[发明专利]利用固态硬盘作为设备读缓存的方法、系统及固态硬盘

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种利用固态硬盘作为设备读缓存的方法、系统及固态硬盘。

背景技术

闪存具备存取速度快，无噪音，散热小的特点，在存储市场上得到了广泛的应用。由于闪存的物理介质特点，存在一些存取限制，它可以单一字节的方式读或写入，但是抹除一定是一整个区块，同时对于覆盖写，必须先将块上的有效数据读取到内存中，然后擦除整块，再将有效数据同更新数据一同写入块中，这一过程简称“读-修改-写”。

在SSD(solid state disk，固态硬盘)中，通常封装了FTL（Flash Translation Layer，闪存转换层）Flash文件系统数据管理器通常FTL也称作NAND FTL(Flash Translation Layer)。

FTL是一个NAND（闪存芯片）与基础文件系统之间的一个转换层，它使操作系统和文件系统能够像访问硬盘一样访问NAND闪存设备。FTL整体管理flash设备，包括从底层flash设备分配块、地址转换(mapping)、动态平均读写和垃圾收集。在某些flash设备中，可以在硬件中实现一部分FTL。

传统的FTL实现中，往往将其功能实现在一个封闭的控制芯片中或是一个独立模块中，往往提供较少的接口显示内部工作状态。也就是说应用数据与FTL缺乏协调，导致FTL性能较低。

综上可知，现有的设备读缓存技术在实际使用上，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利用固态硬盘作为设备读缓存的方法、系统及固态硬盘，以提高慢速块设备读命令处理速度。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用固态硬盘作为设备读缓存的方法，所述方法包括如下步骤：

A、固态硬盘的闪存转换层为设备提供读写接口，并存储所述设备的缓存数据；

B、所述固态硬盘的闪存转换层在检测到所述固态硬盘的空闲块小于预设的阈值时，将目标块擦除。

根据所述的方法，所述步骤B包括：

B1、根据最近最少使用算法策略选择所述目标块；

B2、在映射表中删除所述目标块中所有页面的映射关系；

B3、擦除所述目标块；

B4、将所述目标块放入空闲链表中。

根据所述的方法，所述方法还包括：

C、所述设备将读写命令派发到所述固态硬盘；

D、判断所述写命令是否在所述固态硬盘中命中，若命中则构建删除命令下发到所述固态硬盘中；若未命中则将所述读写命令重新定向到所述设备；或者

E、判断所述读命令是否在所述固态硬盘中命中，若命中则所述读命令从所述固态硬盘返回；若未命中则将所述读命令重新定向到所述设备。

根据所述的方法，在所述读命令在所述固态硬盘中命中后，将所述读命令对应的数据写入到所述固态硬盘中加速；

所述读写接口包含的读写命令的信息包括：读写命令类型、逻辑块寻址、读写命令数据长度、读写命令数据缓冲地址。

为了实现本发明的另一发明目的，本发明还提供了一种利用固态硬盘作为设备读缓存的系统，所述系统包括：

读写接口，设置于固态硬盘的闪存转换层，为设备提供读写接口，并存储所述设备的缓存数据；

擦除模块，设置于所述固态硬盘的闪存转换层，在检测到所述固态硬盘的空闲块小于预设的阈值时，将目标块擦除。

根据所述的系统，所述擦除模块包括：

选择子模块，用于根据最近最少使用算法策略选择所述目标块；

删除子模块，用于在映射表中删除所述目标块中所有页面的映射关系；

擦除子模块，用于擦除所述目标块；

放入子模块，用于将所述目标块放入空闲链表中。

根据所述的系统，所述系统还包括：

重定向器，连接于所述设备与所述固态硬盘之间，用于将所述设备的读写命令派发到所述固态硬盘；

判断模块，设置于所述固态硬盘，用于判断所述写命令或者读命令是否在所述固态硬盘中命中；

所述重定向器在若所述判断模块判断所述写命令命中，则构建删除命令下发到所述固态硬盘中；若判断未命中则将所述读写命令重新定向到所述设备；或者

所述重定向器在若所述判断模块判断所述读命令在所述固态硬盘中命中，则将所述读命令从所述固态硬盘返回；若判断未命中则将所述读命令重新定向到所述设备。