[发明专利]一种固态硬盘读性能加速方法

说明书

本发明公开了一种固态硬盘读性能加速方法，其特征在于增加无映射检查模块，SSD的前端模块中的命令接收模块负责命令解析和逻辑地址空间提取，完成后将命令提交给无映射检查模块，所述无映射检查模块根据主机提交的读命令的逻辑地址空间判断当前读取的空间是否属于无映射(no‑map)，如果属于则直接发送预先格式化好的数据给主机。通过维护大颗粒度的两级no‑map映射表，对整个命令No‑Map的情形通过SSD前端加速模块直接处理，大大降低了读响应延迟；对于命令内部分No‑Map的情形，通过SSD后端加速模块处理，降低了读响应延迟。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种固态硬盘读性能加速方法。

背景技术

SSD(固态硬盘)已经被广泛应用于各种场合，随着PC的性能要求提升，对于性能影响瓶颈的存储设备的性能优化已经成为业界主要技术攻关点。在目前主流的OED/ODM厂商中，一些测试工具能够模拟客户典型应用场景，对磁盘进行性能测试。在这些测试序列中，其部分特征对于命令响应延迟以及服务时间要求很强，如何进行针对性的优化，是提升产品性能的关键措施。

图1是典型SSD读响应处理流程；主机提交读命令到SSD的前端模块；SSD前端模块将命令分割成映射单元(典型如4KB),提交到读写缓冲区管理模块；读写缓冲区管理模块从缓存Memory中(典型如DRAM)分配空间，后再提交操作请求到映射表管理模块中；映射表管理模块负责把逻辑地址转换成NAND物理地址，后再提交操作请求到后端模块，后端模块根据物理地址发起对NAND读请求，并等待NAND操作请求完成，此时数据已经加载到预先分配的Memory中，控制操作请求依次返回上层模块。前端模块接收到完成的控制操作请求后，构建数据传输命令，实际发起对主机的数据传输。从上面整个流程来看，从SSD接收到主机命令，到真正发起数据传输，中间需要经过众多环节，命令的响应延迟以及服务时间很大。

对于磁盘数据来说，存在一种特殊的数据，其代表对应的逻辑空间实际上不存在有效数据：出厂后从来没有写入数据或者主机通过特殊的命令废弃了其中数据，我们称此种数据为no-map数据(无映射数据)。对于此类型的数据，只需返回协议规定的特定数据即可(例如全0)。如表1所示，为一个SSD跑性能测试项时的读命令统计信息，测试了HDD1～HDD8共8个固态硬盘，并统计了所有的读命令数量及读命令为no-map数据的no-map读命令数量。我们可以看到在各个分项测试中，no-map数据的命令数占比很大。因此对于此类型的命令，如果全部走正常路径，由于信息传递深度，以及DRAM效率的问题，导致性能受到制约，进而影响了整体测试项得分。

表1：