[发明专利]一种固态存储设备的地址分配方法

摘要

本发明公开了一种固态存储设备的地址分配方法，适用于基于闪存的多通道固态存储设备，属于固态存储领域，解决现有的分配策略中存在的读写请求冲突问题。解决在读写请求混合的工作负载中，请求的响应时间变长的问题。本发明方法包括通道权值的分配，物理地址分配以及冲突预测避免机制。本发明为读、写请求以及垃圾回收操作分配不同的权值，权值可以根据用户的需求调整，以适应不同的读写性能要求，充分利用固态存储设备内部的并行性，并根据负载情况，为写请求选择合适的物理地址，减少写后读冲突并降低垃圾回收操作对写请求的阻塞。实现固态存储设备读写响应时间的降低以及固态存储设备性能的提升。

主权项

一种固态存储设备的地址分配方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)请求接收步骤：固态存储设备接收到由上层文件系统发送的读写请求，对接收的请求类型进行判断并进行相应的操作，若为写请求，则直接将请求加入到请求队列队尾，等待处理；若为读请求，则根据请求的逻辑地址查找映射表获得其对应的物理地址，根据物理地址可以计算得到请求对应的通道信息，预先处理读请求对应的权值，即读请求权值WR，根据已知的通道信息，给对应的通道加上读请求权值WR，并将此请求加入到请求队列队尾，等待处理；所述读请求权值WR是根据固态存储设备读取一个物理页数据所需的时间取值，或者由用户工作需要自定义；(2)请求队列处理步骤：固态存储设备对存放在请求队列中未处理的请求采用先进先出的方式进行处理，依次进行地址分配；(3)读请求分配步骤：若从请求队列取出的请求为读请求，根据请求接收步骤中查找映射表已知的通道信息，将请求加入到对应通道的通道队列的尾部，等待处理；(4)写请求分配步骤：若从请求队列取出的请求为写请求，则根据各个通道的通道权值大小，比较得到权值最小的通道，并根据芯片忙闲信息选择此写请求对应的芯片、晶元、分组、物理块和物理页，并由此计算出对应的物理地址；将请求加入到对应通道的通道队列的尾部，更改对应通道的通道权值，其Wj＝Wi+WW，等待处理；其中，所述通道权值是指由通道队列内的读写请求状态，根据读写请求权值计算统计出此时通道i对应的权值Wi，Wi能够表示此时的通道状态并感知未来一段时间内的通道繁忙程度；WW为写请求权值，是指根据固态存储设备写入一个物理页数据所需的时间取值或者根据用户工作需要自定义；(5)通道队列处理步骤：闪存控制器从通道队列中取出请求，并根据由请求接收步骤和请求队列处理步骤中获得的请求物理地址、请求大小、请求类型信息，对闪存芯片进行相应的操作，从闪存中读取相应数据信息或将请求携带的数据写入到其物理地址对应的闪存物理页中；当闪存芯片的读写操作完成后，闪存控制器向固态盘控制器返回完成信息，并根据请求的类型更改对应通道的通道权值；通道内读操作完成则对应通道的通道权值减去读请求权值，写操作完成则对应通道的通道权值减去写请求权值；(6)垃圾回收处理步骤：根据通道i空闲物理页比例，判断是否需要进行垃圾回收操作，当触发垃圾回收操作时，为进行垃圾回收操作的通道加上垃圾回收权值WGC，待垃圾回收操作完成后，对应通道的通道权值减去垃圾回收权值WGC；所述垃圾回收权值WGC是指根据通道内进行垃圾回收操作所需的时间取值，或者根据用户工作需要自定义。