CN113608702A - 一种实现数据处理的方法、装置、计算机存储介质及终端 - Google Patents
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Abstract
本文公开一种实现数据处理的方法、装置、计算机存储介质及终端,包括:确定写入名称空间的数据的写入方式;根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收。本发明实施例在区分写入名称空间的数据的写入方式后,记录不同写入方式写入的物理块信息,根据记录的物理块信息进行垃圾回收,为提升垃圾回收效率和延长固态硬盘工作时长提供了数据基础;进一步的,先对随机写入的物理块进行垃圾回收,再对顺序写入的物理块进行垃圾回收,通过提升垃圾回收效率延长了固态硬盘工作时长。
Description
技术领域
本文涉及但不限于测试技术,尤指一种实现数据处理的方法、装置、计算机存储介质及终端。
背景技术
高速串行计算机扩展总线标准(PCIe)固态硬盘(SSD)的非易失性内存主机控制器接口规范(NVMe)协议支持名称空间(NAMESPACE)功能,每个NAMESPACE都是一个独立的块设备,在主机端表现为一个独立的硬盘设备,当前闪存转换层(FTL,Flash TranslationLayer)算法对于主机下发的写命令都会写入同一物理块中,例如:写入NAMESPACE1和NAMESPACE2 的数据会被写入同一物理块中;写入不同NAMESPACE的数据可能会有不同的特征,比如:写入NAMESPACE1的是随机数据,写入NAMESPACE2的是顺序数据;按照当前FTL算法顺序数据和随机数据会被写入同一物理块中。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供一种实现数据处理的方法、装置、计算机存储介质及终端,能够提升垃圾回收效率,延长固态硬盘工作时长。
本发明实施例提供了一种实现数据处理的方法,包括:
确定写入名称空间的数据的写入方式;
根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;
根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收。
另一方面,本发明实施例还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述实现数据处理的方法。
再一方面,本发明实施例还提供一种终端,包括:存储器和处理器,所述存储器中保存有计算机程序;其中,
处理器被配置为执行存储器中的计算机程序;
所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述实现数据处理的方法。
还一方面,本发明实施例还提供一种实现数据处理的装置,包括:确定写入方式单元、记录单元和垃圾回收单元;其中,
确定写入方式单元设置为:确定写入名称空间的数据的写入方式;
记录单元设置为:根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;
垃圾回收单元设置为:根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收。
本申请技术方案包括:确定写入名称空间的数据的写入方式;根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收。本发明实施例在区分写入名称空间的数据的写入方式后,记录不同写入方式写入的物理块信息,根据记录的物理块信息进行垃圾回收,为提升垃圾回收效率和延长固态硬盘工作时长提供了数据基础;进一步的,先对随机写入的物理块进行垃圾回收,再对顺序写入的物理块进行垃圾回收,通过提升垃圾回收效率延长了固态硬盘工作时长。
本发明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,或者通过实施本发明而了解。本发明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
附图用来提供对本发明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发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例实现数据处理的方法的流程图;
图2为本发明实施例实现数据处理的装置的结构框图;
图3为本发明应用示例FTL算法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明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***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。
本申请发明人分析发现,将顺序数据和随机数据写入同一物理块后,进行垃圾回收(GC)时,需要对物理块中的有效数据进行写回处理,GC处理效率低,影响SSD的写放大(WA)效率,造成SSD的使用寿命受影响。
图1为本发明实施例实现数据处理的方法的流程图,如图1所示,包括:
步骤101、确定写入名称空间(NAMESPACE)的数据的写入方式;
在一种示例性实例中,本发明实施例中的写入方式可以包括:顺序写入和随机写入。
步骤102、根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;
本发明实施例确定写入方式不同时,数据写入的物理块不同,即写入方式不同的数据,不会写到同一个物理块中;例如、确定数据1采用顺序写入、数据2采用随机写入、数据3采用顺序写入和数据4采用随机写入,则本发明实施例方法若数据1写入物理块1时,则数据2将写入除物理块1以外的其他物理块,比如物理块2,数据3写入方式为顺序写入,在物理块1未写满时,数据3将被写入物理块1,同理,数据4将被写入物理块2。
步骤103、根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收(GC)。
本发明实施例在区分写入名称空间的数据的写入方式后,记录不同写入方式写入的物理块信息,根据记录的物理块信息进行垃圾回收,为提升垃圾回收效率和延长固态硬盘工作时长提供了数据基础;进一步的,先对随机写入的物理块进行垃圾回收,再对顺序写入的物理块进行垃圾回收,通过提升垃圾回收效率延长了固态硬盘工作时长。
