[发明专利]混合缓存的固态硬盘预取方法和固态硬盘SSD

说明书

技术领域

本发明涉及到计算机数据存储技术领域，特别涉及到混合缓存的固态硬盘预取方法和固态硬盘SSD。

背景技术

在计算机数据存储时，由于Flash本身具有读写不对称的问题，特别是随机写速度表现不如人意，利用基于Flash的SSD来缓存和预取大量的顺序数据流，可能会造成SSD上产生大量的写操作，甚至产生严重的交织随机读写情况，在最坏的情况下不仅不能节能，还会引起系统性能的下降，导致SSD寿命降低。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种减少SSD写次数、有效延长SSD寿命的混合缓存的固态硬盘预取方法和固态硬盘SSD。

本发明提出一种混合缓存的固态硬盘预取方法，包括步骤：

固态硬盘SSD在存储预取数据请求时，查找空闲块链表中的地址指针指向的空闲的存储块；

将所述预取数据请求中的同一个顺序流中的顺序流数据存储至同一个空闲的存储块的空闲页中；

将已存有数据的存储块的地址指针存储至被占块链表中。

优选地，所述固态硬盘SSD在存储预取数据请求时，查找空闲块链表中的地址指针指向的空闲的存储块的步骤之后还包括：

将所述预取数据请求的顺序流数据中访问频率超过预设频率阈值的数据作为热点数据，存储至同一个空闲的存储块的空闲页中。

优选地，所述将预取数据请求中的同一个顺序流中的顺序流数据存储至同一个空闲的存储块的空闲页中的步骤之后还包括：

将所述顺序流数据的地址指针存储至所述SSD的顺序链表中。

优选地，所述将预取数据请求的顺序流数据中访问频率超过预设频率阈值的数据作为热点数据，存储至同一个空闲的存储块的空闲页中的步骤之后还包括：

将所述热点数据的地址指针存储至所述SSD的随机链表中。

优选地，所述混合缓存的固态硬盘预取方法，还包括步骤：

所述SSD在判定所述顺序流数据被替换后，将所述顺序流数据所在的页置为无效页；

启动垃圾回收模式，在所有页均为无效页的存储块中，选择擦除次数最少的存储快进行擦除回收；

将已擦除的存储块的地址指针存储至空闲块链表中。

本发明还提出一种混合缓存的固态硬盘SSD，包括：

空闲存储块查找模块，用于在存储预取数据请求时，查找空闲块链表中的地址指针指向的空闲的存储块；

存储块数据管控模块，用于将所述预取数据请求中的同一个顺序流中的顺序流数据存储至同一个空闲的存储块的空闲页中；

存储块指针管控模块，用于将已存有数据的存储块的地址指针存储至被占块链表中。

优选地，所述混合缓存的固态硬盘SSD还包括：

存储块热点数据管控模块，用于将所述预取数据请求的顺序流数据中访问频率超过预设频率阈值的数据作为热点数据，存储至同一个空闲的存储块的空闲页中。

优选地，所述混合缓存的固态硬盘SSD还包括：

顺序链表管控模块，用于将所述顺序流数据的地址指针存储至所述SSD的顺序链表中。

优选地，所述混合缓存的固态硬盘SSD还包括：

随机链表管控模块，用于将所述热点数据的地址指针存储至所述SSD的随机链表中。

优选地，所述混合缓存的固态硬盘SSD还包括：

无效页管控模块，用于在判定所述顺序流数据被替换后，将所述顺序流数据所在的页置为无效页；

擦除回收模块，用于启动垃圾回收模式，在所有页均为无效页的存储块中，选择擦除次数最少的存储快进行擦除回收；

回收块指针管控模块，用于将已擦除的存储块的地址指针存储至空闲块链表中。

本发明在顺序流预取中，基于空间局部性原则，将同一个顺序流的数据存储在同一个块中，从而让同一个块中的页同时或者在临近时间被替换，减少SSD写次数，有效延长SSD寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施例中混合缓存的固态硬盘预取方法的预取架构图；

图2为本发明第一实施例中混合缓存的固态硬盘预取方法的流程图；

图3为本发明第二实施例中混合缓存的固态硬盘预取方法的流程图；

图4为本发明第三实施例中混合缓存的固态硬盘预取方法的流程图；

图5为本发明第四实施例中混合缓存的固态硬盘预取方法的流程图；

图6为本发明第五实施例中混合缓存的固态硬盘SSD的结构示意图；

图7为本发明第六实施例中混合缓存的固态硬盘SSD的结构示意图；