一种基于大数据计算的固态硬盘及固态硬盘系统转让专利
申请号 : CN202210135556.6
文献号 : CN114546267B
文献日 : 2022-11-18
发明人 : 刘辉 , 刘俊
申请人 : 深圳源创存储科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于大数据计算的固态硬盘,包括:接口应用层(2)、逻辑控制层(3)、存储层(4)、基板(1);所述接口应用层(2),设置于所述基板(1)上,通过总线接口(5)与计算机接口相连接;所述逻辑控制层(3)和存储层(4)连接于接口应用层(2)左右两端;所述逻辑控制层(3),设置于所述基板(1)上,与接口应用层(2)电连接,所述逻辑控制层(3),设置有逻辑芯片(6)和映射芯片(7);所述存储层(4),设置于所述基板(1)上,设置有存储芯片(8)、静态随机存取存储器(9)、动态随机存取存储器(10)电容存储器(12)、非易失存储器(11);
当所述存储芯片接收到数据调用指令时,根据数据调用指令中的存储地址,对静态随机存取存储器中对应的存储块依次进行读写调用,并对所述存储块依次进行判断,判断是否有数据写入;其中,当所述存储块中写入数据时,标记为占用模块,获取占用模块数据;
当所述存储块中没有写入数据时,标记为干净模块,获取干净模块数据;
所述存储芯片根据占用模块数据和干净模块数据,计算出存储分布值,并进行判断;其中,当所述存储分布值小于预设阈值时,则为异常存储分布,进行异常存储分析;
当所述存储分布值大于等于预设阈值时,则为安全存储分布,获取存储块安全分布地址,存储块安全分布地址为非易失存储器中对应的地址引脚;
通过接口应用层,在连接计算机的同时,与逻辑控制层相连接,对计算机请求进行初步筛选,之后发送给逻辑控制层,所述逻辑控制层和存储层连接于接口应用层左右两端,逻辑控制层设置有逻辑芯片和映射芯片,存储层,设置于所述基板上,设置有存储芯片、静态随机存取存储器、动态随机存取存储器、电容存储器、非易失存储器;逻辑控制层获取筛选后的计算机请求,进行读写分析,选择写入存储器,并进行写入存储分析,通过非易失存储器进行备份,提高数据安全性。
2.如权利要求1所述的一种基于大数据计算的固态硬盘,其特征在于,所述接口应用层通过划分模块对计算机请求进行预处理,获取初始请求,并将所述初始请求通过第一数据传输线传输至逻辑控制层;其中,所述预处理将计算机请求划分为读取请求、写入请求,并对计算机请求进行判断,判断是否为写入请求;若是,则将写入请求的写入数据进行数据划分,划分为结构化数据、不规则结构数据。
3.如权利要求1所述的一种基于大数据计算的固态硬盘,其特征在于,所述逻辑控制层根据接收到的计算机请求,生成数据调用指令,通过数据通道发送至存储层。
4.如权利要求1所述的一种基于大数据计算的固态硬盘,其特征在于,所述逻辑芯片对初始请求进行请求分析,确定逻辑指令,发送给映射芯片;其中,所述逻辑指令包括:更新指令,时序排列指令;
所述请求分析包括:通过逻辑芯片对初始请求进行判断;其中,
当所述初始请求为读取请求时,则生成读取指令;
当所述初始请求为写入请求时,则进行写入分析,生成写入指令,并发送至存储芯片;
所述存储芯片接收到写入指令后,根据所述写入指令,分析静态随机存取存储器中存储块,获取写入所需的存储块数量和对应的存储状态;其中,所述存储状态包括:有效存储状态,无效存储状态;
通过存储芯片分别对所述存储块的存储状态进行判断,判断存储状态是否为有效存储状态;
若是,则根据所述存储块生成更新指令,发送回逻辑芯片;
若不是,则进行存储块清理,生成清理指令,发送回逻辑芯片。
5.如权利要求1所述的一种基于大数据计算的固态硬盘,其特征在于,所述逻辑芯片接收到更新指令和清理指令后,根据所述更新指令和清理指令进行写入排序;其中,所述写入排序根据存储块排列序号和指令类型进行优先级计算,获取存储块的优先值,根据所述优先值的大小进行排序,获取存储块写入序号,生成时序排列指令,并发送至映射芯片;其中,所述指令类型包括:更新指令和清理指令;其中,更新指令优先级大于清理指令优先级。
6.如权利要求1所述的一种基于大数据计算的固态硬盘,其特征在于,所述映射芯片根据接收到的逻辑指令,确定指令地址;
所述映射芯片通过从动态随机存取存储器中获取预设的逻辑对照表,根据所述指令地址和逻辑对照表,确定逻辑指令对应存储块的存储地址;
根据所述指令地址和存储地址,计算对应存储块的地址偏移量,并进行判断;其中,当所述偏移量不在预设的范围内时,则进行偏移纠正;
当所述偏移量在预设的范围内时,则根据存储地址,生成数据调用指令,并传输至存储芯片。
7.如权利要求1所述的一种基于大数据计算的固态硬盘,其特征在于,所述存储芯片通过对存储块安全分布地址进行分析,获取非易失存储器中对应的地址引脚,根据所述地址引脚,将计算机请求的写入数据传输至非易失存储器进行存储,生成写入保护数据和存储保护分布数据;
所述存储芯片对写入保护数据进行优化分析,计算存储可优化分布值,并进行判断;其中,当所述存储可优化分布值在预设的阈值范围内时,则无需优化;