在一种示例性实例中,本发明实施例确定写入名称空间的数据的写入方式,包括:
根据数据的写命令确定写入方式。
在一种示例性实例中,本发明实施例写命令包括:来自执行数据写入的主机发送的命令。
在一种示例性实例中,本发明实施例根据数据的写命令确定写入方式,包括:
根据主机的当前写命令中的第一逻辑块地址(LBA)和在前一次写命令中的第二LBA,确定数据的写入方式。
在一种示例性实例中,本发明实施例确定数据的写入方式,包括:
将第一LBA中的第一写入起始地址减去第二LBA中的第二写入结束地址获得第一差值;
将第一LBA中的第一写入结束地址减去第二LBA中的第二写入起始地址获得第二差值;
第一差值的绝对值或第二差值的绝对值小于预设标准阈值时,确定数据的写入方式为顺序写入;
第一差值的绝对值和第二差值的绝对值均大于或等于预设标准阈值时,确定数据的写入方式为随机写入。
在一种示例性实例中,本发明实施例根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,包括:
根据确定的写入方式确定用于数据写入的物理块;
判断用于数据写入的物理块是否已写满;
判断出用于数据写入的物理块已写满时,从空闲队列中获取新的用于数据写入的物理块,并执行数据写入;
判断出用于数据写入的物理块未写满时,直接在用于数据写入的物理块中写入数据。
在一种示例性实例中,本发明实施例写入方式包括顺序写入和随机写入,记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息,包括:
建立第一队列和第二队列;
在第一队列中记录数据采用顺序写入时数据写入的物理块信息,在第二队列中记录采用随机写入时数据写入的物理块信息。
在一种示例性实例中,本发明实施例对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收,包括:
确定第二队列中记录有未进行垃圾回收的物理块时,对第二队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收;
确定第二队列中记录的物理块均完成垃圾回收时,对第一队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收。
本发明实施例先对随机写入的物理块进行垃圾回收,再对顺序写入的物理块进行垃圾回收,通过提升垃圾回收效率延长了固态硬盘工作时长。
本发明实施例上述实现数据处理的方法,可以加载于闪存转换层(FTL) 算法中实施,即将上述实现数据处理的方法对FTL算法进行调整。
本发明实施例还提供一种计算机存储介质,计算机存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述实现数据处理的方法。
本发明实施例还提供一种终端,包括:存储器和处理器,存储器中保存有计算机程序;其中,
处理器被配置为执行存储器中的计算机程序;
计算机程序被处理器执行时实现如上述实现数据处理的方法。
图2为本发明实施例实现数据处理的装置的结构框图,如图2所示,包括:记录单元和垃圾回收单元;其中,
记录单元设置为:确定写入方式单元、记录单元和垃圾回收单元;其中,
确定写入方式单元设置为:确定写入名称空间的数据的写入方式;
记录单元设置为:根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;
垃圾回收单元设置为:根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收。
本发明实施例在区分写入名称空间的数据的写入方式后,记录不同写入方式写入的物理块信息,根据记录的物理块信息进行垃圾回收,为提升垃圾回收效率和延长固态硬盘工作时长提供了数据基础;进一步的,先对随机写入的物理块进行垃圾回收,再对顺序写入的物理块进行垃圾回收,通过提升垃圾回收效率延长了固态硬盘工作时长。
在一种示例性实例中,本发明实施例装置确定写入方式单元是设置为:
根据数据的写命令确定写入方式。
在一种示例性实例中,本发明实施例装置确定写入方式单元是设置为:
根据当前写命令中的第一逻辑块地址LBA和在前一次写命令中的第二 LBA,确定数据的写入方式。
在一种示例性实例中,本发明实施例装置确定写入方式单元是设置为根据数据的写命令确定写入方式,包括:
将第一LBA中的第一写入起始地址减去第二LBA中的第二写入结束地址获得第一差值;
将第一LBA中的第一写入结束地址减去第二LBA中的第二写入起始地址获得第二差值;
第一差值的绝对值或第二差值的绝对值小于预设标准阈值时,确定数据的写入方式为顺序写入;
第一差值的绝对值和第二差值的绝对值均大于或等于预设标准阈值时,确定数据的写入方式为随机写入。
在一种示例性实例中,本发明实施例写入单元是设置为:
根据确定的写入方式确定用于数据写入的物理块;
判断用于数据写入的物理块是否已写满;
判断出用于数据写入的物理块已写满时,从空闲队列中获取新的用于数据写入的物理块,并执行数据写入;
判断出用于数据写入的物理块未写满时,直接在用于数据写入的物理块中写入数据。
在一种示例性实例中,本发明实施例确定写入方式后,基于根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,可以确定用于数据写入的物理块,一般的,在区分用于写入不同写入方式的物理块后,在各写入方式对应的物理块中将数据写入即可。
在一种示例性实例中,本发明实施例记录单元是设置为:
建立第一队列和第二队列;
在第一队列中记录数据采用顺序写入时数据写入的物理块信息,在第二队列中记录采用随机写入时数据写入的物理块信息。
在一种示例性实例中,本发明实施例垃圾回收单元是设置为:
确定第二队列中记录有未进行垃圾回收的物理块时,对第二队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收;确定第二队列中记录的物理块均完成垃圾回收时,对第一队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收。
以下通过应用示例对本发明实施例进行简要说明,应用示例仅用于陈述本发明实施例,并不用于限定本发明的保护范围。
应用示例
本应用示例以承载实现数据处理的方法的FTL算法作为执行主体,对本发明实施例进行说明,本应用示例实现了多NAMESPACE的FTL算法;图3 为本发明应用示例FTL算法的流程示意图,如图3所示,包括:
