[发明专利]固态硬盘及其空间管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储领域，尤其涉及一种固态硬盘及其空间管理方法。

背景技术

固态硬盘（SolidStateDisk，简称SSD）采用电子存储介质进行数据存 储和读取，突破了传统机械硬盘的性能瓶颈，拥有极高的存储性能。SSD采 用闪存（Flash）芯片作为电子存储介质，具有无噪音、低功耗、质量轻、无 结构限制的优点，可以根据实际应用需求设计出各种接口不同、形状不同的 电子硬盘。SSD的存储空间通常可以包括数据区和冗余区，冗余区可以占存 储单元的5%～30%。由于Flash具有先擦后写的访问特性，在SSD数据写入的 过程中，需要申请SSD中数据区的空白块来保存主机写入的数据。如果数据 区的空白块不足，可以将数据区中的某些块的有效数据移动到冗余区，并将 这些块挂在垃圾回收链上，再启动垃圾回收，将这些块的数据擦除而变成空 白块，并将这些块加入空白块表，后续可以从空白块表申请空白块以保存写 入的数据。

SSD的数据区可能出现坏块，随着坏块在SSD中所占的比例的不断增加， 在SSD可使用的空白块越来越少时，需要频繁启动垃圾回收来获得空白块， 占用了大量的SSD资源，造成SSD在寿命后期性能下降。通常当坏块在SSD 中所占的比例增加至一定数值时，可以将原本属于冗余区的块替代坏块作为 数据区的一部分。

通常，冗余区在SSD中所占比例约为5%～30%，随着坏块的不断增加， 冗余区的可用空间不断减少，当冗余区中的可用空间耗尽时，在SSD数据区 存满后无法擦除，即使SSD仍然还有70%以上数据区的块是健康的，仍然会 导致SSD整盘失效，因此，Flash资源利用率低，SSD使用寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，如何提高SSD的使用寿命。

第一方面，本发明提供了一种固态硬盘空间管理方法，其特征在于，包 括：

判断所述固态硬盘的冗余区的可用空间是否满足设定条件；

在所述冗余区的可用空间不满足设定条件的情况下，将所述固态硬盘的 数据区中的至少一个逻辑单元号LUN设置为失效；

释放失效的LUN中的逻辑块地址LBA映射关系，所述LBA映射关系为写 入所述数据区中的有效数据的LBA与物理地址之间的映射关系；

将释放了所述LBA映射关系的LUN所映射的存储空间作为所述冗余区 的可用空间。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述判断所述固态硬盘的 冗余区的可用空间是否满足设定条件，包括：

在所述冗余区的可用空间在所述固态硬盘的存储空间中所占的比例小 于设定阈值的情况下，确定所述冗余区的可用空间不满足设定条件。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实 现方式中，所述将所述固态硬盘的数据区中的至少一个逻辑单元号LUN设置 为失效，包括：

查找所述固态硬盘的系统区的LUN热度表，将所述LUN热度表中访问热 度最低的LUN确定为指定LUN，所述访问热度由一定周期内所述固态硬盘的 所有LUN被访问的频率确定；

在所述系统区的LUN列表中将所述指定LUN的状态设置为失效；

所述释放失效的LUN中的逻辑块地址LBA映射关系，包括：

在所述系统区的映射关系表中将所述指定LUN对应的LBA映射关系删 除。

结合第一方面或其任意一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式 中，所述将释放了所述LBA映射关系的LUN所映射的存储空间作为所述冗余 区的可用空间，包括：

将释放了所述LBA映射关系的LUN所映射的存储空间中的物理块设置 为脏块；

将所述脏块加入垃圾回收链表；

在所述固态硬盘的垃圾回收过程中，将所述脏块擦除得到空白块，将所 述空白块作为所述冗余区的可用空间。

结合第一方面或其任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式 中，所述固态硬盘空间管理方法还包括：在所述冗余区的可用空间满足设定 条件的情况下，若接收到上层系统发送的包括指定LUN的LUN释放命令，则 在系统区的LUN列表中将所述指定LUN的状态设置为失效。

第二方面，本发明提供了一种固态硬盘，包括：

判断模块，用于判断冗余区的可用空间是否满足设定条件；