【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)處理，具體為一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、地址映射系統(tǒng)是固態(tài)硬盤的核心功能之一，主要功能是將主機(jī)邏輯地址空間轉(zhuǎn)換為閃存物理地址空間。地址映射系統(tǒng)通常由ftl閃存轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)，它隱藏了nand閃存的物理特性，使得ssd的使用體驗(yàn)類似于傳統(tǒng)硬盤。ftl閃存轉(zhuǎn)換層進(jìn)行映射管理時(shí)，會(huì)記錄邏輯地址和物理地址之間的映射關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)寫入ssd時(shí)，ftl會(huì)更新映射表。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，ftl通過映射表找到數(shù)據(jù)所在的物理位置。垃圾回收也是ftl的一個(gè)重要功能，它將有效的數(shù)據(jù)移動(dòng)到新的塊中，然后擦除舊塊，以便再次使用。為了防止某些閃存塊因過度寫入而提前失效，ftl會(huì)盡量均衡每個(gè)塊的寫入次數(shù)。頻繁讀取某個(gè)塊可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯(cuò)，ftl需要監(jiān)控并處理這種情況。為了防止異常掉電導(dǎo)致映射表丟失，ftl會(huì)在運(yùn)行過程中定期將映射表寫入閃存。地址映射系統(tǒng)綜合多種功能進(jìn)行靈活管理，實(shí)現(xiàn)了邏輯地址空間到物理地址空間的高效翻譯或映射。
2、目前，傳統(tǒng)固態(tài)硬盤地址映射系統(tǒng)處理大容量數(shù)據(jù)時(shí)，映射表管理較為復(fù)雜，難以維持穩(wěn)定的讀寫速度，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀寫過程中的中斷或錯(cuò)誤，增加數(shù)據(jù)丟失或損壞的風(fēng)險(xiǎn)，另外，將邏輯塊轉(zhuǎn)換為物理塊時(shí)，難以及時(shí)均衡每個(gè)塊的寫入次數(shù)，靈活適用性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，具備深入分析維穩(wěn)能力強(qiáng)、映射管理更及時(shí)有效等優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)固態(tài)硬盤地址映射系統(tǒng)難以維持穩(wěn)定的讀寫速度，靈活適用性差的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊和映射管理模塊；
3、所述數(shù)據(jù)采集模塊由邏輯數(shù)據(jù)單元和物理數(shù)據(jù)單元組成，所述邏輯數(shù)據(jù)單元通過網(wǎng)絡(luò)連接固態(tài)硬盤采集邏輯數(shù)據(jù)集，所述邏輯數(shù)據(jù)集包括所有時(shí)間點(diǎn)的邏輯塊，所述物理數(shù)據(jù)單元通過網(wǎng)絡(luò)連接固態(tài)硬盤采集物理數(shù)據(jù)集，所述物理數(shù)據(jù)集包括所有時(shí)間點(diǎn)的物理塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過網(wǎng)絡(luò)將邏輯數(shù)據(jù)集和物理數(shù)據(jù)集傳輸至地址映射模塊；
4、所述地址映射模塊由轉(zhuǎn)換分析單元、空間分析單元和映射管理單元組成，所述轉(zhuǎn)換分析單元根據(jù)邏輯數(shù)據(jù)集和物理數(shù)據(jù)集，分析固態(tài)硬盤地址映射過程中，將邏輯塊轉(zhuǎn)換為物理塊時(shí)的讀寫速度以及讀寫速度的變化趨勢(shì)，生成對(duì)應(yīng)的波動(dòng)指數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至映射管理單元，所述空間分析單元根據(jù)物理數(shù)據(jù)集，分析每個(gè)物理塊的剩余空間，生成對(duì)應(yīng)的占用率，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至映射管理單元，所述映射管理單元設(shè)置有固定范圍的波動(dòng)閾值，再結(jié)合讀寫速度、波動(dòng)指數(shù)、剩余空間和占用率，判斷固態(tài)硬盤地址映射過程中是否存在轉(zhuǎn)換異常，并輸出對(duì)應(yīng)的管理提示。
