【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種ssd強制回收方法和系統、裝置，屬于ssd回收。
技術介紹
1、隨著互聯網技術的飛速發展，人類社會已經步入了一個數據量呈指數級爆炸增長的大數據時代。大數據時代的到來更加需要存儲技術的支撐，各種各樣的大數據應用對存儲系統的各方面性能和可靠性提出了更大的挑戰。在這樣的背景下，基于nand?flash的固態硬盤（ssd）因其具有更高的可靠性、更好的性能以及更低的能耗等特點，逐漸成為了存儲領域的發展熱點。
2、然而，nand?flash具有“先擦后寫”的特性，這意味著在數據的寫入過程中，要想重復使用閃存塊，必須啟動垃圾回收（gc）機制。垃圾回收旨在回收固態盤中閃存塊的無效頁，以便重復使用這些閃存塊，它是保證固態盤可以正常運行的重要功能，同時也是影響固態盤性能的重要因素。
3、根據垃圾回收的觸發方式，我們可以將其分為正常回收和強制回收兩種。正常回收的觸發條件是當可用于寫入的閃存塊的數量低于一定閾值時，系統會自動啟動垃圾回收來釋放空間。而強制回收的觸發條件則更為復雜，它可能包括數據保質期到期、讀干擾、磨損均衡需求以及讀/寫錯誤處理等多種情況。這些情況下，系統需要立即啟動垃圾回收來處理特定類型的閃存塊，以保證數據的完整性和系統的穩定性。
4、然而，傳統的垃圾回收處理方案往往將正常回收和強制回收共用一套處理流程，對ssd的性能影響則依靠寫仲裁進行調整。這種方案下，強制回收對于性能的影響可能非常大，因為它需要在短時間內處理大量的閃存塊，這可能會導致io性能的顯著下降。鑒于此，研究如何降低強制回
技術實現思路
1、本專利技術目的是提供了一種ssd強制回收方法和系統、裝置，實現對io性能影響的可控，提高ssd的整體性能和穩定性。
2、本專利技術為實現上述目的，通過以下技術方案實現：
3、所述方法包括：
4、根據強制事件類型，為需要強制回收的閃存塊建立閃存塊管理池和強制回收任務；
5、閃存塊管理池中有閃存塊進入時，觸發對應池的強制回收任務；
6、針對不同類型強制回收任務，限制處理速度，均衡處理完成強制回收任務。
7、優選的，所述強制事件類型包括數據保質期、讀干擾、磨損均衡以及讀/寫錯誤處理，并為每種強制事件類型分別建立對應的閃存塊管理池和強制回收任務。
8、優選的，強制回收任務處理過程如下：
9、閃存塊管理池中有閃存塊進入時，觸發對應池的強制回收任務，并在回收完池中閃存塊且在設定時間內沒有新的閃存塊進入該池時，主動關掉該池對應的強制回收任務；
10、強制回收任務回收完對應池的閃存塊后，如果該任務使用的目標閃存塊還沒有寫滿，則從其他閃存塊中獲取待回收閃存塊進行處理，直至當前目標閃存塊寫滿后任務釋放，未回收完的源閃存塊放回到對應池的頭部，交回對應池的任務進行處理。
11、優選的，針對不同類型強制回收任務，限制處理速度具體包括：對數據保質期引起的強制回收任務設定回收速度下限，以回收速度下限執行強制回收任務；
12、對讀干擾引起的強制回收任務根據測試需求設定對io性能影響的百分比上限計算回收速度；
13、對磨損均衡和讀/寫錯誤處理引起的強制回收任務以測試要求可以接受的最大帶寬損失計算回收速度。
14、優選的，對于數據保質期引起的強制回收的回收速度計算公式如下：
15、，
16、其中，表示數據保質期引起的強制回收每秒可以完成多少筆寫，表示極端數據保質期風暴情況下需要回收的閃存塊的數量，表示每個閃存塊包含的字線數量，表示數據保質期觸發閾值到數據真正到期預留的時間。
17、優選的，讀干擾引起的強制回收的回收速度計算公式如下：
18、，
19、其中，表示干擾引起的強制回收每秒可以完成多少筆寫，為可調參數，取值范圍為0~1之間的小數，表示客戶要求可以損失的帶寬，表示完成一筆寫的耗時，表示1個字線中包含的有效數據幀個數。
20、優選的，所述磨損均衡以及讀/寫錯誤處理回收速度計算公式如下：
21、
22、其中，表示磨損均衡以及讀/寫錯誤處理引起的強制回收每秒可以完成多少筆寫，表示客戶要求最大帶寬損失，表示1個字線中包含的有效數據幀個數。
23、優選的。所述方法還會均衡處理強制回收的任務，對強制回收任務發送的寫任務先做掛鏈處理，不同任務掛到不同的鏈上，采用后臺對鏈輪詢的方式，在一定時間內將掛鏈消息均勻發出。
