[发明专利]针对随机写性能优化的免外置缓存的SSD映射表算法

说明书

本发明提供了一种针对随机写性能优化的免外置缓存的SSD映射表算法，包括：当SSD处理一笔新的写入命令请求时，通过哈希算法获得该写入命令的逻辑地址LTA对应查询索引表WLT链表位置；查询地址缓存表WCT的缓存状态后，插入或更新逻辑地址LTA到地址缓存表WCT；地址缓存表WCT更新完查询索引表WLT检索链表后，根据逻辑地址LTA，计算缓存刷新索引表UT链表的位置，并更新缓存刷新索引表UT信息；当地址缓存表WCT满足刷新条件后，将地址缓存表WCT的地址信息刷新到计算机闪存设备NAND中，并释放地址缓存表WCT对应元素。本发明同步引入了查询索引表和刷新索引表，通过查询索引表和缓存刷新索引表对地址缓存表进行高效管理。

技术领域

本发明属于固态硬盘技术领域，更具体涉及一种针对随机写性能优化的免外置缓存的SSD映射表算法。

背景技术

随着固态硬盘技术的发展，目前越来越多的固态硬盘取消了外置缓存(DDR)，这一方面带来了硬盘成本和功耗的降低，推动了固态硬盘的应用普及；但同时给硬盘的性能设计带来了挑战。传统的带外置缓存固态硬盘设计中，外置缓存用来存放完整的逻辑地址到物理地址的映射表，硬盘的随机性能有不错的表现，取消外置缓存后，映射表只能部分暂存在主控内部的很小的缓存空间中，映射表往往需要从内存中进行频繁交换，极大的降低了系统的随机性能。在较大范围内的随机写入的场景应用中，相比于有外置缓存的SSD，性能往往有数量级的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种随机性能较高的针对随机写性能优化的免外置缓存的SSD映射表算法。

根据本发明的一个方面，提供了一种针对随机写性能优化的免外置缓存的SSD映射表算法，包括：

当SSD处理一笔新的写入命令请求时，通过哈希算法获得该写入命令的逻辑地址LTA对应查询索引表WLT链表位置；

查询地址缓存表WCT的缓存状态后，插入或更新逻辑地址LTA到地址缓存表WCT；

地址缓存表WCT更新完查询索引表WLT检索链表后，根据逻辑地址LTA，计算缓存刷新索引表UT链表的位置，并更新缓存刷新索引表UT信息；

当地址缓存表WCT满足刷新条件后，将地址缓存表WCT的地址信息刷新到计算机闪存设备NAND中，并释放地址缓存表WCT对应元素。

在一些实施方式中，所述地址缓存表WCT用于缓存每一笔写入数据的逻辑地址LTA和对应的闪存物理地址PPA。

在一些实施方式中，所述地址缓存表WCT刷新包括：

读取待刷新的地址缓存表WCT锁在缓存刷新索引表UT对应的L2P表项；

将相同的缓存刷新索引表UT对应的地址缓存表WCT逐个刷新到L2P中；

L2P刷新完成后，更新L2P到计算机闪存设备NAND中，并更新缓存刷新索引表UT表项中对应闪存物理地址PPA值；

释放更新完成后的地址缓存表WCT到空闲链表。

在一些实施方式中，所述查询索引表WLT用于查询地址缓存表WCT指定逻辑地址LTA的缓存状态，址缓存表WCT中各个有效元素都属于记录在对应的查询索引表WLT中。

在一些实施方式中，所述查询索引表WLT的表头元素所在位置通过哈希函数：WLT[index]＝hash(LTA)计算获得。

在一些实施方式中，所述查询索引表WLT链表数组的更新包括：

写缓存刷新；写入指定逻辑地址LTA；从地址缓存表WCT中检查并获得空表项；根据逻辑地址LTA计算哈希值，作为该笔写入逻辑地址LTA的查询索引表WLT索引序号；将从地址缓存表WCT中检查并获得空表项的序号填入上一步骤中查询索引表WLT对应的索引序列中；