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NVMe全闪存存储系统的智能存储方法、装置及设备

摘要

本发明公开了一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法、装置及设备,涉及存储技术领域。所述方法包括:获取待处理数据;根据待处理数据的访问频率,确定待处理数据的访问热度类型;访问热度类型用于指示出待处理数据的访问热度;在待处理数据的访问热度类型包含写热时,将待处理数据存储至热闪卷的SSD中,在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将待处理数据存储至冷闪卷的SSD中;其中,热闪卷的SSD是指寿命分值小于第一警戒阈值的SSD;冷闪卷的SSD是指寿命分值大于或等于于第一警戒阈值的SSD;寿命分值是根据SSD的寿命相关信息计算得到,用以标识出所述SSD的当前寿命值。本申请用以保证存储系统性能的情况下,降低成本损耗。

著录项

  • 公开/公告号CN112650446A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-04-13

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 济南华芯算古信息科技有限公司;

    申请/专利号CN202011503577.6

  • 发明设计人 朱承高;徐林;

    申请日2020-12-18

  • 分类号G06F3/06(20060101);

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 250000 山东省济南市历城区舜泰北路933号博晶大厦

  • 入库时间 2023-06-19 10:35:20

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域,具体涉及一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法、装置及设备。

背景技术

SSD(Solid State Disk,固态硬盘)是使用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘,SSD采用NAND(与非)FLASH(闪存)作为存储介质。随着互联网的飞速发展,人们对数据信息的存储需求也在不断提升,基于闪存的SSD因其性能高、功耗低、抗震性好等诸多优点获得广泛应用。

但是由于闪存的物理特性的限制,也造成其单位存储价格较高,擦写次数有限制。一般来说,业界常常使用SSD作为高速存储介质,用于对性能要求很高的、数据使用频繁(热数据)的应用场景。但是,由于业务需要不同,对存储系统的扩容、系统硬件升级、维护等因素的影响,存储系统中SSD的磨损程度的差别较大。传统的全闪存存储系统对其内的各SSD进行监控和预测,将损坏或接近寿命的SSD替换。在现有技术中,为了保证SSD的性能,通常在SSD并未接近其寿命终点时就将其替换,即为,在SSD生命周期的中期可能就将其替换了,从而造成了资源的浪费,且提高了成本。

发明内容

本发明提供了一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法、装置及设备,用以保证存储系统性能的情况下,降低成本损耗。

为实现上述目的,本发明的技术方案如下:

本发明实施例提供了一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法,包括:

获取待处理数据;

根据所述待处理数据的访问频率,确定所述待处理数据的访问热度类型;所述访问热度类型用于指示出所述待处理数据的访问热度;

在所述待处理数据的访问热度类型包含写热时,将所述待处理数据存储至热闪卷的固态硬盘SSD中,在所述待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将所述待处理数据存储至冷闪卷的SSD中;其中,所述热闪卷的SSD是指寿命分值小于第一警戒阈值的SSD;冷闪卷的SSD是指寿命分值大于或等于于第一警戒阈值的SSD;所述寿命分值是根据所述SSD的寿命相关信息计算得到,用以标识出所述SSD的当前寿命值。

可选地,所述在所述待处理数据的访问热度类型包含写热时,将所述待处理数据存储至热闪卷的固态硬盘SSD中,在所述待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将所述待处理数据存储至冷闪卷的SSD中包括:

在所述待处理数据的访问热度类型包含写热时,检测所述待处理数据当前存储位置是否为热闪卷的SSD;

若否,则在所述热闪卷的SSD的空闲空间大于所述待处理数据所需的存储空间时,将所述待处理数据存储至所述热闪卷的SSD;

在所述待处理数据的访问热度类型包含写冷时,检测所述待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD;

若否,则在所述冷闪卷的SSD的剩余空间大于所述待处理数据所需的存储空间时,将所述待处理数据存储至所述冷闪卷的SSD。

可选地,所述在所述待处理数据的访问热度类型包含写冷时,检测所述待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD包括:

