[发明专利]存储系统页内脏数据索引方法和装置

说明书

本发明公开了一种存储系统页内脏数据索引方法装置，该方法包括：获取存储页的存储点的点数量以及脏数据分布信息；根据点数量和脏数据分布信息创建位图；根据脏数据分布信息创建扩展段集合，并获取扩展段集合中扩展段的当前扩展段个数；根据点数量，获取目标存储页以位图索引脏数据的第一存储代价；根据当前扩展段个数和段容量，获取目标存储页以扩展段索引脏数据的第二存储代价；根据第一存储代价和第二存储代价，确定基于位图方式或扩展段方式索引目标存储页中的脏数据。本发明降低了写入数据量，降低了同步操作的延时，间接提高了系统的性能，同时也降低了闪存设备的磨损，提高了闪存设备的使用寿命。

技术领域

本发明涉及存储设备技术领域，尤其涉及一种存储系统页内脏数据索引方法和装置。

背景技术

固态硬盘(Solid State Drives)是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。由于其高读写带宽、低访问延迟、低功耗等特点被广泛应用。

以闪存为基础构建的固态盘采用闪存转换层(Flash Translation Layer,FTL)对闪存的读写擦除进行管理，并向软件系统提供与传统磁盘相同的读写接口。闪存转换层(FTL)主要包含三种功能：地址映射、垃圾回收和磨损均衡。

在固态盘内部，闪存芯片(package)通过不同的通道(Channel)连接到闪存控制器。在闪存芯片中，封装有多个闪存颗粒(die)，每个颗粒可以独立执行指令。每个颗粒包含多个闪存片(plane)，每个闪存片拥有独立的寄存器，可提供多闪存片之间的流水指令执行。通过不同级别的并发，固态盘可提供充足的访问带宽。这一特性被称为闪存设备的内部并发。

在文件系统(即存储系统)中，使用页高速缓存(即存储系统的存储页)来缓存最近操作的数据，以加速读写过程。当需要读取数据时，首先在页高速缓存中查找该部分内容是否驻留在内存中，如果找到，则直接返回数据，不再需要启动昂贵的设备操作；如果没找到，再到闪存中进行读取。当需要进行写操作时，不再直接把数据写入到设备中，而是把数据写入到页高速缓存后将相应页面标记为脏，然后直接返回，当用户发出同步调用或操作系统后台线程启动同步操作时，将页高速缓存中的脏页面写入到闪存设备中。

在这种模式下，一次写操作涉及到一个页面(即存储页)，则该页面会被整个标记为脏，后续会全部写入到闪存设备中，即使本次写操作仅仅涉及到该页面的很少一部分。这使得写入数据量大大增加，不仅增加了同步操作的延时，降低了文件系统或存储系统的性能，而且增加了闪存设备的磨损，大大降低了其寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种存储系统页内脏数据索引方法和装置，旨在解决存储系统中写入数据量大、增加闪存设备磨损的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种存储系统页内脏数据索引方法，所述存储系统页内脏数据索引方法包括：

获取存储系统中目标存储页中存储点的点数量，并获取所述目标存储页中脏数据在各个存储点中的脏数据分布信息；

根据所述点数量和脏数据分布信息创建位图，并根据所述脏数据分布信息创建扩展段集合，并获取扩展段集合中扩展段的当前扩展段个数和段容量；

根据所述点数量，获取所述目标存储页以位图索引脏数据的第一存储代价；根据所述当前扩展段个数和段容量，获取所述目标存储页以扩展段索引脏数据的第二存储代价；

根据第一存储代价和第二存储代价，确定基于位图方式或扩展段方式索引所述目标存储页中的脏数据。

可选地，所述获取存储系统中目标存储页中存储点的点数量，并获取所述目标存储页中脏数据在各个存储点中的脏数据分布信息的步骤包括：