步骤301、建立第一队列和第二队列;其中,第一队列用于记录和管理采用顺序写入时数据写入的物理块的物理块信息,第二队列用于记录和管理采用随机写入时数据写入的物理块的物理块信息;本应用示例将第一队列定义为queue0,将第二队列定义为queue1;
步骤302、接收到主机的写命令时,读取当前写命令中的第一逻辑块地址 (LBA)和在前一次写命令中的第二LBA;
步骤303、根据读取的第一LBA和第二LBA,确定数据的写入方式;
在一种示例性实例中,本应用示例确定数据的写入方式,包括:将第一 LBA中的第一写入起始地址减去第二LBA中的第二写入结束地址获得第一差值;将第一LBA中的第一写入结束地址减去第二LBA中的第二写入起始地址获得第二差值;第一差值的绝对值或第二差值的绝对值小于预设标准阈值时,确定数据的写入方式为顺序写入;第一差值的绝对值和第二差值的绝对值均大于或等于预设标准阈值时,确定数据的写入方式为随机写入;在一种示例性实例中,本应用示例预设标准阈值可以由本领域技术人员基于 NAMESPACE数据的特征进行分析确定;
步骤304、根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并通过第一队列和第二队列记录不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;
在一种示例性实例中,本应用示例将数据写入对应于写入方式的物理块中,包括:根据确定的写入方式确定用于数据写入的物理块;判断用于数据写入的物理块是否已写满;判断出用于数据写入的物理块已写满时,从空闲队列中获取新的用于数据写入的物理块,并执行数据写入;判断出用于数据写入的物理块未写满时,直接在用于数据写入的物理块中写入数据。
步骤305、根据第一队列和第二队列进行物理块的垃圾回收;
在一种示例性实例中,本应用示例根据第一队列和第二队列进行物理块的垃圾回收,包括:进行垃圾回收处理时,确定第二队列中记录有未进行垃圾回收的物理块时,对第二队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收;确定第二队列中记录的物理块均完成垃圾回收时,对第一队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收。
本应用示例对数据流进行区分并写入不同的物理块,优先从具有随机特征的队列里面获取需要进行垃圾回收的物理块;由于顺序写入的数据流可以减少垃圾回收甚至不需要进行垃圾回收,大幅度降低了WAI,延长了固态硬盘的使用寿命。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器,如数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
Claims (10)
1.一种实现数据处理的方法,包括:
确定写入名称空间的数据的写入方式;
根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;
根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定写入名称空间的数据的写入方式,包括:
根据所述数据的写命令确定所述写入方式。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述数据的写命令确定所述写入方式,包括:
根据当前写命令中的第一逻辑块地址LBA和在前一次写命令中的第二LBA,确定所述数据的所述写入方式。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定数据的写入方式,包括:
将所述第一LBA中的第一写入起始地址减去所述第二LBA中的第二写入结束地址获得第一差值;
将所述第一LBA中的第一写入结束地址减去所述第二LBA中的第二写入起始地址获得第二差值;
所述第一差值的绝对值或所述第二差值的绝对值小于预设标准阈值时,确定数据的所述写入方式为顺序写入;
所述第一差值的绝对值和所述第二差值的绝对值均大于或等于所述预设标准阈值时,确定数据的所述写入方式为随机写入。
5.根据权利要求2~4任一项所述的方法,其特征在于,所述根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,包括:
根据确定的写入方式确定用于数据写入的物理块;
判断所述用于数据写入的物理块是否已写满;
判断出所述用于数据写入的物理块已写满时,从空闲队列中获取新的用于数据写入的物理块,并执行数据写入;
判断出所述用于数据写入的物理块未写满时,直接在所述用于数据写入的物理块中写入数据。
6.根据权利要求2~4任一项所述的方法,其特征在于,所述写入方式包括顺序写入和随机写入,所述记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息,包括:
建立第一队列和第二队列;
在所述第一队列中记录数据采用顺序写入时数据写入的物理块信息,在所述第二队列中记录采用随机写入时数据写入的物理块信息。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收,包括:
确定所述第二队列中记录有未进行垃圾回收的物理块时,对所述第二队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收;
确定所述第二队列中记录的物理块均完成垃圾回收时,对所述第一队列中记录的未进行垃圾回收的物理块进行垃圾回收。
8.一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~7中任一项所述的实现数据处理的方法。
9.一种终端,包括:存储器和处理器,所述存储器中保存有计算机程序;其中,
处理器被配置为执行存储器中的计算机程序;
所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1~7中任一项所述的实现数据处理的方法。
10.一种实现数据处理的装置,包括:确定写入方式单元、记录单元和垃圾回收单元;其中,
确定写入方式单元设置为:确定写入名称空间的数据的写入方式;
记录单元设置为:根据确定的写入方式的不同将数据写入到不同的物理块,并记录采用不同写入方式进行数据写入时数据写入的物理块信息;
垃圾回收单元设置为:根据记录的物理块信息,对采用不同写入方式写入数据的物理块进行垃圾回收。
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