申请/专利权人：武汉麓谷科技有限公司

申请日：2024-03-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117873406A

主分类号：G06F3/06

分类号：G06F3/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本申请提供一种控制ZNS固态硬盘的磨损均衡的方法，采用了Plane连续的好块组成了RaidBlock阵列来形成Zone，保证了Zone逻辑地址和物理地址双连续的特性；进一步，通过维护一张LogicPlaneBlock的映射表和选择性对关键数据开启Raid，降低了硬件的开销和用户成本。同时在数据存储前采用分类模块和预测聚类模块对存储数据热力指数进行等级划分并与对Zone类型进行匹配，提高了数据的合理分布，减少了因磨损均衡而导致的写放大的问题，提高了ZNS固态硬盘使用寿命。本方法克服了现有普通固态硬盘磨损均衡策略导致ZNS固态硬盘性能降低的问题。

主权项：1.一种控制ZNS固态硬盘的磨损均衡的方法，ZNS固态硬盘至少包括控制单元，若干逻辑单元；且每个所述逻辑单元包括若干Plane，所述控制单元至少包括分类模块，预测聚类模块，磨损均衡优化模块以及扫描编址模块；其特征在于包括如下步骤：步骤一，通过所述扫描编址模块对每个所述逻辑单元LUN对应的Plane中的若干Block进行坏块扫描；分别从每个Plane扫描出来的多个好块中选择N+1个连续的好块，并对好块进行排布和编址，得到由Plane0Logic-Block0、Plane0Logic-Block1.......Plane0Logic-BlockN共计N+1个好块排列组成的竖带；步骤二，提取所有所述逻辑单元LUN的每个Plane的LogicBlock0组成RaidBlock0条带，所有所述逻辑单元LUN的LogicBlock1组成RaidBlock1条带，以此类推，则可以组成若干RaidBlock条带阵列，其中第N个RaidBlock条带由所有所述逻辑单元LUN的LogicBlockN组成；步骤三，将RaidBlock0条带，RaidBlock1条带......RaidBlockN的Block分别与Zone0，Zone1......ZoneN进行一一映射；其中每个Zone的RaidBlock的数量是相等的；步骤四，所述分类模块获取各个Zone中的每个Block的擦写次数X以及组成每个Zone的Block中最大的擦写次数Xmax，根据所述擦写次数X计算每个RaidBlock条带的方差VarX，并将所述方差VarX与设定阈值进行比较：当VarX大于设定阈值时，启动修正映射程序，直至VarX小于设定阈值；步骤五，所述分类模块根据每个Zone中擦写次数最多的Block的最大擦写次数Xmax，按照从大到小的顺序将N+1个Zone进行排序，并按照排列顺序将Zone分为三个数据池，其中第1个至第[（N+1）3]个Zone设置为热数据池；第[（N+1）3]+1个至第[（N+2）3]个Zone设置为温数据池；第[N+23]+1个至第（N+1）个Zone设置为冷数据池；“[]”表示取整；步骤六，建立并维护一张LogicPlaneBlock的映射表，映射表中记录Zone与对应Block的映射信息，所述映射信息中每一条至少包括Logic2PhyPlaneBlockMap[RaidBlockNumber][LUNNumber][PlaneNumber][BlockX]，当Zone与对应Block的映射关系发生变换时映射表被更新；其中RaidBlockNumber表示RaidBlock序号；LUNNumber表示逻辑单元序号；PlaneNumber表示面序号；BlockX表示该映射关系对应Block的当前擦写次数；所述映射表存储于ZNS固态硬盘中，在系统启动后，读取该映射表到DRAM缓冲中；步骤七，所述磨损均衡优化模块进一步被设置包含计数模块，所述计数模块用于记录ZNS固态硬盘在一段使用时间内第i个Zone累计执行擦写操作次数V（i）；所述控制模块设定一擦写阈值，当某一Zone的累计擦写次数V（i）+Xmax大于所述擦写阈值时，则执行磨损均衡优化算法，其中所述磨损均衡优化模块包括后台动态磨损均衡任务和前台动态磨损均衡任务；步骤八，将步骤一中的挑选若干个在每个物理Plane上剩下的完好Block组成一个预留的ZoneRaidBlock，所述ZoneRaidBlock用于处理前台动态磨损均衡任务，其中ZoneRaidBlock大小等于RaidZone的大小；步骤九，在待写数据被写入缓存器前，通过所述预测聚类模块对所述数据热度指数进行计算并判断数据热度等级，并根据计算结果将所述数据写入到对应数据池的Zone内；所述缓存器包括第一缓存器、第二缓存器和第三缓存器，且分别与热数据池、温数据池以及冷数据池一一对应。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉麓谷科技有限公司 一种控制ZNS固态硬盘的磨损均衡的方法

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