一種數(shù)據(jù)讀寫方法及存儲設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明實施例涉及計算機技術領域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)讀寫方法及存儲設備。
【背景技術】
[0002] 隨著計算機技術的不斷發(fā)展，輸入輸出（Input Output, 10)已成為整個計算機系 統(tǒng)性能提升的瓶頸，傳統(tǒng)的硬盤受限于其機械式的物理設計結構，IO性能提升已達到極限， 新型存儲介質的引入是未來的趨勢。目前，作為機械式硬盤的一種補充和替代，固態(tài)硬盤已 經在計算機領域取得了較為廣泛的應用。
[0003] 固態(tài)硬盤一般采用閃存（Flash)作為存儲介質，由于材料本身的特性，固態(tài)硬盤與 機械式硬盤相比有著明顯的差異。Flash介質以頁為最小的寫入單位，通常為4kb或8kb， 而現(xiàn)有操作系統(tǒng)讀寫數(shù)據(jù)都是按照機械硬盤的扇區(qū)進行的，通常為512Byte，而且Flash以 塊為最小擦除單位，一個塊通常包括32、64或128個頁，在數(shù)據(jù)更新時，未擦除就無法寫入。 因此，在引入固態(tài)硬盤作為存儲介質時，為了能夠更好的兼容現(xiàn)有的操作系統(tǒng)，閃存控制器 中通常需要一個閃存轉換層（Flash translation layer, FTL)，F(xiàn)TL中維護了一個映射表， 實現(xiàn)邏輯塊地址（Logical Block Address, LBA)到物理塊地址（Physical Block Address, PBA)的轉換，這樣，操作系統(tǒng)就可以像原來一樣直接操作邏輯塊地址LBA，從而實現(xiàn)了對閃 存介質的訪問。
[0004] 我們知道一個閃存的物理塊地址通常由三部分組成：Bank地址、塊地址和頁地 址。一個Bank內有很多個塊，不同的Bank中的數(shù)據(jù)訪問在設備上使用的是不同的數(shù)據(jù)傳 輸通路，數(shù)據(jù)傳輸是并行的，相互之間不影響，而在同一個Bank內的數(shù)據(jù)訪問則是串行的。 系統(tǒng)軟件的很多10操作都是對一段地址連續(xù)數(shù)據(jù)的訪問，這些數(shù)據(jù)所對應連續(xù)閃存頁面 通常是物理上的同一個Bank，因此，數(shù)據(jù)的訪問在硬件上是串行的?，F(xiàn)有技術中，例如在閃 存中寫入一段地址連續(xù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分布會如圖6所示，即一段地址連續(xù)的數(shù)據(jù)會寫入到閃 存中同一個Bank的同一塊中，也就是說，這種方式沒有充分利用閃存Bank的并行特性，增 加了閃存訪問的讀寫延遲。
[0005] 另外，雖然FTL使得閃存設備能夠很好的兼容現(xiàn)有的操作系統(tǒng)，但是也存在很多 問題，比如FTL地址映射成為閃存訪問性能提升的瓶頸，此外，F(xiàn)TL的引入使得文件系統(tǒng)和 閃存設備之間存在"雙重地址映射"開銷，增加了系統(tǒng)對于元數(shù)據(jù)的管理和存儲開銷。因此， 有必要提供一種新的方法解決上述問題。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明實施例提供了一種數(shù)據(jù)讀寫方法及存儲設備，能夠提高10性能，降低數(shù)據(jù) 讀寫延遲，且能夠避免雙重映射的開銷。
[0007] 本發(fā)明實施例第一方面提供了一種數(shù)據(jù)讀寫方法，所述數(shù)據(jù)讀寫方法應用于存儲 設備中，所述存儲設備包括控制器和存儲器，所述方法包括：
[0008] 所述控制器獲取所述存儲器中的任意一個數(shù)據(jù)讀寫的源地址（A，B，C)，其中A為 Bank地址，B為塊地址，C為頁面地址；
[0009] 所述控制器根據(jù)預設的并行度將所述源地址中的Bank地址A劃分為高位Al和低 位A2,所述預設的并行度指的是預設的將目標地址連續(xù)的數(shù)據(jù)寫入所述存儲器時同時寫入 的Bank的數(shù)量和讀出所述目標地址連續(xù)的數(shù)據(jù)時從所述存儲器中同時讀取的Bank的數(shù) 量；
[0010] 所述控制器將劃分后的源地址按照預定的移位規(guī)則進行移位得到與所述源地址 對應的目標地址；
[0011] 所述控制器根據(jù)待讀取數(shù)據(jù)的目標地址從對應的源地址讀取所述待讀取數(shù)據(jù)或 根據(jù)待寫入數(shù)據(jù)的目標地址將所述待寫入數(shù)據(jù)寫入對應的源地址。
[0012] 結合本發(fā)明實施例的第一方面，在本發(fā)明實施例第一方面的第一種實施方式中， 所述劃分后的源地址為（A1，A2，B，C)，所述預定的移位規(guī)則為（B，A1，C，A2)。
[0013] 結合本發(fā)明實施例的第一方面，或第一方面的第一種實施方式，在本發(fā)明實施例 第一方面的第二種實施方式中，所述源地址中的Bank地址A的位數(shù)為IogT，其中m為所述 存儲器中的Bank的總數(shù)量，m的取值為2的整數(shù)次冪。
[0014] 結合本發(fā)明實施例第一方面的第二種實施方式，在本發(fā)明實施例第一方面的第三 種實施方式中，所述低位A2的位數(shù)為l〇g〗，其中η為所述預設的并行度，η的取值為2的整 數(shù)次冪，所述高位Al的位數(shù)為log『與log〗的差值。