当所述存储可优化分布值不在预设的阈值范围内时,则为可优化存储分布。
8.如权利要求1所述的一种基于大数据计算的固态硬盘,其特征在于,所述存储芯片根据存储保护分布数据,进行电容分布计算,获取电容分布指令,并发送至电容存储器;所述电容存储器根据电容分布指令进行电容调整。
9.一种基于大数据计算的固态硬盘系统,包括:
数据筛选模块:用于对计算机请求进行筛选,获取筛选数据,并传输至大数据控制模块;
大数据控制模块:用于根据所述筛选数据和存储分布信息,进行读写计算分析,获取读写控制指令;存储分布信息是存储器分布存储的存储地址对照表及逻辑;
存储管理模块:用于根据读写控制指令进行分布存储,通过对存储块安全分布地址进行分析,获取非易失存储器中对应的地址引脚,根据所述地址引脚,将计算机请求的写入数据传输至非易失存储器进行存储,生成写入保护数据和存储保护分布数据,并进行存储备份,获取存储策略;根据所述存储策略进行优化分析,计算可优化存储分布值,并进行判断,存储芯片根据占用模块数据和干净模块数据,计算出存储分布值;其中,当所述可优化存储分布值小于等于预设阈值时,则无需优化;
当所述可优化存储分布值大于预设阈值时,则进行存储优化处理,生成存储优化策略。
说明书 :
一种基于大数据计算的固态硬盘及固态硬盘系统
技术领域
背景技术
过程中数据传输和数据存储愈发频繁,同时政府、银行、企业等单位对日常工作数据与部分
私密数据进行分开存储,除了通过云存储外,更多的电子文件需要进行实体备份,早期使用
的光盘刻录已跟不上用户需求,越来越多的人会选择硬盘作为辅助工具,从个人数据保存,
到企业数据整理,固态硬盘在快速进行数据处理计算的同时,也要保证数据转移的安全性,
相较普通的机械硬盘,固态硬盘在使用过程中,文件传输速度更快,但文件数据传输速度同
时受文件数据自身的零散性影响,越是细碎零散的数据,在进行硬盘传输的过程中,需要更
多传输计算,花费时间更长;申请号为“201410202179.9”的“固态硬盘控制电路及相关的装置与系统”,提出将固态硬盘控制电路分为进阶主机控制器接口(AHCI)控制电路、快闪存储
器控制电路,用AHCI控制电路互连PCIe接口,将M 个固态硬盘的指示信息传送至主控装置,
通过对几个控制电路进行连接,提升接口性能,以此提升固态硬盘的传输能力,其通过周边
组件将主控端电路和快闪存储器控制电路连接,对快闪存储器阵列进行快速调用,主控端
电路基于指示信息,给主控制器配置命令槽,命令接口控制电路,以此提升该固态硬盘装置
与该主控端装置之间的数据传输速度;其通过主控制器的命令操优化了驱动指令到底层存
储的中间执行部分,如果遇到底层存储数据多样化和复杂性的情况,命令槽只能控制底层
存储到外部分布连接指令,很难解决存储和传输算法问题和延迟高、吞吐慢的情况,对固态
硬盘各个层级传输分工的提升有待加强。
发明内容
和存储层连接于接口应用层左右两端;所述逻辑控制层,设置于所述基板上,与接口应用层
电连接,所述逻辑控制层,设置有逻辑芯片和映射芯片;所述存储层,设置于所述基板上,设置有存储芯片、静态随机存取存储器、动态随机存取存储器、电容存储器、非易失存储器。
中,
不规则结构数据。
和指令类型进行优先级计算,获取存储块的优先值,根据所述优先值的大小进行排序,获取
存储块写入序号,生成时序排列指令,并发送至映射芯片;其中,
用,并对所述存储块依次进行判断,判断是否有数据写入;其中,
据传输至非易失存储器进行存储,生成写入保护数据和存储保护分布数据;
令进行电容调整。
书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
具体实施方式
间存在任何这种实际的关系或者顺序,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具
体的限定。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确
列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
设置于所述基板1上,与接口应用层2电连接,所述逻辑控制层3,设置有逻辑芯片6和映射芯
片7;所述存储层4,设置于所述基板1上,设置有存储芯片8、静态随机存取存储器9、动态随机存取存储器10电容存储器12、非易失存储器11;
制的指示信息的处理效率,关乎移动硬盘数据读写效率,比如申请号为“201910590561.4”
的“固态硬盘控制器、固态硬盘及固态硬盘数据传输方法”中,第一CPU通过I/O 总线接口,获取请求对应的目标指令,在固态硬盘与外部的安全芯片之间建立通信连接;无需占用主
机的接口,但同时,将部分芯片处理内容放置在固态硬盘外部,局限了其作用范围,面对复
杂场景,例如断电、缓存量过大等情况,无法有效应对;上述技术方案中,通过接口应用层,在连接计算机的同时,与逻辑控制层相连接,对计算机请求进行初步筛选,之后发送给逻辑
控制层,所述逻辑控制层和存储层连接于接口应用层左右两端,逻辑控制层设置有逻辑芯