在所述待处理数据的访问热度类型为写冷且读热类型时,检测所述待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD。

可选地,还包括:

在所述待处理数据的访问热度类型为写冷且读冷类型时,在所述冷闪卷的SSD的空闲空间不大于所述待处理数据所需的存储空间时,将所述待处理数据存储至其他冷存储介质中;所述其他冷存储介质是指所述NVMe全闪存存储系统中,除所述SSD之外的其他存储介质。

可选地,所述SSD通过分级步骤划分为热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD;其中,所述分级步骤包括:

周期性获取NVMe全闪存存储系统内SSD的寿命相关信息;所述寿命相关信息包括:擦除次数、SMART信息、SSD参数指标信息;

根据所述SSD的寿命相关信息计算SSD的寿命分值;

根据所述SSD的寿命分值,将所述SSD的寿命分值小于第一警戒阈值的SSD确定为热闪卷的SSD,将所述SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD。

可选地,所述将所述SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD包括:

将所述SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值,且小于第二警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD;其中,所述第二警戒阈值大于所述第一警戒阈值。

可选地,所述分级步骤还包括:

将所述SSD的寿命分值大于或等于第二警戒阈值的SSD确定为待更换SSD,并向用户端返回建议更换信息,所述建议更换信息中携带有待更换SSD的相关信息。

可选地,所述分级步骤还包括:

在SSD由热闪卷的SSD转换为冷闪卷的SSD时,若其内的数据所需存储空间不大于其他热闪卷的SSD的空闲空间时,则将所述由热闪卷的SSD转换为冷闪卷的SSD内的数据迁移至所述其他热闪卷的SSD内。

可选地,还包括:

将所述冷闪卷的SSD内的数据在其他冷存储介质内进行备份。

进一步地,本发明还提供了一种智能存储装置,包括:

获取单元,用于获取待处理数据;

确定单元,用于根据所述待处理数据的访问频率,确定所述待处理数据的访问热度类型;所述访问热度类型用于指示出所述待处理数据的访问热度;

处理单元,用于在所述待处理数据的访问热度类型包含写热时,将所述待处理数据存储至热闪卷的固态硬盘SSD中,在所述待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将所述待处理数据存储至冷闪卷的SSD中;其中,所述热闪卷的SSD是指寿命分值小于第一警戒阈值的SSD;冷闪卷的SSD是指寿命分值大于或等于于第一警戒阈值的SSD;所述寿命分值是根据所述SSD的寿命相关信息计算得到,用以标识出所述SSD的当前寿命值。

进一步地,本发明还提供了一种电子设备,包括:

存储器,其上存储有计算机程序;

处理器,用于执行所述存储器中的所述计算机程序,以实现上述实施例所述方法的步骤。

通过上述技术方案,本申请公开了一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法、装置及设备,包括:获取待处理数据;根据待处理数据的访问频率,确定待处理数据的访问热度类型;访问热度类型用于指示出所述待处理数据的热度;在待处理数据的访问热度类型包含写热时,将待处理数据存储至热闪卷的固态硬盘SSD中,在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将待处理数据存储至冷闪卷的SSD中。这样一来,在本申请中,获取待处理数据后,根据待处理数据的访问频率,确定出其访问热度类型,在访问热度类型包含写热时,说明待处理数据需要经常写入,将此待处理数据存储至热闪卷的SSD内。在访问热度类型包含写冷时,说明该待处理数据无需多次写入,可以将其写入至冷闪卷的SSD中,从而可以通过冷闪卷SSD存储写冷数据,提高冷闪卷SSD的利用率,避免过早的替换SSD,造成成本浪费。并且冷闪卷SSD的性能与热闪卷SSD的性能类似,提高了访问写冷数据时的效率,实现了保证存储系统性能的情况下,降低成本损耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法的流程示意图;

图2为本发明实施例提供的另一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法的流程示意图;

图3为本发明实施例提供的另一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法的流程示意图;

图4为本发明实施例提供的一种智能存储装置的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图;