[0015] 結合本發(fā)明實施例第一方面的第三種實施方式，在本發(fā)明實施例第一方面的第四 種實施方式中，所述預設的并行度η小于或等于所述存儲器中的Bank的總數(shù)量m。
[0016] 本發(fā)明實施例第二方面提供了一種存儲設備，包括：
[0017] 獲取單元，用于獲取存儲器中的任意一個數(shù)據(jù)讀寫的源地址（A，B，C)，其中A為 Bank地址，B為塊地址，C為頁面地址；
[0018] 位數(shù)劃分單元，用于根據(jù)預設的并行度將所述源地址中的Bank地址A劃分為高 位Al和低位A2,所述預設的并行度指的是預設的將目標地址連續(xù)的數(shù)據(jù)寫入所述存儲器 時同時寫入的Bank的數(shù)量和讀出所述目標地址連續(xù)的數(shù)據(jù)時從所述存儲器中同時讀取的 Bank的數(shù)量；
[0019] 處理單元，用于將劃分后的源地址按照預定的移位規(guī)則進行移位得到與所述源地 址對應的目標地址；
[0020] 數(shù)據(jù)讀寫單元，用于根據(jù)待讀取數(shù)據(jù)的目標地址從對應的源地址讀取所述待讀取 數(shù)據(jù)或根據(jù)待寫入數(shù)據(jù)的目標地址將所述待寫入數(shù)據(jù)寫入對應的源地址。
[0021] 結合本發(fā)明實施例的第二方面，在本發(fā)明實施例第二方面的第一種實施方式中， 所述劃分后的源地址為（A1，A2，B，C)，所述預定的移位規(guī)則為（B，A1，C，A2)。
[0022] 結合本發(fā)明實施例的第二方面，或第二方面的第一種實施方式，在本發(fā)明實施例 第二方面的第二種實施方式中，所述源地址中的Bank地址A的位數(shù)為log'丨，其中m為所述 存儲設備中的Bank的總數(shù)量，m的取值為2的整數(shù)次冪。
[0023] 結合本發(fā)明實施例第二方面的第二種實施方式，在本發(fā)明實施例第二方面的第三 種實施方式中，所述低位A2的位數(shù)為kg〗,其中η為所述預設的并行度，η的取值為2的整 數(shù)次冪，所述高位Al的位數(shù)為log?與log]的差值。
[0024] 結合本發(fā)明實施例第二方面的第三種實施方式，在本發(fā)明實施例第二方面的第四 種實施方式中，所述預設的并行度η小于或等于所述存儲器中的Bank的總數(shù)量m。
[0025] 從以上技術方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：
[0026] 本發(fā)明實施例中，控制器首先獲取存儲器中的任意一個數(shù)據(jù)讀寫的源地址（A，B， C);根據(jù)預設的并行度將源地址中的Bank地址A劃分為高位Al和低位A2 ;將劃分后的源 地址按照預定的移位規(guī)則進行移位得到與該源地址對應的目標地址；根據(jù)待讀取數(shù)據(jù)的目 標地址從對應的源地址讀取待讀取數(shù)據(jù)或根據(jù)待寫入數(shù)據(jù)的目標地址將待寫入數(shù)據(jù)寫入 對應的源地址。本發(fā)明實施例中，控制器會預先建立存儲器中的數(shù)據(jù)讀寫源地址與數(shù)據(jù)讀 寫目標地址之間的一一對應關系，在將地址連續(xù)的數(shù)據(jù)寫入存儲器時，控制器會按照預先 設置的并行度將數(shù)據(jù)同時寫入多個Bank，在讀取地址連續(xù)的數(shù)據(jù)時，控制器會按照預先設 置的并行度同時從多個Bank讀取數(shù)據(jù)，充分利用了 Bank的并行特性，提高了 IO性能，降低 了數(shù)據(jù)讀寫延遲，且能夠避免雙重映射的開銷。
【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028] 圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)讀寫方法一個應用場景圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)讀寫方法一個實施例示意圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明存儲設備一個實施例示意圖；
[0031] 圖4為本發(fā)明存儲設備另一實施例意圖；
[0032] 圖5為本發(fā)明地址連續(xù)的數(shù)據(jù)在存儲器中的寫入位置一個實施例示意圖；
[0033] 圖6為【背景技術】中地址連續(xù)的數(shù)據(jù)在存儲器中的寫入位置示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行描述，顯 然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實 施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬 于本發(fā)明保護的范圍。
[0035] 本發(fā)明實施例提供了一種數(shù)據(jù)讀寫方法及存儲設備，能夠提高IO性能，降低數(shù)據(jù) 讀寫延遲，且能夠避免雙重映射的開銷。
[0036] 請參閱圖1，圖1是本發(fā)明實施例數(shù)據(jù)讀寫方法一個應用場景圖，本發(fā)明實施例的 數(shù)據(jù)讀寫方法應用于存儲設備1〇〇,存儲設備100通過連接設備110連接到主機120。
[0037] 其中，主機120可以包括當前技術已知的任何計算設備，如服務器、臺式計算機等 等。