载，若未加载进行S3，若已加载进行S6；
S3，映射表管理模块下发映射表加载读请求；
S4，后端模块根据读请求从NAND Flash(闪存)中读取相关数据；
S5，后端模块返回读请求完成，相关映射信息加载到内存中；
S6，用户读取/写入请求完成映射表查询/修改操作后下发对应读取/写入命令；
S7，后端模块执行读取/写入命令；
S8，后端模块完成读取/写入命令；
S9，返回主机相关读取/写入命令完成。
其中，内存受限SSD的读取/写入性能会因为相关映射表未加载而导致明显的下降，所以增加用户访问映射已加载概率可以有效提升性能；受限内存中的映射表替换策略一般会选择一种替换算法增加命中率，如LRU算法等，但在掉电场景时，重新上电后，伴随着内存的掉电，掉电前所有的映射信息在重新上电后都会丢失，当用户再次访问时，则基本都需要进行映射表加载，导致性能下降。
请参阅图4至图5所示，本发明公开了一种基于映射表动态加载的SSD性能提升方法，包括以下步骤：
A1，获取主机下发的掉电指令；
A2，将映射信息和映射加载查询表写入闪存中；
A3，获取闪存反馈的写入完成信号；
A4，向主机反馈掉电指令执行完成信号，主机进行掉电。
其中，该方法还包括以下步骤：
A5，主机上电，读取映射加载查询表信息；
A6，获取数据读取请求；
A7，根据映射加载查询表信息，对数据读取请求进行映射表加载，将映射表加载至内存中；
A8，获取主机下发的数据操作请求；
A9，根据数据操作请求的逻辑地址进行映射表加载；
A10，对加载后的映射表进行查询或修改操作；
A11，根据加载映射表后的数据操作请求下发对应的操作命令；
A12，获取执行操作命令后的结果，并将该结果反馈至主机。
其中，所述数据操作请求包括数据读取请求或数据写入请求。
其中，在本实施例中，在主机再次上电后，读取掉电前记录的映射加载查询表，对掉电前已加载映射进行后台主动加载，从用户的常规使用模型来看，主机对SSD的访问请求有局部性的特点，所以上电后后台重建掉电前已加载映射表信息是有极大概率被后续的用户行为命中的，从而有效提升后续用户访问SSD时的读写性能，提升用户体验。
其中，在本发明中，通过在主机掉电前将内存中已加载的映射表信息记录至闪存中，在下次上电后从闪存中将记录信息读取出来，根据记录信息主动将掉电前加载的映射表加载至内存，从而在后续的用户访问中，提升映射表已加载概率，有效提升用户读写性能。
请参阅图6，本发明还公开了一种基于映射表动态加载的SSD性能提升装置，包括：第一获取单元10，写入单元20，第二获取单元30，及反馈掉电单元40；
所述第一获取单元10，用于获取主机下发的掉电指令；
所述写入单元20，用于将映射信息和映射加载查询表写入闪存中；
所述第二获取单元30，用于获取闪存反馈的写入完成信号；
所述反馈掉电单元40，用于向主机反馈掉电指令执行完成信号，主机进行掉电。
其中，该装置还包括：上电读取单元50，第三获取单元60，第一加载单元70，第四获取单元80，第二加载单元90，操作单元100，下发单元110，及获取反馈单元120；
所述上电读取单元50，用于主机上电，读取映射加载查询表信息；
所述第三获取单元60，用于获取数据读取请求；
所述第一加载单元70,用于根据映射加载查询表信息，对数据读取请求进行映射表加载，将映射表加载至内存中；
所述第四获取单元80，用于获取主机下发的数据操作请求；
所述第二加载单元90，用于根据数据操作请求的逻辑地址进行映射表加载；
所述操作单元100，用于对加载后的映射表进行查询或修改操作；
所述下发单元110，用于根据加载映射表后的数据操作请求下发对应的操作命令；
所述获取反馈单元120，用于获取执行操作命令后的结果，并将该结果反馈至主机。
进一步地，所述数据操作请求包括数据读取请求或数据写入请求。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述基于映射表动态加载的SSD性能提升装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述基于映射表动态加载的SSD性能提升装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图7所示的计算机设备上运行。
请参阅图7，图7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500可以是终端，也可以是服务器，其中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等具有通信功能的电子设备。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。
参阅图7，该计算机设备500包括通过***总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。
该非易失性存储介质503可存储操作***5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种基于映射表动态加载的SSD性能提升方法。
该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。
该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种基于映射表动态加载的SSD性能提升方法。
该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图7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500的限定，具体的计算机设备500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。
应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502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 Gate Array，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。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的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。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机***中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现上述的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
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，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。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。
该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，终端，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。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.基于映射表动态加载的SSD性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取主机下发的掉电指令；
将映射信息和映射加载查询表写入闪存中；
获取闪存反馈的写入完成信号；
向主机反馈掉电指令执行完成信号，主机进行掉电。
2.根据权利要求1所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法，其特征在于，还包括以下步骤：
主机上电，读取映射加载查询表信息；
获取数据读取请求；
根据映射加载查询表信息，对数据读取请求进行映射表加载，将映射表加载至内存中；
获取主机下发的数据操作请求；
根据数据操作请求的逻辑地址进行映射表加载；
对加载后的映射表进行查询或修改操作；
根据加载映射表后的数据操作请求下发对应的操作命令；
获取执行操作命令后的结果，并将该结果反馈至主机。
3.根据权利要求2所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法，其特征在于，所述数据操作请求包括数据读取请求或数据写入请求。
4.基于映射表动态加载的SSD性能提升装置，其特征在于，包括：第一获取单元，写入单元，第二获取单元，及反馈掉电单元；
所述第一获取单元，用于获取主机下发的掉电指令；
所述写入单元，用于将映射信息和映射加载查询表写入闪存中；
所述第二获取单元，用于获取闪存反馈的写入完成信号；
所述反馈掉电单元，用于向主机反馈掉电指令执行完成信号，主机进行掉电。
5.根据权利要求4所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升装置，其特征在于，还包括：上电读取单元，第三获取单元，第一加载单元，第四获取单元，第二加载单元，操作单元，下发单元，及获取反馈单元；
所述上电读取单元，用于主机上电，读取映射加载查询表信息；
所述第三获取单元，用于获取数据读取请求；
所述第一加载单元,用于根据映射加载查询表信息，对数据读取请求进行映射表加载，将映射表加载至内存中；
所述第四获取单元，用于获取主机下发的数据操作请求；
所述第二加载单元，用于根据数据操作请求的逻辑地址进行映射表加载；
所述操作单元，用于对加载后的映射表进行查询或修改操作；
所述下发单元，用于根据加载映射表后的数据操作请求下发对应的操作命令；
所述获取反馈单元，用于获取执行操作命令后的结果，并将该结果反馈至主机。
6.根据权利要求5所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升装置，其特征在于，所述数据操作请求包括数据读取请求或数据写入请求。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法。
8.一种存储介质，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，所述程序指令当被处理器执行时可实现如权利要求1-3中任一项所述的基于映射表动态加载的SSD性能提升方法。
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