图6为本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

需要说明的是,在本发明实施例中,在用户端将数据存储在NVMe(Non-VolatileMemory express,高速非易失性存储器标准)全闪存存储系统中,由于NVMe全闪存存储系统的存储介质包含有SSD(Solid State Disk,固态硬盘),而SSD在使用过程中,随着其擦除次数的增多,其使用寿命会越来越短。即为,SSD在生产之后有预定的擦除总次数,在擦除次数接近预定的擦除总次数时,SSD的性能会随之降低,容易出现故障。因此,根据SSD的生命周期,将SSD划分为热闪卷的SSD和冷闪卷的SSD。

本发明提出了一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法,如图1所示,包括:

步骤S101、获取待处理数据。

其中,热闪卷的SSD是可以存储经常被访问的数据。冷闪存的SSD可以存储不经常被访问的数据,或者不经常执行写操作的数据,即为写冷数据。

具体的,智能存储装置可以周期性的检测NVMe全闪存存储系统内的SSD中存储的数据的访问热度类型是否与存储该数据的SSD的类型相匹配。此时,智能存储装置从SSD内获取存储的数据作为待处理数据。

或者,用户端需要进行数据存储时,可以将数据发送给NVMe全闪存存储系统,此时智能存储装置可以直接获取用户端发送的数据。将此数据直接作为待处理的数据。

需要说明的,可以根据实际需求预先设置检测NVMe全闪存存储系统内的SSD中存储的数据的访问热度类型是否与存储该数据的SSD的类型相匹配的周期。

步骤S102、根据待处理数据的访问频率,确定待处理数据的访问热度类型。

其中,访问热度类型用于指示出待处理数据的访问热度。

具体的,智能存储装置在获取了待处理数据后,需要进一步获取此待处理数据的近期的访问频率,进而根据待处理数据的访问频率确定出此待处理数据的访问热度类型。

示例性的,智能存储装置可以统计近10天的待处理数据的访问频率,若待处理数据的读次数超过预设读阈值且写次数超过预设写阈值,则确定待处理数据为读热且写热类型的数据。若待处理数据的读次数超过预设读阈值且写次数没有超过预设写阈值,则确定待处理数据为读热且写冷类型的数据。若待处理数据的读次数没有超过预设读阈值且写次数没有超过预设写阈值,则确定待处理数据为读冷且写冷类型的数据。若待处理数据的读次数没有超过预设读阈值且写次数超过预设写阈值,则确定待处理数据为读冷且写热类型的数据。其中,预设读阈值及预设写阈值是根据实际需求预先设置的。

可选地,访问热度类型包括:读热且写热类型,读冷且写热类型,读热且写冷类型,及读冷且写冷类型。

进一步的,在智能存储装置获取的待处理数据是用户端发送的数据,并没有访问频率时,可以默认此待处理数据的访问热度类型为读热且写热类型。

步骤S103、在待处理数据的访问热度类型包含写热时,将待处理数据存储至热闪卷的固态硬盘SSD中,在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将待处理数据存储至冷闪卷的SSD中。

其中,热闪卷的SSD是指寿命分值小于第一警戒阈值的SSD;冷闪卷的SSD是指寿命分值大于或等于于第一警戒阈值的SSD;寿命分值是根据SSD的寿命相关信息计算得到,用以标识出SSD的当前寿命值。寿命分值小于第一阈值的SSD,说明SSD的使用时间较小,处于SSD的生命周期的初期,此时,在对SSD进行频繁的写入操作时,不会影响SSD的性能,稳定性较高,且故障率低。而在,寿命分值大于或等于第一阈值的SSD,说明SSD的使用时间较长,处于SSD的生命周期的中后期,此时,在对SSD进行频繁的写入操作,会很快耗尽SSD的使用寿命,故障率也会随之提升。