片和映射芯片,存储层,设置于所述基板上,设置有存储芯片、静态随机存取存储器、动态随机存取存储器、电容存储器、非易失存储器;逻辑控制层获取筛选后的计算机请求,进行读
写分析,选择写入存储器,并进行写入存储分析,通过非易失存储器进行备份,提高数据安
全性;
强了存储策略的适用性,同时通过存储层,提高了数据读写过程的安全性,及应对断电断网
等突发情况的抗风险性。
不规则结构数据;
通过划分模块对计算机请求进行预处理,获取初始请求,并将所述初始请求通过第一数据
传输线传输至逻辑控制层的同时,将计算机请求划分为读取请求、写入请求,并对计算机请
求进行判断,判断是否为写入请求;若是,则将写入请求的写入数据进行数据划分,划分为
结构化数据、不规则结构数据。
大时,则很难有效应对;上述技术方案中通过逻辑芯片对初始请求进行判断,初始请求为读
取请求时,则生成读取指令,当初始请求为写入请求时,则进行写入分析,生成写入指令,并发送至存储芯片,所述存储芯片接收到写入指令后,根据所述写入指令,分析静态随机存取
存储器中存储块,获取写入所需的存储块数量和对应的存储状态,存储状态包括:有效存储
状态,无效存储状态,通过存储芯片分别对所述存储块的存储状态进行判断,判断存储状态
是否为有效存储状态,若是,则根据所述存储块生成更新指令,发送回逻辑芯片;若不是,则进行存储块清理,生成清理指令,发送回逻辑芯片;
写入效率,通过对存储块进行清理,扩大了存储容纳度。
先级计算,获取存储块的优先值,根据所述优先值的大小进行排序,获取存储块写入序号,
生成时序排列指令,并发送至映射芯片;其中,
成数据读写;上述技术方案中通过逻辑芯片根据更新指令和清理指令进行写入排序,写入
排序根据存储块排列序号和指令类型进行优先级计算,获取存储块的优先值,根据所述优
先值的大小进行排序,获取存储块写入序号,生成时序排列指令,并发送至映射芯片;
种情况极大的占用了静态随机存取存储器的存储空间,以至于影响后续读写效率;上述技
术方案中,通过将逻辑对照表设置在动态随机存取存储器中,来确定逻辑指令对应存储块
的存储地址,根据所述指令地址和存储地址,计算对应存储块的地址偏移量进行判断;当所
述偏移量不在预设的范围内时,则进行偏移纠正;当所述偏移量在预设的范围内时,则根据
存储地址,生成数据调用指令,并传输至存储芯片;
了数据读写的准确性。实施例7:
依次进行判断,判断是否有数据写入;其中,
随机分布存储,这两种情况都很容易造成读写数据经常发生在存储模块中特定区域,这一
区域过度使用,而另一区域却没怎么用过,在使用中后期,非常容易造成读写效率变低的情
况;而上述技术方案中,根据数据调用指令中的存储地址,对静态随机存取存储器中对应的
存储块依次进行读写调用,并对所述存储块依次进行判断,判断是否有数据写入,当所述存
储块中写入数据时,标记为占用模块,获取占用模块数据;当所述存储块中没有写入数据
时,标记为干净模块,获取干净模块数据,存储芯片根据占用模块数据和干净模块数据,计
算出存储分布值,并进行判断,当所述存储分布值小于预设阈值时,则为异常存储分布,进
行异常存储分析;当所述存储分布值大于等于预设阈值时,则为安全存储分布,获取存储块
安全分布地址;
了存储器的使用寿命,同时增强了使用中后期的读写效率。
存储器进行存储,生成写入保护数据和存储保护分布数据;
情况则读写数据全部化为乌有;上述技术方案中,存储芯片通过对存储块安全分布地址进
行分析,获取非易失存储器中对应的地址引脚,根据所述地址引脚,将计算机请求的写入数
据传输至非易失存储器进行存储,生成写入保护数据和存储保护分布数据,所述存储芯片
对写入保护数据进行优化分析,计算存储可优化值,并进行判断;其中,当所述存储可优化
值在预设的阈值范围内时,则无需优化;当所述存储可优化值不在预设的阈值范围内时,则
为可优化存储分布;
问题。
行电容调整;
息,进行读写计算分析,获取读写控制指令,通过存储管理模块进行分布存储,并进行存储
备份,获取存储策略,根据所述存储策略进行优化分析,计算可优化值,并进行判断;当所述可优化值小于等于预设阈值时,则无需优化;当所述可优化值大于预设阈值时,则进行存储
优化处理,生成存储优化策略;
布存储并进行存储策略优化分析,提高了存储策略的针对性和安全性。
施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形
式。
程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序
指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产
生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实
现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一
个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。