[发明专利]一种固态硬盘动态垃圾回收的方法及固态硬盘

说明书

本申请涉及一种固态硬盘动态垃圾回收的方法及固态硬盘，其中，该一种固态硬盘动态垃圾回收的方法包括：通过设定上电重启垃圾回收时间t1，当固态硬盘的上电重启时间小于或等于上电重启垃圾回收时间t1且固态硬盘中的空闲块数量低于设定的阈值时，启动固态硬盘的垃圾回收GC机制，且只允许GC写操作且禁止所述用户写操作，解决了现有技术中当GC机制与频繁上下电一同发生时，过度GC引起用户写超时问题，实现了频繁上下电情况下的垃圾回收的及时进行。

技术领域

本申请涉及及固态硬盘控制领域，特别涉及一种固态硬盘动态垃圾回收的方法及固态硬盘。

背景技术

目前绝大多数固态硬盘(Solid State Disk，SSD)以NAND Flash作为存储介质，因此，SSD的工作原理大多是基于闪存特性的。其中，垃圾回收(Garbage Collection，GC)的产生就是基于闪存“先擦后写”的特性。

SSD通电工作期间，如果用户的可用空间(Free Block)低于某一阈值，则启动GC机制，从而释放出更多Free Block。由于GC写操作会占据用户写操作的带宽，为了不影响用户写操作的速度，GC机制并不是一次性完成的，需要根据当前NAND Flash的可用空间与Source Block的有效数据量，通过计算得到两者的写入比例，使得GC写操作与用户写操作分时完成。假如，GC写与用户写的比例是n:m，即：当GC向NAND Flash中写入n页(page)数据量时，GC将无法继续进行写操作，直到用户向NAND Flash中写入m页的数据量。

垃圾回收机制执行一段时间后，SSD的Free Block数量高于某一阈值，为了不影响用户写入速率，关闭GC机制即可。

中国专利CN114168082A公开了一种避免SSD空闲块耗尽的方法、装置、计算机设备及存储介质，其中该方法包括：停止响应主机命令，暂停当前的垃圾块回收过程并记录空闲块将耗尽状态；在空闲块将耗尽状态下，仅进行SSD内部的垃圾回收过程直至当前目的块写满；待所述目的快写满后，保存映射表信息并回收当前的垃圾块；检查空闲块数量是否高于将耗尽阈值；若空闲块数量高于将耗尽阈值则恢复响应主机命令，重启垃圾块回收任务并清除空闲块将耗尽状态。但是该方法在空闲块将耗尽状态下，仅进行SSD内部的垃圾回收过程直至当前目的块写满。这种以目的块是否写满为结束仅GC过程的条件，并不能适用于所有场景。比如，当前目的块的可用空间很大，Source Block的有效数据量较小，短时间内，GC机制便可释放出多个Free Block，进而避免了空闲块耗尽的风险。如果非要等到目的块填满，才恢复用户写，大概率容易引起超时等问题。

针对相关技术中存在GC机制与频繁上下电一同发生时，过度GC引起用户写超时问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种固态硬盘动态垃圾回收的方法及固态硬盘，以解决相关技术中GC机制与频繁上下电一同发生时，过度GC引起用户写超时的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种固态硬盘动态垃圾回收的方法，

设定上电重启垃圾回收时间t1；

当所述固态硬盘的上电重启时间小于或等于所述上电重启垃圾回收时间t1且所述固态硬盘中的空闲块数量低于设定的阈值时，启动所述固态硬盘的垃圾回收GC机制，并设定所述GC写操作与用户写操作的比例为上电比例；所述上电比例表示所述固态硬盘允许所述GC写操作且禁止所述用户写操作。

在其中的一些实施例中，当所述固态硬盘的上电重启时间大于所述上电重启垃圾回收时间t1时，判断所述固态硬盘中的空闲块数量是否低于设定的阈值；

若是，启动所述固态硬盘的GC机制，根据所述固态硬盘的可用空间与源块的有效数据量，计算所述GC写操作与用户写操作的动态比例；控制所述固态硬盘根据所述动态比例进行所述GC写操作和所述用户写操作；

若否，关闭所述固态硬盘的GC机制。