[发明专利]用于具有较细粒度的并行多租户SSD中的数据恢复的系统和方法

说明书

公开了用于促进数据恢复的系统和方法。系统接收将第一页的数据写到非易失性存储器的请求(702)。系统将第一页写到非易失性存储器的第一块组中的第一块，其中，相应组中的块的数量小于超级块中的块的数量(706)。系统由控制器基于第一页生成第一增量奇偶校验页(708)。系统将第一增量奇偶校验页写到第一组的第二块，其中，第二块是下一依次可用的块。系统由控制器将第一增量奇偶校验页存储在控制器的易失性存储器缓冲部中(712)，从而基于具有比超级块的尺寸小的块组尺寸的减小的粒度来增强垃圾收集处理(714)。

发明人：李舒、周平、杜宇

背景

技术领域

本公开总体涉及数据存储领域。具体地，本公开涉及用于具有较细粒度的并行多租户SSD中的数据恢复的系统和方法。

背景技术

因特网和电子商务的激增继续产生大量的数字内容。已经创建了各种存储系统和服务器来访问和存储这种数字内容。存储系统或服务器可以包括易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM))和多个驱动器(例如固态驱动器(SSD))。驱动器可以包括用于持久存储的非易失性存储器(例如，NAND闪存)。服务器中的存储器在存储系统的性能和容量中起关键作用。

在常规SSD中，系统对数据的寿命没有可见性，也没有对哪些数据被更新和以什么频率更新。结果，从主机接收的数据被认为是相等的，在“热”和“冷”数据之间没有区别(即，分别是频繁存取的数据和不频繁存取的数据)。因为热和冷数据可以在读和写操作中混合在一起，所以可能出现垃圾收集的开销。当第一NAND块在垃圾收集期间被回收利用时，系统将有效页从第一NAND块复制到新块中。第一块只有在第一块中的所有有效数据被复制到新块之后才被“擦除”。然而，因为数据以超级块(例如一组128个块)的粒度回收利用块，所以超级块的大的尺寸会导致垃圾收集及NAND闪存的整体组织的效率降低。这会导致高的写放大，由此复制数据消耗的NAND带宽会导致服务质量(QoS)降低和等待时间增加。

一种解决方案是通过数据的存取频率分离数据，并基于存取频率创建分离的流，例如用于热数据和冷数据的分离的流，或在SSD中的分离的多流区域。在垃圾收集期间，第一流中的热页已到期，因为已被写了较新版本，但第二流中的冷页仍有效。因此，此解决方案仍然导致高的写放大，从而为了在垃圾收集期间回收利用超级块，仍然必须拷贝冷有效数据。

此外，此解决方案会导致过度设计，其将影响存储系统的整体性能。例如，如果系统为将来可能的新流保留大量块，则空闲块池变得有限。随后，如果系统经历强烈的随机写操作，则存储系统的性能会遭受效率降低(例如，次优性能)。

因此，尽管SSD中的多流区域可以提供一些益处，但仍存在一些问题，包括写放大高、等待时间增加和效率降低。

发明内容

一个实施方式促进数据恢复。在操作期间，系统接收将第一页的数据写到非易失性存储器的请求。系统将第一页写到所述非易失性存储器的第一块组中的第一块，其中，相应组中的块的数量小于超级块中的块的数量，其中，从相应组的起始块到相应组的最后块每次一页地按照条带来写数据，其中，条带包括物理页，各个物理页对应于非易失性存储器的依次排序的晶片，并且其中，第一块是第一块组中的下一依次可用的块。系统由控制器基于至少第一页生成第一增量奇偶校验页。系统将第一增量奇偶校验页写到第一块组中的第二块，其中，第二块是第一块组中下一依次可用的块。系统由控制器将第一增量奇偶校验页存储在控制器的易失性存储器缓冲部中，从而基于具有比超级块的尺寸小的块组尺寸的减小的粒度来增强垃圾收集处理。

在一些实施方式中，系统接收将第二页的数据写到非易失性存储器的请求。系统确定第一块组已满。系统将第二页写到第二块组中的第三块。响应于确定第二页被写到与第一增量奇偶校验页相关联的位置，系统基于第二页更新第一增量奇偶校验页。系统由控制器将更新后的第一增量奇偶校验页存储在控制器的易失性存储器中。