[发明专利]按照使用来管理基于闪存的存储上的数据放置

说明书

背景技术

近年来数据存储硬件发生改变，使得基于闪存的存储常见得多。诸如硬盘驱动器和光盘驱动器之类的旋转介质日益被不具有移动部件的基于闪存的存储替代，比如固态盘（SSD）驱动器。固态盘是稳健得多的，并且更加不易受对以前的介质有害的许多类型的环境条件的影响。例如，旋转介质特别易受震动的影响，其中震动例如发生在包含旋转介质的移动计算设备掉落时。基于闪存的存储通常还具有快得多的访问时间并且该存储的每个区域都可以以标准的等待时间来访问。旋转介质基于数据被存储在与中央心轴（在那里盘旋转得更快）多么接近而展示出不同的速度特性。另一方面，SSD具有固定的时间量来访问给定的存储器位置，并且不具有传统的查找时间（其是指移动旋转介质的读取头的时间）。

遗憾的是，SSD在它们被读取、写入以及尤其是擦除的程度方面引入了限制。典型的基于闪存的存储仅能一次擦除一个块，尽管块内的非重叠的位可以在任何时候被设置。在典型的计算系统中，操作系统将第一组数据写入到SSD页，并且如果用户或系统修改该数据，则操作系统要么将完整的页或一些数据重写到新位置、要么擦除整个块并重写该页的完整内容。SSD寿命是由块在驱动器的该区域不再能够维持数据完整性（或者至少不能被有效地擦除和重写）以前可被擦除的平均次数确定的。操作系统分别对块的重复擦除和重写仅仅加速了SSD的终结。

已经引入若干技术来帮助SSD持续更长时间。例如，许多驱动器现在在内部执行损耗均衡（wear leveling），其中驱动器的固件以保持每个块被擦除大约相同次数的方式来选择存储数据的位置。这意味着，驱动器将不会因为驱动器的一个区域被过度使用而其他区域未被使用（这可能导致驱动器表现为随时间变得更小或者完全故障）而发生故障。另外，TRIM命令曾被引入到高级技术附连（ATA）标准中，以允许操作系统向SSD通知哪个数据块不再处于使用中，使得SSD可以决定何时擦除。讽刺的是，所有类型的盘驱动器都不知道哪些块处于使用中。这是因为操作系统写入数据并且然后常常仅仅标上标记以指示其在文件系统级上被删除。由于驱动器通常不理解文件系统，因此驱动器不能将正被文件系统使用的块与不再处于使用中的块区分开，其中不再处于使用中的块区因数据已被标记为被文件系统删除。TRIM命令将该信息提供给驱动器。

尽管这些技术是有益的，但是它们仍然依靠驱动器在大多数情况下管理自己，而不提供驱动器与操作系统之间的充分通信以允许在驱动器之外作出的延长驱动器寿命的智能判定。

发明内容

在此描述了存储放置系统，该存储放置系统使用操作系统的关于数据正在计算设备上被如何使用的知识来更有效地与基于闪存的存储设备进行通信并管理该基于闪存的存储设备。损耗均衡是SSD中的一个问题，其专注于热和冷数据标识和放置技术以在延长SSD使用的闪存的寿命和改善性能方面扮演重要角色。不被频繁使用的冷数据可以同热数据簇相区分，并且随后被放置在闪存介质的已损耗区域中，而被频繁使用的热数据可以被保持为可容易地访问的。通过将热数据聚簇在一起而将冷数据聚簇在单独的区段中，系统能够更好地执行损耗均衡并延长闪存介质的有用性。数据在云或其他存储中的储存也可以被用于在将数据合并以写入块以前智能地将数据短时间地保持在某位置。热数据也可以存储得更近，而冷数据可以存储得更远。因此，存储放置系统充分利用操作系统对数据已被及将被如何使用的知识来将数据以有效的方式放置在基于闪存的存储设备中。

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的选择的概念。本发明内容并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

附图说明

图1是示出一个实施例中的存储放置系统的各组件的框图。

图2是示出一个实施例中的存储放置系统将数据写入到基于闪存的存储设备上的所选位置的处理的流程图。

图3是示出一个实施例中的存储放置系统为要在基于闪存的存储设备上写入的数据选择放置位置的处理的流程图。

图4是示出一个实施例中的存储放置系统处理基于闪存的存储驱动器的潜在驱动或位置终结的处理的流程图。

具体实施方式