5、優(yōu)選的，所述邏輯數(shù)據(jù)集的表達(dá)式為，至分別為第一個(gè)至第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的邏輯塊，邏輯塊包括數(shù)據(jù)容量和邏輯地址，表示獲取單個(gè)邏輯塊的時(shí)間點(diǎn)。
6、優(yōu)選的，所述物理數(shù)據(jù)集的表達(dá)式為，至分別為第一個(gè)至第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的物理塊，物理塊包括數(shù)據(jù)容量和物理地址，表示獲取單個(gè)物理塊的時(shí)間點(diǎn)。
7、優(yōu)選的，所述讀寫速度計(jì)算流程如下：
8、抽取邏輯數(shù)據(jù)集中第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的邏輯塊，并標(biāo)記為；
9、根據(jù)，對(duì)應(yīng)抽取物理數(shù)據(jù)集中第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的物理塊，并標(biāo)記為，其中，的邏輯地址和的物理地址屬于同一映射表；
10、
11、公式中，表示讀寫速度，表示第個(gè)時(shí)間點(diǎn)邏輯塊中的數(shù)據(jù)容量，表示固態(tài)硬盤地址映射過程中，將邏輯塊轉(zhuǎn)換為物理塊的時(shí)長(zhǎng)，表示數(shù)據(jù)容量除以轉(zhuǎn)換時(shí)長(zhǎng)，得到固態(tài)硬盤轉(zhuǎn)換第個(gè)時(shí)間點(diǎn)邏輯塊時(shí)的讀寫速度。
12、優(yōu)選的，所述波動(dòng)指數(shù)計(jì)算流程如下：
13、根據(jù)邏輯數(shù)據(jù)集，將個(gè)時(shí)間點(diǎn)邏輯塊的讀寫速度標(biāo)記為，至分別為第一個(gè)至第個(gè)時(shí)間點(diǎn)物理塊的讀寫速度；
14、
15、公式中，表示波動(dòng)指數(shù)，表示讀寫速度總和除以邏輯塊數(shù)量，得到的平均讀寫速度，表示第個(gè)時(shí)間點(diǎn)物理塊的讀寫速度，表示根據(jù)方差公式，得到的方差值即為波動(dòng)指數(shù)。
16、優(yōu)選的，所述剩余空間計(jì)算流程如下：抽取物理數(shù)據(jù)集中第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的物理塊，并標(biāo)記為，并將中的數(shù)據(jù)容量標(biāo)記為；
17、
18、公式中，表示剩余空間，表示固態(tài)硬盤的總?cè)萘浚硎究側(cè)萘砍晕锢韷K數(shù)量，得到的單個(gè)物理塊容量，表示第個(gè)時(shí)間點(diǎn)物理塊的剩余空間。
19、優(yōu)選的，所述占用率計(jì)算流程如下：
20、根據(jù)物理數(shù)據(jù)集，統(tǒng)計(jì)剩余空間為0的物理塊數(shù)量，并標(biāo)記為；
21、
22、公式中，表示占用率，表示剩余空間的物理塊數(shù)量，表示固態(tài)硬盤中已使用的空間占總空間的百分比，即為固態(tài)硬盤的占用率。
23、優(yōu)選的，所述讀寫速度低于平均讀寫速度時(shí)，表示固態(tài)硬盤地址映射過程中，存在轉(zhuǎn)換異常，標(biāo)記異常邏輯塊并輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)提示。
24、優(yōu)選的，所述波動(dòng)指數(shù)超出波動(dòng)閾值時(shí)，表示固態(tài)硬盤地址映射過程中，存在轉(zhuǎn)換異常，并輸出對(duì)應(yīng)的異常提示。
25、優(yōu)選的，所述固態(tài)硬盤地址映射過程中，將邏輯塊優(yōu)先轉(zhuǎn)換至剩余空間為0的物理塊，所述占用率超出95%時(shí)，表示固態(tài)硬盤空間占用過高，并輸出對(duì)應(yīng)的清理提示。
26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供了一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，具備以下有益效果：
27、1、本專利技術(shù)通過數(shù)據(jù)采集模塊網(wǎng)絡(luò)連接固態(tài)硬盤，獲取所有時(shí)間點(diǎn)的邏輯塊和物理塊，并分類組成邏輯數(shù)據(jù)集和物理數(shù)據(jù)集，地址映射模塊根據(jù)邏輯數(shù)據(jù)集和物理數(shù)據(jù)集，分析固態(tài)硬盤地址映射過程中，將邏輯塊轉(zhuǎn)換為物理塊時(shí)的讀寫速度以及讀寫速度的變化趨勢(shì)，生成對(duì)應(yīng)的波動(dòng)指數(shù)，識(shí)別出固態(tài)硬盤的性能波動(dòng)，從而針對(duì)性的調(diào)整映射策略，深入分析維穩(wěn)能力強(qiáng)。