具体的,在确定出待处理数据的访问热度类型后,在访问热度类型中包含有写热时,说明待处理数据是经常写入的数据,例如应用数据,日志数据等。需要将待处理数据存储在热闪卷的SSD中,即为存在寿命分值低于第一警戒阈值的SSD中。而在待处理数据的访问热度类型中包含有写冷时,说明待处理数据写入一次后,再次写入的概率较低,此时,可以待处理数据存储至冷闪卷的SSD中。这样,由于冷闪卷的SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值,说明冷闪卷的SSD已经快达到其使用寿命,将待处理数据存储至冷闪卷的SSD中,可以避免SSD的过早替换,解决存储成本,充分利用SSD的剩余价值。并且,将写冷的待处理数据存储在冷闪卷的SSD中,可以对冷闪卷的SSD起到一定的保护作用。使用磨损程度大的SSD存储写冷的待处理数据,相对于将写冷的待处理数据存储在其他存储介质中,存储在冷闪卷的SSD中的待处理数据的读写响应速度较快,从而可以提升冷存储的性能。

进一步地,上述访问热度类型中包含有写热是指访问热度类型为读热且写热类型,或者读冷且写热类型,即为包含有写热的类型。同理,上述访问热度类型中包含写冷是指访问热度类型为读热且写冷类型,或者读冷且写冷类型,即为包含有写冷的类型。

进一步地,在待处理数据的访问热度类型包含写热时,将待处理数据存储至热闪卷的固态硬盘SSD中,在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将待处理数据存储至冷闪卷的SSD中包括:

在待处理数据的访问热度类型包含写热时,检测待处理数据当前存储位置是否为热闪卷的SSD;若否,则在热闪卷的SSD的空闲空间大于待处理数据所需的存储空间时,将待处理数据存储至热闪卷的SSD;在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,检测待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD;若否,则在冷闪卷的SSD的剩余空间大于待处理数据所需的存储空间时,将待处理数据存储至所述冷闪卷的SSD。

在本实施例中,智能存储装置可以周期性的检测SSD内存储的数据的访问热度类型,进而需要及时根据其访问数据类型的变化在不同存储区域进行调度。例如,对于数据a在前一个检测周期内,检测出其访问热度类型为读热且写热类型,将数据a存储在热闪卷的SSD内。在当前检测周期内,根据数据a的访问频率,重新确定出数据a的访问热度类型为读热且写冷类型,需要将数据a调度至冷闪卷的SSD内。而在调度数据a之前,需要先检测数据a的当前存储介质的类型是否与其访问热度类型相匹配。若匹配,则说明数据a的存储位置是准确的,无需调整。若不匹配,则需要进行调度,将数据a调整至其对应的存储介质内。

此时,智能存储装置在确定出待处理数据的访问热度类型包含写热时,需要将待处理存储在热闪卷的SSD内,此时需检测待处理数据的当前存储位置是否为热闪卷的SSD,如果是则待处理数据的当前存储位置无需调整。如果不是,则需要将待处理数据调度至热闪卷的SSD内。此时,可以检测热闪卷的SSD的剩余空闲存储空间是否大于待处理数据所需的存储空间,如果不大于待处理数据所需的存储空间,则说明热闪卷的SSD的当前空闲空间太小,无法存储待处理数据,这样待处理数据可以先保留在原存储位置,在热闪存的SSD空闲空间满足待处理数据所需的存储空间大小时,再将此待处理数据存储至热闪卷的SSD中。如果大于待处理数据所需的存储空间,则可以直接将待处理数据存储至热闪卷的SSD内。

同理,智能存储装置在确定出待处理数据的访问热度类型包含写冷时,需要将待处理存储在冷闪卷的SSD内,此时需检测待处理数据的当前存储位置是否为冷闪卷的SSD,如果是则待处理数据的当前存储位置无需调整。如果不是,则需要将待处理数据调度至冷闪卷的SSD内。此时,可以检测冷闪卷的SSD的剩余空闲存储空间是否大于待处理数据所需的存储空间,如果不大于待处理数据所需的存储空间,则说明冷闪卷的SSD的当前空闲空间太小,无法存储待处理数据,这样待处理数据可以先保留在原存储位置,在冷闪存的SSD空闲空间满足待处理数据所需的存储空间大小时,再将此待处理数据存储至冷闪卷的SSD中。如果大于待处理数据所需的存储空间,则可以直接将待处理数据存储至冷闪卷的SSD内。

