[发明专利]一种闪存顺序写入时的优化方法

说明书

技术领域

本发明属于在与非闪存存储器或体系结构内顺序写入时的存储管理技术领域。

背景技术

与非闪存存储器（NAND Flash）是非易失性存储器，此类存储器的存储空间由块构成，每个块又被划分为若干固定大小的页，其中，块是擦写操作的最小单元，页是读写操作的最小单元。

由于闪存存储器的硬件特性，决定了闪存的更新操作有其自身固有的特点，也就是在对数据进行更新前需要先进行擦写操作，然后才能够将新数据写入。然而如前所述，擦写操作的单位是块，读写操作的单元是页，且页远小于块。由于擦写操作的操作对象，即块，远大于读写操作的最小单元，为了避免低效的块擦除，通过构建闪存映射层，把需要更新的新数据写入空闲的存储单元中，并在内存中的闪存地址映射表中记录数据存储的变化，这就是所谓的非本地更新方法（OUT-place Update）。

非本地更新的方法避免了更新时整块数据的读出写入，从而减少数据复制和块擦写次数，提高系统的整体性能。闪存地址映射依赖于闪存非本地更新存储管理，涉及地址映射和垃圾回收机制。

其中，根据地址映射粒度的不同，可以将地址映射方法分成三种：页映射（Page Mapping）、块映射（Blocking Mapping）和混合映射（Hybrid Mapping）。页映射是以页为单位进行地址映射，在内存中保存基于页的映射表，每一个逻辑页都有一项与之对应的物理页，页映射方法具有灵活性高的优点，但由于需要为每个逻辑页面建立地址映射表项，致使其实现需要比较大的内存开销，进一步会增加垃圾回收的难度。块映射则是以块为单位进行地址映射，逻辑块内的地址偏移与物理块内偏移保持一致。相应地，该方法的实现依赖于在内存建立的块映射表，显然，较之页映射表，由于映射表项大大降低，从而所需占用的内存空间会大大降低，受闪存容量增大的影响小，换言之，对闪存容量增大的制约小。然而，其缺点同样明显，就是在处理小数据更新上性能较差，一小块数据的更新会引起对整个块内容的复制。

综合页映射与块映射的优缺点产生混合映射机制，其基本原理是首先以块映射方法建立逻辑块和物理块的映射关系，同时对块内数据采用页映射的方法进行组织。从而使得内存空间的占用量小，同时也满足对小数据更新比块映射更加灵活，且代价小。

综上所述，页映射灵活性在面对大量数据顺序写入时变得没有意义，反而要浪费大量内存空间存储页映射表。所以大量数据顺序写入时，混合映射的效率也远小于块映射，但是如何判断顺序写入是难点。

公知的，每个数据块根据访问模式不同分为顺序写和随机写。访问模式主要是根据过去的数据存储访问进行判断，如果对某一逻辑地址在短时间内进行了多次更新，认为系统对该地址进行的是随机写。通常访问模式的判断是通过内存中的双链表来实现的，在内存中构建两定长的地址链表，一个是顺序链表，另一个是随机链表。顺序链表中保存最近顺序写的数据块，而随机链表中保存最近进行随机写的数据组。两链表都根据最后一次访问时间进行排序，将链表分为最近最少访问端（LRU）和最近最多访问端（MRU），在每次进行更新操作时，完成对访问模式的判断，相对而言所消耗的资源多，速度慢。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够灵活的面对数据量匹配存储管理的闪存顺序写入时的优化方法。

为了实现本发明的发明目的，所采用以下技术方案为：

一种闪存顺序写入时的优化方法，应用于与非闪存组织结构下，包括以下步骤：

A．在目标与非闪存上，当待更新的目标块非空时，如果有从第0页更新该目标块的数据，分配一个空块，并将数据从第0页开始写入该空块，同时建立一临时地址映射表，以关联目标块与空块并含有当前顺序写入到空块第几页的表项；

B．顺序写入所述数据，相应更新所述当前顺序写入到空块第几页的表项；

C．若顺序写入停止，且空块写满，转步骤D1，反之若顺序写入停止且空块未满，转步骤D2；

D1. 依据临时地址映射表的内容及数据实际写入的块更新块地址映射表，并删除临时地址映射表；

D2.依据临时地址映射表的内容建立数据实际写入的块的页映射表，更新块地址映射表，并删除临时地址映射表。