[发明专利]一种存储系统和系统垃圾回收方法

说明书

一种存储系统及系统垃圾回收方法。存储系统包括第一控制器、第二控制器和固态硬盘。第一控制器或第二控制器以段为单位管理所述固态硬盘的存储空间。第一控制器用于对所述第一控制器管理的段中的多个段进行系统垃圾回收，所述第二控制器，用于当所述第一控制器进行系统垃圾回收时，对所述第二控制器管理的段中的多个段进行系统垃圾回收。第一控制器管理的段中的多个段与第二控制器管理的段中的多个段是在相同的时间段内分配的。因此，可以减少固态硬盘内部出现的写放大的次数。

技术领域

本申请涉及存储技术领域，特别是一种存储系统和系统垃圾回收方法。

背景技术

闪存阵列是指包含固态硬盘和至少两个控制器的存储系统。其中，控制器以段(英文：segment)的形式管理固态硬盘的存储空间。段是由控制器分配的一段连续的逻辑地址的区域。段也是系统垃圾回收的基本单位。每个控制器都可以将接收的数据写入其管理的段中。固态硬盘从各个控制器接收的数据按照接收的时间顺序连续写入固态硬盘的块(英文：block)中。因此，在一个时间段内，各个控制器发送的数据可能被写入同一个块中。因此，每个块中存储的数据可能对应不同控制器管理的段。

闪存阵列进行系统垃圾回收并释放一些段后，对于一个固态硬盘的一个块来说，这个块并没有被擦除干净，因为它仍然包含其他未进行系统垃圾回收的段的数据。所以，当固态硬盘进行自己的垃圾回收时，仍然需要将这个块中其他未进行系统垃圾回收的段的数据写入空白的块中。导致固态硬盘内部出现的写放大的次数多。

发明内容

本申请提出了一种存储系统和系统垃圾回收方法，可以减少固态硬盘内部的写放大的次数。

本申请第一方面提供了一种存储系统。该存储系统包括第一控制器、第二控制器和固态硬盘。所述固态硬盘与所述第一控制器连接，并且所述固态硬盘与所述第二控制器连接。第一控制器或第二控制器以段为单位管理所述固态硬盘的存储空间。第一控制器用于对所述第一控制器管理的段中的多个段进行系统垃圾回收。当第一控制器进行系统垃圾回收时，第二控制器对第二控制器管理的段中的多个段进行系统垃圾回收。其中，第一控制器管理的段中的多个段是在一个时间段内由第一控制器分配的，第二控制器管理的段中的多个段也是在所述时间段内由第二控制器分配的。

在本申请提供的存储系统中，第一控制器对其管理的段中的多个段进行系统垃圾回收，第二控制器也对其管理的段中的多个段进行系统垃圾回收，并且第一控制器进行系统垃圾回收的段与第二控制器进行系统垃圾回收的段是在相同的时间段内分配的。由于段是第一控制器或第二控制器管理固态硬盘的存储空间的单位，因此将数据写入段就是将数据写入固态硬盘的存储空间。第一控制器和第二控制器进行系统垃圾回收的段是在相同的时间段内分配的，因此这些段的数据写入固态硬盘的时间相近。进一步地，由于固态硬盘在写入数据时是按照接收数据的时间顺序连续写入一个或多个块，因此，相同的时间段内分配的段被执行系统垃圾回收之后，这些段所对应的块中的有效数据已经被全部复制到其他块中，这些段所对应的块中的数据就都变成无效数据了。当固态硬盘进行内部的垃圾回收时，被执行系统垃圾回收的段所对应的块无需再次进行有效数据的复制，从而减少了固态硬盘内部的写放大的次数。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现中，第一控制器管理的段中的多个段是所述时间段内由第一控制器分配的所有的段。并且，第二控制器管理的段中的多个段是所述时间段内由第二控制器分配的所有的段。由此，可以保证在所述时间段内分配的所有的段都被系统垃圾回收了，那么固态硬盘中也有更多的块中的有效数据被全部复制到其他块，从而称为无效数据。

结合第一方面或者第一方面的第二种实现，在第一方面的第三种实现中，所述时间段在所述第一控制器或者第二控制器在所述时间段内分配的段的数量达到第一预设阈值时结束。按照这种实现方式，第一控制器和第二控制器便于统计各自分配的段的数量，操作方便。