进一步地,在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,检测待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD包括:

在待处理数据的访问热度类型为写冷且读热类型时,检测待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD。

也就是说,待处理数据的访问热度类型包含写冷时,说明此待处理数据的访问热度类型可能是写冷且读热类型,也可能是写冷且读冷数据。由于写冷且读热类型的数据是需要频繁进行读取操作的,若将其存储至其他非SSD存储介质中,其读取操作的延时较大,为了充分利用SSD的剩余价值,且减小读取操作的延时,可以将写冷且读热类型的待处理数据优先存储至冷闪卷的SSD内。此时,在待处理数据的访问热度类型为写冷且读热类型时,检测待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD。

进一步地,在冷闪卷的SSD的空闲空间较大时,还可以将写冷且读冷类型的待处理数据也存储至冷闪卷的SSD内。但是在冷闪卷的SSD的空闲空间较小时,需要优先将写冷且读热类型的待处理数据存储至冷闪卷的SSD内,此时写冷且读冷类型的待处理数据可以存储至其他非SSD的存储介质内。即为,

在待处理数据的访问热度类型为写冷且读冷类型时,在冷闪卷的SSD的空闲空间不大于待处理数据所需的存储空间时,将待处理数据存储至其他冷存储介质中。

其中,其他冷存储介质是指NVMe全闪存存储系统中,除SSD之外的其他存储介质。例如,可以是HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)或者磁盘等。

这样一来,在本申请中,获取待处理数据后,根据待处理数据的访问频率,确定出其访问热度类型,在访问热度类型包含写热时,说明待处理数据需要经常写入,将此待处理数据存储至热闪卷的SSD内。在访问热度类型包含写冷时,说明该待处理数据无需多次写入,可以将其写入至冷闪卷的SSD中,从而可以通过冷闪卷SSD存储写冷数据,提高冷闪卷SSD的利用率,避免过早的替换SSD,造成成本浪费。并且冷闪卷SSD的性能与热闪卷SSD的性能类似,提高了访问写冷数据时的效率,实现了保证存储系统性能的情况下,降低成本损耗的目的。

进一步地,如图2所示,上述方法还包括:

步骤S104、将冷闪卷的SSD内的数据在其他冷存储介质内进行备份。

具体的,由于冷闪卷的SSD是磨损程度较大的SSD,因此故障概率较大,为了增大数据安全性,可以将冷闪卷的SSD内的数据在其他冷存储介质中进行备份,防止冷闪卷的SSD故障后,数据丢失。

需要说明的是,在本发明中SSD可以是NVMe SSD,也可以是SATA(Serial AdvancedTechnologyAttachment hard disk,串口硬盘)SSD,还可以是SAS(SerialAttached SCSI,串行连接SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口))SSD,本申请对此不做限制。

需要说明的是,在本实施例中将SSD为热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD。SSD的划分可以周期性的根据SSD的磨损程度,将SSD划分为热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD。其中,SSD的划分可以通过下述方法实现。

此时,SSD通过分级步骤划分为热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD。其中,如图3所示,分级步骤包括:

步骤S301、周期性获取NVMe全闪存存储系统内SSD的寿命相关信息。

其中,寿命相关信息包括:擦除次数、SMART信息、SSD参数指标信息。

具体的,由于SSD的磨损程度越高则SSD的故障率越大,且使用寿命也越短,因此,为了准确对SSD进行划分,可以周期性的收集NVMe全闪存存储系统内SSD的擦除次数、包含报错次数、严重程度等信息的SMART信息、SSD的参数指标信息等寿命相关信息。

步骤S302、根据SSD的寿命相关信息计算SSD的寿命分值。

具体的,在获取了SSD的寿命相关信息后,可以根据SSD的寿命相关信息即为根据SSD的擦除次数、SMART信息,并参照SSD参数指标,计算出SSD的寿命分值。其中,计算SSD寿命分值的方法可以是通过SSD的寿命相关信息,即为通过SSD的擦除次数、SMART信息,及SSD参数指标等,使用回归模型预测SSD的未来不可恢复故障发生的时间。然后将时间归一化为0到100之间的分值。分值越高,则预测故障发生时间越接近当前时间。且回归模型的建模可以使用线性回归,多项式回归,套索回归,深度学习等方法实现。

