[发明专利]一种固态硬盘及其数据管理方法、系统

说明书

技术领域

本发明涉及固态存储技术领域，尤其涉及一种固态硬盘及其数据管理方法、系统。

背景技术

对于传统的支持原地更新的存储系统，文件系统写入新数据时，会将同一地址上的旧数据覆盖，不会影响存储系统的性能；但对于不能支持原地更新的固态存储设备，需要通过“搬移-擦除”垃圾回收方式来不断提供可供写入的空间，若文件系统不将无效数据对应的地址空间告知存储设备，则对于固态存储设备而言，这些数据也是有效的，因此也会在垃圾回收过程中被不断无效的搬移，降低固态存储设备性能。TRIM命令是一个文件系统将无效数据对应的地址空间告知存储设备的命令，存储设备收到这样的命令后，会标记这些无效数据，使它们不参与到垃圾回收过程，以避免存储设备对这些数据的不必要的操作，从而提高固态存储设备性能。

现有的TRIM实现方式仅按位图方式存储TRIM信息，文件系统向被TRIM的区间写入新数据时，需要及时更新TRIM信息，同时为了加速TRIM信息的更新，缓存部分TRIM信息在内存中。而仅按位图方式存储TRIM信息会占用较多存储空间，文件系统向被TRIM的区间写入新数据时，需要及时更新TRIM信息，会使得TRIM与正常数据流的紧耦合，降低了系统的效率，提高了系统复杂度，对TRIM信息的缓存使得固态存储系统对内存的需求增加。

综上可知，现有的固态硬盘在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种固态硬盘及其数据管理方法、系统，解除了标记信息与正常数据流的耦合，实现了对固态硬盘无效数据的快速标记，提高了系统的效率，降低了系统对内存的需求以及系统实现的复杂度。

为了实现上述目的，本发明提供一种固态硬盘数据管理方法，包括：

将写入数据加入时间戳后再存入固态硬盘中；

接收将数据标记为无效的标记命令，将无效数据对应的地址区间进行标记，并将标记信息加入时间戳后存入所述固态硬盘中；

所述固态硬盘启动后，将所述标记信息的时间戳与被标记的地址区间内的数据的时间戳进行比对；若所述被标记的地址区间内的数据的时间戳早于所述标记信息的时间戳，则将该地址区间标记为无效，否则不将该地址区间标记为无效。

根据本发明的数据管理方法，“将写入数据加入时间戳后再存入固态硬盘中”的步骤具体为：接收数据写入命令；将所述写入命令分解为数据写入单元；为所述每个数据写入单元内的数据添加时间戳；将所述数据写入单元内的数据存储到所述固态硬盘的闪存中。

根据本发明的数据管理方法，“将标记信息加入时间戳后存入所述固态硬盘中”的步骤具体为：将所述标记信息分解为多个数据写入单元；为所述多个数据写入单元添加时间戳；将所述数据写入单元内的数据存储到所述固态硬盘的闪存中。

根据本发明的数据管理方法，“将所述标记信息的时间戳与被标记的地址区间内的数据的时间戳进行比对”的步骤之前还包括：扫描固态硬盘，建立逻辑物理地址映射表；从所述固态硬盘的闪存中读取所述标记信息；根据所述标记信息扫描被标记的地址区间。

根据本发明的数据管理方法，所述标记信息按照位图方式保存。

本发明相应提供一种固态硬盘数据管理系统，包括：

写数据处理模块，用于将写入数据加入时间戳后再存入固态硬盘中；

标记模块，用于接收将数据标记为无效的标记命令，将无效数据对应的地址区间进行标记，并将标记信息加入时间戳后存入所述固态硬盘中；

初始化模块，用于所述固态硬盘启动后，将所述标记信息的时间戳与被标记的地址区间内的数据的时间戳进行比对；若所述被标记的地址区间内的数据的时间戳早于所述标记信息的时间戳，则将该地址区间标记为无效，否则不将该地址区间标记为无效。

根据本发明的数据管理系统，所述写数据处理模块将写入数据加入时间戳后再存入固态硬盘中具体为：接收数据写入命令；将所述写入命令分解为数据写入单元；为所述每个数据写入单元内的数据添加时间戳；将所述数据写入单元内的数据存储到所述固态硬盘的闪存中。

根据本发明的数据管理系统，所述标记模块在标记信息上加入时间戳后再存入所述固态硬盘中具体为：将所述标记信息分解为多个数据写入单元；为所述多个数据写入单元添加时间戳；将所述数据写入单元内的数据存储到所述固态硬盘的闪存中。

根据本发明的数据管理系统，所述初始化单元还用于扫描固态硬盘，建立逻辑物理地址映射表；从所述固态硬盘的闪存中读取所述标记信息；根据所述标记信息扫描被标记的地址区间。