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[發明專利]一種優化固態硬盤緩存管理方法在審

專利信息
申請號: 201811336073.2 申請日: 2018-11-10
公開(公告)號: CN109446113A 公開(公告)日: 2019-03-08
發明(設計)人: 不公告發明人 申請(專利權)人: 蘇州韋科韜信息技術有限公司
主分類號: G06F12/0871 分類號: G06F12/0871
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 215500 江蘇省蘇州市常熟市高*** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關鍵詞: 緩存管理單元 邏輯鏈 分配 固態硬盤 緩存管理 索引 管理單元 子緩存 表頭 移除 優化 回收 申請
【權利要求書】:

1.一種固態硬盤緩存管理方法,其特征在于將固態硬盤緩存按8KB為單位劃分為多個管理單元,每個管理單元分為2個4KB單位的子緩存管理單元,并設置分配數記錄每個管理單元已經被分配的數目,外部模塊以4KB為單位向緩存管理模塊申請緩存,按申請順序只管理單元的分配數為2時才從新的管理單元中分配新的子緩存管理單元。

2.根據權利要求1所述的固態硬盤緩存管理方法,其特征在于通過邏輯鏈表的索引,將連續的2個索引值作為一個緩存管理單元,每個緩存管理單元每分配一個子緩存管理單元,分配數加1,當分配數為2時,將該緩存管理單元從邏輯鏈表中移除。

3.根據權利要求1所述的固態硬盤緩存管理方法,其特征在于當已分配使用的緩存管理單元的兩個子緩存管理單元都被回收時,將該緩存管理單元掛到邏輯鏈表尾部。

4.根據權利要求2所述的固態硬盤緩存管理方法,其特征在于每次申請緩存管理單元時都從邏輯鏈表的表頭開始分配緩存管理單元。

5.根據權利要求1至4任意一項所述的固態硬盤緩存管理方法,其特征在于在SSD控制器與SSD緩存管理模塊中增加拼接模塊,所述拼接模塊將主機下發的讀命令或寫命令的緩存塊中連續的緩存塊拼接為8K大小的數據包,并通過數據包描述符表描述拼接的信息,所述SSD控制器的DMA根據描述符表描述的信息控制讀或寫的數據傳輸;所述拼接模塊緩存塊上一個緩存信息,至少包括上一個緩存塊的塊起始地址start_addr、塊尾地址end_addr是否有效標志is_valid;所述拼接模塊緩存接收到一個新緩存塊,將新緩存塊的塊起始地址start_addr與上一個緩存塊的塊尾地址end_addr進行比較判斷是否連續,如果連續則將上一個緩存塊和新緩存塊進行拼接,拼接為8K大小的數據包,并對應更新數據包描述符表數據;所述拼接模塊至少維護以下信息:緩存塊的塊起始地址start_addr、塊尾地址end_addr和是否有效標志is_valid;提交到數據包隊列的緩存塊地址首先送入到所述拼接模塊,判斷is_valid是否被置起,如果沒有置起則置起is_valid,并置

tart_addr為新緩存塊的起始地址,置end_addr為新緩存塊的末尾地址并結束本次拼接;如果is_valid已經置起則判斷end_addr是否等于新緩存塊的起始地址,如果不等于則說明拼接模塊之前緩存的緩存與新來的緩存塊不連續,則把之前緩存的緩存形成數據包描述符表刷到SSD控制器的數據包隊列,再把新來的緩存塊緩存下來,即置

start_addr為新緩存塊的起始地址,置end_addr為新緩存塊的末尾地址并結束流程;如果end_addr等于新緩存塊的起始地址則將新緩存塊與之前緩存的緩存拼接起來,即置end_addr為新緩存塊的末尾地址;如果拼接后的緩存沒有超過8KB則結束本次拼接,否則切割出8KB形成DataFIS描述符表刷到SSD控制器的數據包隊列并記錄剩余緩存;如果新緩存塊不是命令的最后一段緩存則結束拼接,否則將拼接模塊中剩余的緩存形成數據包描述符表刷到SSD控制器的數據包隊列,清除is_valid標志并結束拼接;SSD在空閑時重置緩存管理模塊,重置換存管理模塊將邏輯鏈表中相鄰的緩存塊的索引值對應的物理緩存整理為連續狀態。

6.一種固態硬盤,其特征在于將固態硬盤緩存按8KB為單位劃分為多個管理單元,每個管理單元分為2個4KB單位的子緩存管理單元,并設置分配數記錄每個管理單元已經被分配的數目,外部模塊以4KB為單位向緩存管理模塊申請緩存,按申請順序只有管理單元的分配數為2時才從新的管理單元中分配新的子緩存管理單元。

7.根據權利要求6所述的固態硬盤,其特征在于通過邏輯鏈表的索引,將連續的2個索引值作為一個緩存管理單元,每個緩存管理單元每分配一個子緩存管理單元,分配數加,當分配數為2時,將該緩存管理單元從邏輯鏈表中移除。

8.根據權利要求6所述的固態硬盤,其特征在于當已分配使用的緩存管理單元的兩個子緩存管理單元都被回收時,將該緩存管理單元掛到邏輯鏈表尾部。

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