28、2、本專利技術(shù)通過地址映射模塊根據(jù)物理數(shù)據(jù)集，分析每個(gè)物理塊的剩余空間，生成對(duì)應(yīng)的占用率，占用率越高，表示固態(tài)硬盤需要更多的時(shí)間來處理垃圾回收，以確保有足夠的空間用于新的寫入操作，映射管理單元設(shè)置有固定范圍的波動(dòng)閾值，再結(jié)合讀寫速度、波動(dòng)指數(shù)、剩余空間和占用率，判斷固態(tài)硬盤地址映射過程中是否存在轉(zhuǎn)換異常，讀寫速度低于平均讀寫速度時(shí)，表示固態(tài)硬盤地址映射過程中，存在轉(zhuǎn)換異常，標(biāo)記異常邏輯塊并輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)提示，波動(dòng)指數(shù)超出波動(dòng)閾值時(shí)，表示固態(tài)硬盤地址映射過程中，存在轉(zhuǎn)換異常，并輸出對(duì)應(yīng)的異常提示，固態(tài)硬盤地址映射過程中，將邏輯塊優(yōu)先轉(zhuǎn)換至剩余空間為0的物理塊，占用率超出95%時(shí)，表示固態(tài)硬盤空間占用過高，并輸出對(duì)應(yīng)的清理提示，映射管理更及時(shí)有效。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊和映射管理模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述邏輯數(shù)據(jù)集的表達(dá)式為，至分別為第一個(gè)至第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的邏輯塊，邏輯塊包括數(shù)據(jù)容量和邏輯地址，表示獲取單個(gè)邏輯塊的時(shí)間點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述物理數(shù)據(jù)集的表達(dá)式為，至分別為第一個(gè)至第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的物理塊，物理塊包括數(shù)據(jù)容量和物理地址，表示獲取單個(gè)物理塊的時(shí)間點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述讀寫速度計(jì)算流程如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述波動(dòng)指數(shù)計(jì)算流程如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述剩余空間計(jì)算流程如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述占用率計(jì)算流程如下：根據(jù)物理數(shù)據(jù)集，統(tǒng)計(jì)剩余空間為0的物理塊數(shù)量，并標(biāo)記為；
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1.一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊和映射管理模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述邏輯數(shù)據(jù)集的表達(dá)式為，至分別為第一個(gè)至第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的邏輯塊，邏輯塊包括數(shù)據(jù)容量和邏輯地址，表示獲取單個(gè)邏輯塊的時(shí)間點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述物理數(shù)據(jù)集的表達(dá)式為，至分別為第一個(gè)至第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的物理塊，物理塊包括數(shù)據(jù)容量和物理地址，表示獲取單個(gè)物理塊的時(shí)間點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述讀寫速度計(jì)算流程如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在于：所述波動(dòng)指數(shù)計(jì)算流程如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大容量固態(tài)硬盤的地址映射系統(tǒng)，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃少娃，黃旭彪，郭威成，吳桂冠，劉政宏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳市銓興科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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