CN116301576B 一种面向zns-ssd存储系统的垃圾回收方法 （深圳市金胜电子科技有限公司）

道北站社区民治股份商业中心C座ZhenhuaTan;LinboLong;RenpCongmingGao;YiJiang;YanLiu.ZNSSSDs.2023Design,Automation&Test一种面向ZNS-SSD存储系统的垃圾回收方法，包发明通过新增Zone_MD命令和块级重映射机制来分别减少垃圾回收时有效数据迁移的传输开销和数据拷贝开销，显著地降低了ZNS-SSD存储系统垃圾回收的执行时间以及有效提升了ZNS-SSD2S1：当需要回收分区时，主机端采用Greedy算法或CostS2：主机根据元数据确定受害分区的所有有效数据S4：以数据块的首地址为该次数据迁移的源地S6：设备端收到Zone_MD命令后，解析Zone_MDS7:根据迁移数据的源物理空间状态和目的物理空间状态迁移受害分区中所有的有效2.根据权利1所述的一种面向ZNS-SSD存储系统的3.根据权利要求1所述的一种面向ZNS4.根据权利要求1所述的一种面向ZNS-SSD存储源物理空间中仅包含有效数据，目的物理空间中所有空间存在目的分区中的映射表内，并更新目的分区的写指针为加上源物理空间大小后的新地源物理空间中仅包含有效数据，目的物理空间中还有未被源物理空间中即包含有效数据又包含无效数据，目的物数据时，重映射有效数据占比高于设定的阈值的源物理空间中的有效数据到目的分区中，3源物理空间中即包含有效数据又包含无效数据，目的物所有物理地址和逻辑地址未对齐的偏移量记录在重映5.根据权利要求4所述的一种面向ZNS-4[0001]本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种面向ZNS-SSD存储系统的垃圾回储接口协议来避免传统块接口的运行成本。ZNS接口将逻辑地址空间划分为多个固定大小使得主机能够通过合理的分区数据放置来减少垃圾回收所造成的写放大。采用ZNS接口和主机进行交互的SSD设备被称之为ZNS的分区中还包含有效数据时，在回收该分区之前必须迁移其中的有效数据到另外的分区(主机端垃圾回收)，而迁移有效数据必然会导致写放大以及I/O性能的降低。在现有技术移的目的地址以及数据块的大小作为该次数据迁移的大5[0011]S7:根据迁移数据的源物理空间状态和目的物理空间状态迁移受害分区中所有的[0014]本发明通过提供一个新的ZNS命令Zone_MD来避免有效数据迁移时不必要的传输从而最小化了数据拷贝所带来的I/O性能下降和寿命降低等开销；本发明能够显著降低算法来确定本次回收的目标分区(受害分区)以[0025]进一步的，主机根据目的分区中的写指针确定目前分区当前写入逻辑地址(数据6所有物理地址和逻辑地址未对齐的偏移量记录在重映7口将整个逻辑地址空间划分为多个固定大小的分区以进行分区数据放置来减少垃圾回收ZNS-SSD能够通过完美的分区数据放置来完全避免垃圾回收时的有效数据迁移，即分区内提出了一种高性能的主机端垃圾回收方法来降低垃圾回收所造成的负面[0046]ZNS接口将包括垃圾回收在内的数据管理从设备端转移到了主机端，但是却没有[0049]当设备端接收到来自主机端的Zone_MD命令后，首先会解析该命令中所携带的源[0050]S1.图4(b)展示了源物理空间为状态①,目的物理空间为状态③时的数据迁移方8[0051]S2.图4(c)展示了源物理空间为状态①,目的物理空间为状态④时的数据迁移方明为每一个分区新增了一个重映射表，用于记录该分区中物理地址和逻辑地址的偏移量。并且在记录时将具有相同偏移且连续的地址记录为一个成员(简称为范围)以节省重映射[0052]S3.图4(d)展示了源物理空间为状态②,目的物理空间为状态③时的数据迁移方主机可以选择任何优秀的垃圾回收算法来确定垃圾回收的触发条件以及选择相应