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公开(公告)号：CN111708713B
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202010429973.2
申请日：2020-05-20
申请人： 杭州电子科技大学
摘要： 本发明提供一种固态硬盘智能垃圾回收与调度方法。本发明方法通过两级阈值来确定产生GC的类型。将可中断垃圾回收的读写擦除操作与各个通道的读写IO合并管理，充分利用各个通道的空闲时间主动回收可用空间。设置可中断垃圾回收IO队列，利用GC缓冲区来暂存回收受害块的有效页，延迟可中断垃圾回收的有效页写入操作，降低GC对主机IO的影响。对于不可中断GC，受害块的选取采用贪婪策略，选取无效页最多的块，最大化GC效率。对于可中断GC，受害块的选取综合考虑回收效率，数据更新频率和擦除次数，兼顾垃圾回收效率与磨损均衡。本方法能够保证GC的效率的同时，降低GC对主机IO的影响。
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公开(公告)号：CN111352593B
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202010132813.1
申请日：2020-02-29
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F3/06 , G06F12/02 , G06F12/123
摘要： 本发明提供一种区分快写和正常写的固态硬盘数据写入方法。当有数据需要写入时，通过热数据识别窗口将识别出的经常更新的热数据交给快写流程进行处理，以高于正常步进电压的方式快速写入到快写块中，并将快写次数wf增加1，其他冷数据发送给正常写流程进行处理，以正常步进电压的方式写入到正常写块中。采用先进先出(FIFO)策略管理快写队列，周期性触发方式，以固定时间间隔，依据快写策略带来的收益和因数据保留时间到期而重写的开销来动态调整热数据识别阈值；本发明能够提高基于NAND闪存的固态硬盘的性能，同时又能保证有效用户数据的安全性，同时由于快写带来的额外的垃圾回收开销并不会明显增大，因而对固态硬盘的寿命影响也不大。
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公开(公告)号：CN111352593A
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN202010132813.1
申请日：2020-02-29
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F3/06 , G06F12/02 , G06F12/123
摘要： 本发明提供一种区分快写和正常写的固态硬盘数据写入方法。当有数据需要写入时，通过热数据识别窗口将识别出的经常更新的热数据交给快写流程进行处理，以高于正常步进电压的方式快速写入到快写块中，并将快写次数wf增加1，其他冷数据发送给正常写流程进行处理，以正常步进电压的方式写入到正常写块中。采用先进先出(FIFO)策略管理快写队列，周期性触发方式，以固定时间间隔，依据快写策略带来的收益和因数据保留时间到期而重写的开销来动态调整热数据识别阈值；本发明能够提高基于NAND闪存的固态硬盘的性能，同时又能保证有效用户数据的安全性，同时由于快写带来的额外的垃圾回收开销并不会明显增大，因而对固态硬盘的寿命影响也不大。
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公开(公告)号：CN110413537B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN201910675390.5
申请日：2019-07-25
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F12/02
摘要： 本发明公开了一种面向混合固态硬盘的闪存转换层，所述闪存转换层包括一个地址映射缓冲区，所述地址映射缓冲区由全局翻译目录GTD、映射页缓存槽TPCS、热映射缓存表Hot‑CMT和冷映射缓存表Cold‑CMT组成；所述GTD用于记录每个翻译页的实际物理页号，所述TPCS用于当前映射项在缓存中不命中时，缓存当前加载映射项所属的整个映射页，所述Hot‑CMT用于缓存频繁访问的写映射项，所述Cold‑CMT用于缓存读映射项和不频繁访问的写映射项；所述Hot‑CMT和Cold‑CMT记录映射项的逻辑页号LPN、物理页号PPN。本发明解决了利用多种介质构建SSD的闪存转换层设计问题。实现了映射项的统一管理，提升混合SSD的性能、降低其单位容量成本，较好实现质A和介质B之间的磨损均衡，延长混合SSD的使用寿命。
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公开(公告)号：CN112631523A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011601090.1
申请日：2020-12-29
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F3/06
摘要： 本发明属于计算机存储系统设计技术领域，具体涉及用于固态硬盘垃圾回收受害块的选择方法。包括如下步骤：S1，在固态硬盘SSD触发垃圾回收后，遍历所有块，计算每个块的收益B；S2，在所有块的收益B计算完成后，挑选收益B最大的块作为回收块。本发明能够通过将闪存块的未来可写入量折算到现在，避免了擦除次数较少的块因无效页较少不会被选择成VB的弊端；本发明具有能够保证在进行垃圾回收的VB选择时，考虑闪存块的磨损均衡，实现垃圾回收和磨损均衡的相统一，从而提升SSD性能和寿命的特点。
