[发明专利]一种存储介质垃圾回收方法、存储介质和程序产品

说明书

提供一种存储介质垃圾回收技术。存储介质例如固态硬盘，所述固态硬盘包括多个块，每个存储拥有回收参数，所述回收参数与所述块中的数据相关，每个块包括多个页：根据所述回收参数从所述多个块中选择一个组块，在该组块中任意两个块的所述回收参数的值的差值不大于预设值；把该组块中的第一有效页和第二有效页中的数据复制到同一个目的块中，以便进行垃圾回收。

技术领域

本发明涉及存储领域，特别涉及存储介质垃圾回收领域。

背景技术

固态硬盘(solid-state drives,SSD)使用闪存(flash)作为存储介质，以其启动快、低噪音以及时延低等优点，日益受到用户的喜爱。并逐渐开始取代磁盘(magneticdisk)成为高端存储设备的主流存储介质。固态硬盘的内部封装中，包括通道、芯片、页(page)和块(Block)组成的结构。其中，每个block由多个页组成。

在SSD中，读写数据的最小单位是页。与传统的磁盘不同的是：SSD无法覆盖写，也就是说已经写了数据的页无法通过覆盖的方式直接写入新的数据；反之，必须先对页进行“擦除”操作以后，才能写入新数据。而SSD中，对数据进行擦除是以block作为基本单位的，无法对单个页进行数据擦除。

在SSD领域，当某个block中存储无效数据的页数量达到阈值时，可以将block中的有效数据复制至其他block、然后对block进行擦除，以便重新利用被无效数据占用的页，这个过程被称为垃圾回收(garbage collection,GC)。垃圾回收可以把被无效数据占用的存储空间重新利用起来，然而对block进行擦除会降低block的寿命，也就是说block的擦除次数是有限的。因此，如何尽量减少垃圾回收的次数，是需要解决的问题。

发明内容

第一方面，提供一种存储介质垃圾回收方法，所述存储介质包括多个存储单元，每个存储单元拥有第一回收参数，所述第一回收参数与所述存储单元中的数据相关，每个存储单元包括多个读写单元，其中：根据所述第一回收参数从所述多个存储单元中选择一组存储单元，在该组存储单元中任意两个存储单元的所述第一回收参数的值差不大于预设值，该组存储单元中的每一个存储单元含有陈旧读写单元，其中，陈旧读写单元是存储有无效数据的读写单元；把该组存储单元中的第一有效读写单元和第二有效读写单元中的数据复制到同一个目的存储单元，其中，所述第一有效读写单元和所述第二有效读写单元分属于该组存储单元中的不同的存储单元，所述目的存储单元包含于所述多个存储单元。存储介质可以是闪存(flash)介质，或者叠瓦式磁记录(SMR)介质。

应用该方案可以在一定程度上：把存储介质中的数据按照存在于介质中的时间长短，汇聚到不同的存储单元。更进一步的，随着该方案被执行的次数越多，汇聚的效果越明显。实现了数据按照“年龄”的分层。

老龄数据所在块被垃圾回收的可能性比较低，因此老龄数据所在块未来被擦除的可能性降低，老龄数据所在的块的寿命得到了保证。而低龄数据所在块往往集中了大量陈旧页，因此被垃圾回收的可能性比较高。并且陈旧页在垃圾回收过程中不需要执行数据迁移，因此对低龄数据所在块进行垃圾回收不需要迁移太多数据，减少了因为大量数据迁移而占用存储设备的运算资源和带宽资源；此外，垃圾回收后陈旧页全部成为空白页，因此对低龄数据所在的块垃圾回收后可以获得较多的可用存储空间。并且，低龄数据和老龄数据分离到到不同的存储单元后，总体上减少了SSD中被垃圾回收的块的数量。需要说明的是，“老龄”和“低龄”只是一个相对的概念，“老龄”数据在存储介质中存在的时间早于“低龄”数据在存储介质中存在的时间。

在第一方面的第一种可能实现方式中，还包括：把该组存储单元中，除所述第一有效读写单元和所述第二有效读写单元外，余下的有效读写单元中的数据复制到该组存储单元之外的存储单元；擦除该组存储单元中所有的数据。

在数据迁移完成后，通过对存储单元进行擦除可以释放出存储介质中的存储空间，以供后续的数据存储。