在归一化过程中,可以对时间数值首先进行对数操作,这样可以达到对小的数据进一步区分的效果。对于未来很长时间正常工作的SSD,其得分较小;而对于临近生命周期末端的SSD,其得分较大。

需要说明的是,在本申请中,将时间数值通过归一化处理得到SSD的寿命分值,还可以通过其他方式,本申请对此不做限制。

需要说明的是,上述回归模型还可以通过其他方式建立模型,本申请对此不做限制。

或者,也可以通过SSD的寿命相关信息,使用分类模型来获取SSD的寿命分值。即通过SSD的寿命相关信息,预测在未来某个时间端发生故障的概率。由于概率本身已经归一化了,无需再进行上述归一化过程。而故障概率越高,寿命分值越高。其中,分类模型的建模可以使用决策树,随机森林,深度学习等方法实现。

需要说明的是,上述分类模型还可以通过其他方式建立模型,本申请对此不做限制。

需要说明的是,还可以通过其他方式实现根据SSD的寿命相关信息计算SSD的寿命分值,本发明对如何根据SSD的寿命相关信息,计算出SSD的寿命分的具体实现方式不做限制。

步骤S303、根据SSD的寿命分值,将SSD的寿命分值小于第一警戒阈值的SSD确定为热闪卷的SSD,将SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD。

具体的,在计算出SSD的寿命分值后,可以SSD的寿命分值与预设的第一警戒阈值进行比较,确定出热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD。其中,将SSD的寿命分值小于第一警戒阈值的SSD确定为热闪卷的SSD,将SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD。

需要说明的是,第一警戒阈值是根据实际需求预先设置的。

进一步地,由于SSD的寿命分值越高,则越接近SSD寿命的终点,在SSD大于一定的阈值时,说明该SSD已经接近寿命的终点,其擦写次数已经达到或超过厂家建议的数值,并观测到多次警告甚至报警,需要将此SSD更换。因此为了防止将此类SSD确定为冷闪卷的SSD,可以将SSD的寿命分值等于或大于第一警戒阈值,且小于第二警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD。其中,第二警戒阈值是根据实际需求预先设置的,大于第一警戒阈值的值。

此时,将SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD包括:将SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值,且小于第二警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD。

其中,第二警戒阈值大于第一警戒阈值。

也就是说,在SSD的寿命分值大于第一警戒阈值时,需要将SSD的寿命分值与第二警戒阈值进行比较,在SSD的寿命分值小于第二警戒阈值时,说明该SSD具有一定程度的磨损,不太适合作为高频写入数据的存储介质,此时,可以将此SSD确定为冷闪卷的SSD。

进一步地,上述分级步骤还包括:在SSD由热闪卷的SSD转换为冷闪卷的SSD时,若其内的数据所需存储空间不大于其他热闪卷的SSD的空闲空间时,则将所述由热闪卷的SSD转换为冷闪卷的SSD内的数据迁移至其他热闪卷的SSD内。

即为,由于热闪卷的SSD在经过一段时间的使用和磨损后,其对应的寿命分值也会随之升高,在其寿命分值大于第一警戒阈值且小于第二警戒阈值时,可以将热闪卷的SSD转换为冷闪卷的SSD。此时,由于其内存储的数据为高频写入数据,即为访问热度类型为读热且写热类型或者为读冷却写热类型,需要将其内的数据转移至其他热闪卷的SSD内。此时,检测其他热闪卷的SSD内空闲空间是否有满足此由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据所需存储空间大小,若有满足此由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据所需存储空间大小,即为其他热闪卷的SSD内空闲空间大于由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据所需存储空间大小时,将由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据迁移孩子其他热闪卷的SSD内。若没有满足此由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据所需存储空间大小,即为其他热闪卷的SSD内空闲空间不大于由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据所需存储空间大小时,则说明其他热闪卷的SSD内没有足够的空闲空间存储由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据,此时,由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据暂时不进行迁移,需要继续存储在该由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内,直至其他热闪卷的SSD内的空闲空间满足此由热闪卷转换为冷闪卷的SSD内存储的数据所需存储空间大小。

