[发明专利]一种全闪存阵列垃圾回收减少写放大的方法

说明书

本发明公开了一种全闪存阵列垃圾回收减少写放大的方法，包括逻辑卷的写操作与逻辑卷的读操作，包括以下步骤：S1：先计算出数据object的哈希值和逻辑卷的VBN；S2：之后数据object会写入NVDIMM的extent中，object会依次从extent的前段往后写，mPu指向下一个要写的object的位置；S3：objectrecord会依次从extent的后端往前写，mDown指向下一个要写的objectrecord的位置；S4：当mDown减mUp小于4KB+32B的时候，extent就因为已经写满，会启动一个后台线程，将extent中的内容刷写到后端闪存中；本发明使用NVDIMM来做写缓存，可以保证数据在写的过程中，服务器断电数据不会丢失，NVDIMM的逻辑卷会将内存数据继续刷写到后端闪存中，保证了数据的安全完整。

技术领域

本发明涉及闪存存储系统技术领域，更具体地说，涉及一种全闪存阵列垃圾回收减少写放大的方法。

背景技术

随着成本降低和技术进步，闪存越来越多的被企业级数据中心作为存储介质使用，相比传统的磁盘介质，闪存的优势显而易见：速度快，耗电低，省空间。特别在速度方面，闪存具有压倒性的优势。

闪存是电子类介质，其处理数据的写入方式和传统的磁类介质(磁盘或者磁带)的覆盖写不同：新数据写入的区块，必须是空白区块，如果该区块存有旧数据，那么必须先对旧数据进行“擦除”(Erase)。尤其是当写入的数据总量达到闪存提供的所有容量之后，再次写入更新时，就必然会产生“擦除”。

相比于常规的读取和写入操作，擦除有2个特点：

第一，擦除的速度比读写要慢，擦除时间可能是写入时间的10倍以上，基本达到ms级别；

第二，擦除的处理单位要比读写大，读写的处理单元是page，一般4KB大小；擦除的单元是block，多个page组成，一般不少于512KB。如果要写入4KB的数据到某个已存有4KB旧数据的区块，那首先需要擦除其周边512KB的区块空间。

这就是闪存垃圾回收的写放大

闪存写放大是闪存介质与生俱来的特性，无法避免，只能通过介质材料、算法、架构的有优化手段来控制闪存写放大到一定的范围内。

比如：Over-Provisioning方式，通过提供更多的颗粒数量，用于减缓整体闪存寿命的磨损，并实现更为灵活的预防性垃圾回收，缺点就是购买容量40TB的闪存，而实际的物理容量超过67TB，成本高，浪费多。

为此，提出一种全闪存阵列垃圾回收减少写放大的方法。

本发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种全闪存阵列垃圾回收减少写放大的方法，使用NVDIMM来做写缓存，可以保证数据在写的过程中，服务器断电数据不会丢失，在服务上电之后，NVDIMM的逻辑卷会将内存数据继续刷写到后端闪存中，保证了数据的安全完整。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种全闪存阵列垃圾回收减少写放大的方法，包括逻辑卷的写操作与逻辑卷的读操作；

所述逻辑卷的写操作包括以下步骤：

S1：当有写操作的时候，会先计算出数据object的哈希值和逻辑卷的VBN，即逻辑块号并记录；

S2：之后数据object会写入NVDIMM的extent中，object会依次从extent的前段往后写，mPu指向下一个要写的object的位置；