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公开(公告)号：CN112506445B
公开(公告)日：2022-05-20
申请号：CN202011593071.9
申请日：2020-12-29
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F3/06
摘要： 本发明公开了一种同质混合固态硬盘的分区比例自适应调整方法，包括以下步骤：S1，根据SSD中存储的实际数据量N和SSD的实际物理空间Stotal，计算出SSD的空间利用率ρ；S2，统计热数据占总数据量的比例θ，计算出SLC分区比例占实际物理空间的比例β的可调整范围；S3，根据负载访问特性，统计热数据的写次数占总写次数的比例γ，计算出最佳的SLC分区比例；S4，数据写入时，热数据写入到SLC分区，冷数据写入到TLC分区；S5，在SLC区需要新的闪存块时，若当前SLC分区比例β β*，则从SLC分区的取出空闲块，将其配置为TLC模式。该方法能够降低闪存的分区空间利用率，提升固态硬盘的性能。
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公开(公告)号：CN111708713A
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN202010429973.2
申请日：2020-05-20
申请人： 杭州电子科技大学
摘要： 本发明提供一种固态硬盘智能垃圾回收与调度方法。本发明方法通过两级阈值来确定产生GC的类型。将可中断垃圾回收的读写擦除操作与各个通道的读写IO合并管理，充分利用各个通道的空闲时间主动回收可用空间。设置可中断垃圾回收IO队列，利用GC缓冲区来暂存回收受害块的有效页，延迟可中断垃圾回收的有效页写入操作，降低GC对主机IO的影响。对于不可中断GC，受害块的选取采用贪婪策略，选取无效页最多的块，最大化GC效率。对于可中断GC，受害块的选取综合考虑回收效率，数据更新频率和擦除次数，兼顾垃圾回收效率与磨损均衡。本方法能够保证GC的效率的同时，降低GC对主机IO的影响。
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公开(公告)号：CN112506445A
公开(公告)日：2021-03-16
申请号：CN202011593071.9
申请日：2020-12-29
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F3/06
摘要： 本发明公开了一种同质混合固态硬盘的分区比例自适应调整方法，包括以下步骤：S1，根据SSD中存储的实际数据量N和SSD的实际物理空间Stotal，计算出SSD的空间利用率ρ；S2，统计热数据占总数据量的比例θ，计算出SLC分区比例占实际物理空间的比例β的可调整范围；S3，根据负载访问特性，统计热数据的写次数占总写次数的比例γ，计算出最佳的SLC分区比例；S4，数据写入时，热数据写入到SLC分区，冷数据写入到TLC分区；S5，在SLC区需要新的闪存块时，若当前SLC分区比例β β*，则从SLC分区的取出空闲块，将其配置为TLC模式。该方法能够降低闪存的分区空间利用率，提升固态硬盘的性能。
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公开(公告)号：CN110515859A
公开(公告)日：2019-11-29
申请号：CN201910614795.8
申请日：2019-07-09
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F12/02 , G06F12/0882 , G06F12/0895
摘要： 本发明公开了一种固态硬盘读写请求并行处理方法。本发明由地址映射模块、通道分配模块、通道队列模块、待处理队列模块、数据缓冲区和垃圾回收模块六部分组成。在预处理过程中，对于读写请求，计算对应的读写通道，然后发送到通道对应的读写队列；在闪存访问过程中，根据请求到达顺序从各个通道的读写队列中并行调度；对于垃圾回收，采用主动与被动相结合的方式，以减少垃圾回收对固态硬盘读写性能的影响。本发明利用固态硬盘内部的通道级并行结构，以页为单位，通过合理调度以实现数据写入和读出最大化并行，从而极大程度减少请求的平均响应时间，提升系统整体性能。
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公开(公告)号：CN112631523B
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202011601090.1
申请日：2020-12-29
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G06F3/06
摘要： 本发明属于计算机存储系统设计技术领域，具体涉及用于固态硬盘垃圾回收受害块的选择方法。包括如下步骤：S1，在固态硬盘SSD触发垃圾回收后，遍历所有块，计算每个块的收益B；S2，在所有块的收益B计算完成后，挑选收益B最大的块作为回收块。本发明能够通过将闪存块的未来可写入量折算到现在，避免了擦除次数较少的块因无效页较少不会被选择成VB的弊端；本发明具有能够保证在进行垃圾回收的VB选择时，考虑闪存块的磨损均衡，实现垃圾回收和磨损均衡的相统一，从而提升SSD性能和寿命的特点。
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