24、一種ssd強制回收系統，包括：
25、強制閃存塊管理器：被配置為管理需要強制回收閃存塊的入池、出池；
26、強制回收任務管理器：被配置為管理強制回收任務的觸發、運行及完成；
27、強制回收限速器：被配置為限定強制回收的回收速度；
28、強制回收均衡處理器：被配置為均衡發送強制回收的寫入任務。
29、一種ssd強制回收裝置，包括處理器和存儲有程序指令的存儲器，所述處理器被配置為在運行所述程序指令時，執行所述的ssd強制回收方法。
30、本專利技術的優點在于：本專利技術的強制回收方法獨立于正常回收單獨運行。傳統方案中，正常回收和強制回收共用一套處理流程，導致強制回收對ssd的性能產生較大影響。而本專利技術通過為強制回收設立獨立的處理流程，有效降低了強制回收對io性能的影響。
31、根據強制事件類型（如數據保質期、讀干擾、磨損均衡、讀/寫錯誤處理等），本專利技術為需要強制回收的閃存塊建立不同的閃存塊管理池和強制回收任務。這種分類管理的方式使得不同類型的強制回收任務可以得到更有針對性的處理，從而提高了處理效率。
32、針對不同類型強制回收任務，本專利技術實施限速處理。根據不同強制事件類型對io性能影響的要求，對不同類型強制回收任務分別設定合理的處理速度。這種限速處理策略既保證了強制回收任務的順利完成，又避免了因處理速度過快而導致的性能波動。
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1.一種SSD強制回收方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的SSD強制回收方法，其特征在于，所述強制事件類型包括數據保質期、讀干擾、磨損均衡以及讀/寫錯誤處理，并為每種強制事件類型分別建立對應的閃存塊管理池和強制回收任務。
3.根據權利要求1所述的SSD強制回收方法，其特征在于，強制回收任務處理過程如下：
4.根據權利要求1所述的SSD強制回收方法，其特征在于，針對不同類型強制回收任務，限制處理速度具體包括：
5.根據權利要求4所述的SSD強制回收方法，其特征在于，對于數據保質期引起的強制回收的回收速度計算公式如下：
6.根據權利要求4所述的SSD強制回收方法，其特征在于，讀干擾引起的強制回收的回收速度計算公式如下：
7.根據權利要求4所述的SSD強制回收方法，其特征在于，所述磨損均衡以及讀/寫錯誤處理回收速度計算公式如下：
8.根據權利要求4所述的SSD強制回收方法，其特征在于，所述方法還會均衡處理強制回收的任務，對強制回收任務發送的寫任務先做掛鏈處理，不同任務掛到不同的鏈上，采用后
9.一種使用權利要求1-8任一所述方法的SSD強制回收系統，其特征在于，包括：
10.一種SSD強制回收裝置，包括處理器和存儲有程序指令的存儲器，其特征在于，所述處理器被配置為在運行所述程序指令時，執行如權利要求1-8任一所述的SSD強制回收方法。
...【技術特征摘要】
1.一種ssd強制回收方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的ssd強制回收方法，其特征在于，所述強制事件類型包括數據保質期、讀干擾、磨損均衡以及讀/寫錯誤處理，并為每種強制事件類型分別建立對應的閃存塊管理池和強制回收任務。
3.根據權利要求1所述的ssd強制回收方法，其特征在于，強制回收任務處理過程如下：
4.根據權利要求1所述的ssd強制回收方法，其特征在于，針對不同類型強制回收任務，限制處理速度具體包括：
5.根據權利要求4所述的ssd強制回收方法，其特征在于，對于數據保質期引起的強制回收的回收速度計算公式如下：
6.根據權利要求4所述的ssd強制回收方法，其特征在于，讀干擾引...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫大朋，付鳳之，高美洲，
申請(專利權)人：山東華芯半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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