[发明专利]缓存管理方法、固态硬盘控制器及固态硬盘

说明书

本申请实施例涉及固态硬盘应用领域，公开了一种缓存管理方法、固态硬盘控制器及固态硬盘，固态硬盘包括缓存空间，缓存空间包括一脏数据块链表，该方法包括：获取写命令，生成第一脏数据块，用于记录写命令数据信息；若第一脏数据块与脏数据块链表中的第二脏数据块存在地址范围冲突，将第二脏数据块中的冲突区域的数据标记为无效，并将第一脏数据块插入脏数据块链表。通过在第一脏数据块与脏数据块链表中的第二脏数据块存在地址范围冲突的时候，将第二脏数据块中的冲突区域的数据标记为无效，并将第一脏数据块插入脏数据块链表，本申请能够将缓存插入和数据更新分离，实现缓存快速插入，减小了写冲突场景下的命令时延，提高固态硬盘的系统性能。

技术领域

本申请涉及固态硬盘应用领域，特别是涉及一种缓存管理方法、固态硬盘控制器及固态硬盘。

背景技术

固态硬盘(Solid State Drives，SSD)，是采用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，固态硬盘包括控制单元和存储单元(FLASH存储芯片或DRAM存储芯片)。目前固态硬盘系统中有相当部分是存在动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)的，所以SSD有较大的数据缓存空间用来缓存数据。

目前在企业级SSD(Solid State Drive，固态硬盘)中大多使用回写模式(Write-Back模式)，以减少时延来提高性能。盘内把一部分DRAM空间作为缓存空间缓存数据，缓存管理记录着这部分数据的地址范围和状态。一般来说主机下发写命令后，当盘片接收完主机写的数据后，将其插入到缓存中，然后上报主机完成。由于缓存空间有大小限制和掉电易失性的特点，缓存数据在满足一定条件后需要由后台下刷到NAND中进行持久化。数据下刷完成后缓存才能被释放。

当写数据的地址范围有重叠时，就产生写冲突，新缓存会部分或完全替换旧缓存。当新缓存进行部分替换时，一般需要把更新的数据拷贝到旧缓存空间里。当完全替换时，新缓存可以旧缓存删除后插入。但是旧缓存数据正处于下刷过程中时，就无法立刻更新，否则有数据不一致的风险。在下刷完成后新缓存才能插入。写命令在解决冲突过程中的数据拷贝或下刷等待会增大命令的处理时延，降低了主机业务处理能力。

发明内容

本申请实施例提供一种缓存管理方法、固态硬盘控制器及固态硬盘，其解决了现有固态硬盘存在的写冲突场景下的业务处理时间长的技术问题，实现减少写冲突场景下的命令时延，提高固态硬盘的系统性能。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供以下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种缓存管理方法，应用于固态硬盘，所述固态硬盘包括缓存空间，所述缓存空间包括一脏数据块链表，所述方法包括：

获取写命令，生成第一脏数据块，用于记录写命令数据信息；

若所述第一脏数据块与所述脏数据块链表中的第二脏数据块存在地址范围冲突，将所述第二脏数据块中的冲突区域的数据标记为无效，并将所述第一脏数据块插入所述脏数据块链表。

在一些实施例中，所述方法还包括：

若所述第一脏数据块与所述脏数据块链表中的第二脏数据块存在地址范围冲突，进一步判断第二脏数据块的冲突区域的数据是否处于下刷状态；

若是，则将所述第一脏数据块插入所述脏数据块链表，并在第二脏数据块的冲突区域的数据下刷完成之后，更新所述第一脏数据块和所述第二脏数据块的数据状态；

若否，则将所述第二脏数据块中的冲突区域的数据标记为无效，并将所述第一脏数据块插入所述脏数据块链表。

在一些实施例中，所述方法还包括：

若第二脏数据块的冲突区域的数据处于下刷状态，进一步判断冲突区域的数据是否与所述脏数据块链表中的第三脏数据块的冲突区域的数据相同；