用于存储器的管理方法和控制系统与流程

本申请涉及存储器领域，并且更具体地涉及一种用于存储器的管理方法和控制系统。

背景技术：

1、固态硬盘(ssd，solid state drive)是由控制器和存储芯片阵列组成的非挥发性数据存储装置。固态硬盘的接口可以兼容以磁盘作为存储介质的传统硬盘，与传统硬盘相比具有体积小、质量轻、功耗低、无机械噪声、读写速度快等优点，因此，目前已经广泛地用于替代传统硬盘，例如应用于笔记本电脑、工控、视频监控、网络监控、网络终端、导航设备等诸多领域。

2、固态硬盘由于使用闪存芯片作为存储介质，因此需要定期不定期进行垃圾回收，所述垃圾回收就是将闪存芯片上的存储块(block)的有效数据读出来，重写到其他存储块中，然后将相应存储块上的数据擦除，这样就可得到新的可用的存储块。

3、相关技术中，为了避免影响主机对于固态硬盘的读写性能，固定硬盘通常会选择在主机低负载状态下进行垃圾回收，具体而言，固态硬盘将主机对于固态硬盘的读写性能与一设定阈值比对，当读写性能已经低于该设定阈值时，则认为主机已进入低负载状态，固态硬盘由此开始垃圾回收。但是这种判断方法至少在以下四种场景并不准确：

4、1)满盘状态下，固态硬盘空闲空间较少，固态硬盘加大垃圾回收，造成主机对于固态硬盘的写性能变得特别小；

5、2)某些恶劣环境，(比如高温环境或差低温环境)，主机对于固态硬盘的读和写性能都特别小；

6、3)在某些场景下(比如固件需要做磨损均衡)，固态硬盘加大垃圾回收，造成主机对于固态硬盘的写性能变得特别小。

7、4)个别存储块质量很差，当主机读到这个块时，会产生很多异常处理流程，造成主机对于固态硬盘的读性能特别小。

8、这四种情况都可能导致对主机低负载状态判断有误。如果主机不是低负载状态，但是固态硬盘却按照判断为低负载状态并由此执行垃圾回收，则将导致主机对于固态硬盘的读写性能变得更差。这种变差在固态硬盘未达到满盘(满盘是指固态硬盘中的存储介质的使用率达到占95％及以上)对用户体验可能影响不大，但是在硬盘达到满盘时，这种变差会导致用户体验变得槽糕。

9、基于此，需要一种更准确的判断方式来确定主机低负载状态。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提供一种存储器的管理方法和存储器，以解决上述问题。

2、根据本公开的第一方面，提供一种用于存储器的管理方法，所述存储器包括控制系统和存储介质，所述管理方法由所述控制系统执行，包括：

3、对于第一时间窗口内的多个时间段，统计所述控制系统在每个时间段内要处理的平均数据量；

4、将所述多个时间段对应的多个平均数据量分别与第一设定阈值比较，如果每个平均数据量都小于第一设定阈值，则对所述存储介质进行垃圾回收。

5、在一些实施例中，还包括：如果所述多个平均数据量中的至少一个大于或者等于所述第一设定阈值，则在所述第一时间窗口之后的第二时间窗口内重复所述管理方法。

6、在一些实施例中，所述第一时间窗口被平均分成所述多个时间段。

7、在一些实施例中，还包括：将执行垃圾回收获得的新物理块切换为 slc cache模式。

8、在一些实施例中，所述管理方法还包括：关掉正被写入的物理块，以便于所述控制系统切换到slc cache模式的其他物理块上进行写操作。

9、在一些实施例中，所述管理方法只在以下条件满足时执行：所述存储介质的使用率大于或等于第二设定阈值。

10、在一些实施例中，所述存储器为固态硬盘，所述存储介质为闪存芯片。

11、根据本公开的第二方面，提供一种存储器的控制系统，所述存储器包括控制系统和存储介质，包括：

12、接口单元，用于从主机接收命令；

13、处理器；

14、固件，包括由处理器执行的计算机指令；

15、处理器，用于执行所述计算机指令，以完成以下操作：

16、对于第一时间窗口内的多个时间段，统计所述控制系统在每个时间段内要处理的平均数据量；

17、将与所述多个时间段对应的多个平均数据量分别与第一设定阈值比较，如果每个平均数据量都小于第一设定阈值，则对所述存储介质进行垃圾回收。

18、在一些实施例中，所述固件存储的计算机指令还包括：在所述进行垃圾回收之后，指示将对应物理块切换为slc cache模式。

19、根据本公开的第三方面，提供一种固态硬盘，包括上面所述的存储器控制器和用作存储介质的闪存芯片。

20、本实施例的存储器的管理方法和控制系统对主机低负载状态的判断更加准确，由此能在正确时间进行垃圾回收，以最大程度上避免由于选择不适当的时间进行垃圾回收影响到主机性能的问题。

技术特征：

1.一种用于存储器的管理方法，所述存储器包括控制系统和存储介质，所述管理方法由所述控制系统执行，包括：

2.根据权利要求1所述的管理方法，还包括：如果所述多个平均数据量中的至少一个大于或者等于所述第一设定阈值，则在所述第一时间窗口之后的第二时间窗口内重复所述管理方法。

3.根据权利要求1所述的管理方法，其中，所述第一时间窗口被平均分成所述多个时间段。

4.根据权利要求1所述的管理方法，还包括：将执行垃圾回收获得的新物理块切换为slc cache模式。

5.根据权利要求4所述的管理方法，所述管理方法还包括：关掉正被写入的物理块，以便于所述控制系统切换到slc cache模式的其他物理块上进行写操作。

6.根据权利要求1所述的管理方法，所述管理方法只在以下条件满足时执行：所述存储介质的使用率大于或等于第二设定阈值。

7.根据权利要求1所述的管理方法，其中，所述存储器为固态硬盘，所述存储介质为闪存芯片。

8.一种存储器的控制系统，所述存储器包括控制系统和存储介质，包括：

9.根据权利要求8所述的控制系统，所述固件存储的计算机指令还包括：在所述进行垃圾回收之后，指示将对应物理块切换为slc cache模式。

10.一种固态硬盘，包括如权利要求8或9所述的存储器控制器和用作存储介质的闪存芯片。

技术总结
本发明公开一种用于存储器的管理方法和控制系统。该管理方法包括：对于第一时间窗口内的多个时间段，统计控制系统在每个时间段内要处理的平均数据量；将多个时间段对应的多个平均数据量分别与第一设定阈值比较，如果每个平均数据量都小于第一设定阈值，则对存储介质进行垃圾回收。本实施例的存储器的管理方法和控制系统对主机低负载状态的判断更加准确，由此能在正确时间进行垃圾回收，以最大程度上避免由于选择不适当的时间进行垃圾回收影响到主机性能的问题。

技术研发人员：沈佳奇,陈正亮,王琛銮,蔡全,蔡勤世
受保护的技术使用者：联芸科技（杭州）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13