[发明专利]一种面向混合固态硬盘的闪存转换层及转换方法

权利要求书

1.一种面向混合固态硬盘的闪存转换层的转换方法，用于一种面向混合固态硬盘的闪存转换层，所述混合固态硬盘由两种闪存介质构成，其中介质A性能较好、但单位容量成本较高，介质B的性能相对A要差，但单位容量成本较低；介质A分为数据块区和翻译块区，介质B全部为数据块区；翻译块区用来存储翻译页，数据块区用来存储数据页；翻译页用来存储数据的逻辑地址和物理地址之间的映射关系，数据页用来存储实际数据；翻译页按照介质A的页面大小对齐，数据页按照介质B的页面大小对齐；其特征在于，

所述闪存转换层包括一个地址映射缓冲区，所述地址映射缓冲区由全局翻译目录GTD、映射页缓存槽TPCS、热映射缓存表Hot-CMT和冷映射缓存表Cold-CMT组成；所述GTD用于记录每个翻译页的实际物理页号，所述TPCS用于当前映射项在缓存中不命中时，缓存当前加载映射项所属的整个映射页，所述Hot-CMT用于缓存频繁访问的写映射项，所述Cold-CMT用于缓存读映射项和不频繁访问的写映射项；所述Hot-CMT和Cold-CMT记录映射项的逻辑页号LPN、物理页号PPN

转换包括如下步骤：

S1，当访问请求到来时，判断请求类型；若是读请求，执行S2，若是写请求则执行S6；

S2，针对读请求，按顺序查看请求映射项是否在Hot-CMT、Cold-CMT和TPCS中；若映射项位于Hot-CMT，执行S5；若映射项位于Cold-CMT或TPCS中，则执行S3；否则，映射项不在缓存映射表中，则执行S4；

S3，将该映射项加载到Cold-CMT的MRU(Most Recently Used)位置，若此时Cold-CMT大小大于设定的目标阈值，则启动Cold-CMT的剔除操作，然后执行S5；

S4，当映射项不在缓存映射表中时，根据请求的逻辑页号访问GTD，得到该映射项所对应的翻译页的物理页号，并根据此物理页号加载包含目标映射项的翻译页到TPCS中，并将该映射项同时加载到Cold-CMT的MRU位置，若此时Cold-CMT大小大于设定的目标阈值，则启动Cold-CMT的剔除操作，最后执行S5；

S5，返回该映射项所对应的物理页号，地址映射转换结束；

S6，针对写请求，按顺序查看请求映射项是否在Hot-CMT、Cold-CMT和TPCS中；若映射项在Hot-CMT中，Cold-CMT或TPCS命中，则执行S7；否则，映射项不在缓存映射表中，执行S8；

S7，若在Hot-CMT命中，则将该映射项迁移到Hot-CMT的MRU位置；若在Cold-CMT命中，也将映射项迁移到Hot-CMT中的MRU位置，若此时Hot-CMT大小大于设定的目标阈值，则启动Hot-CMT的剔除操作；若在TPCS命中，则将该映射项迁移到Cold-CMT的MRU位置，若此时Cold-CMT大小大于设定的目标阈值，则启动Cold-CMT的剔除操作；最后执行S9；

S8，当映射项不在缓存映射表中时，根据请求的逻辑页号访问GTD，得到该映射项所对应的翻译页的物理页号，并根据此物理页号加载包含目标映射项的翻译页到TPCS中，并将该映射项同时加载到Cold-CMT的MRU位置；若此时Cold-CMT大小大于设定的目标阈值，则启动Cold-CMT的剔除操作；最后执行S9；

S9，根据介质A和B的磨损速度，调整Hot-CMT和Cold-CMT缓存表的大小；然后为写请求分配新的空闲物理数据页号，并将新的物理数据页号写到对应缓存映射表中；最后返回该映射项以前的物理页号和新分配的空闲物理页号。

2.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，所述闪存转换层采用页级地址映射方式。

3.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，步骤S3、S4、S7和S8中的Cold-CMT采用干净项优先的最近最少使用LRU剔除机制：在Cold-CMT队列的尾部设置一个长度固定的干净项优先剔除窗口；当Cold-CMT需要进行剔除操作时，从LRU位置开始在优先剔除窗口中寻找未更新映射项，若能找到，则直接剔除这个干净映射项；否则，则选择LRU位置上的已更新映射项，将其信息回写到翻译页后进行剔除。