进一步地,在上述过程进行数据迁移时,可以通过LVM(LogicalVolume Manager,逻辑卷管理)卷镜像技术实现,从而可以达到不停业务的数据在线迁移的目的。

需要说明的是,LVM卷镜像技术是现有技术,在此不再赘述。

进一步地,上述分级步骤还包括:将SSD的寿命分值大于或等于第二警戒阈值的SSD确定为待更换SSD,并向用户端返回建议更换信息,建议更换信息中携带有待更换SSD的相关信息。

即为,在SSD的寿命分值大于或等于第二警戒阈值时,说明该SSD的擦写次数已经达到或超过厂家建议的数值,并观测到多次警告甚至报警,需要将此SSD更换。此时,可以将此SSD确定为待更换SSD,并向用户端返回建议更换信息,以便用户端获知待更换SSD的磨损情况。其中,建议更换信息中携带有待更换SSD的相关信息,以便用户端可以根据此建议更换信息获知是哪个SSD需要更换。

进一步地,在将确定出SSD的寿命分值大于或等于第二警戒阈值时,为了防止数据丢失,提高NVMe全闪存存储系统的数据安全性,可以将此SSD内的数据转移至其他冷闪卷的SSD中。若其他冷闪卷的SSD中的空闲空间小于此待更换SSD内的数据所需的存储空间大小,则可以向用户报警提示用户进行手工更换SSD或者进行数据迁移。

本实施例中将SSD的生命周期分类,在SSD稳定性高、故障率低的早期阶段,动态构建“热闪存储”空间,以满足高性能、高稳定性的业务需要。潜在的减少备份的个数,或者减少数据纠错的复杂度,从而提升性能,降低能耗和节约成本。将磨损程度较大,而不太适合多次擦写操作的SSD动态构建“冷闪存储”空间,利用冷数据来保护磨损程度大的SSD。在保证性能的条件下,节约存储成本,充分利用SSD的剩余价值。

这样一来,在本实施例中,NVMe全闪存存储系统中按照SSD的生命周期即为磨损程度,动态组成不同特征的存储区域。也就是说,将SSD划分为热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD。并且在本实施例中,可以对于不同的应用场景的数据,选择不同特征的存储区域。即为,将数据按照其写热度的变化在热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD之间进行调度,这样可以通过冷闪卷SSD存储写冷数据,提高冷闪卷SSD的利用率,避免过早的替换SSD,造成成本浪费。并且冷闪卷SSD的性能与热闪卷SSD的性能类似,提高了访问写冷数据时的效率,实现了保证存储系统性能的情况下,降低成本损耗的目的。

如图4所示,本发明实施例提供了一种智能存储装置,包括:

获取单元401,用于获取待处理数据。

确定单元402,用于根据待处理数据的访问频率,确定待处理数据的访问热度类型。

其中,访问热度类型用于指示出所述待处理数据的访问热度。

处理单元403,用于在待处理数据的访问热度类型包含写热时,将待处理数据存储至热闪卷的固态硬盘SSD中,在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,将待处理数据存储至冷闪卷的SSD中。

其中,热闪卷的SSD是指寿命分值小于第一警戒阈值的SSD;冷闪卷的SSD是指寿命分值大于或等于于第一警戒阈值的SSD;寿命分值是根据SSD的寿命相关信息计算得到,用以标识出所述SSD的当前寿命值。

具体的,处理单元403,具体用于在待处理数据的访问热度类型包含写热时,检测待处理数据当前存储位置是否为热闪卷的SSD;若否,则在热闪卷的SSD的空闲空间大于待处理数据所需的存储空间时,将待处理数据存储至热闪卷的SSD;在待处理数据的访问热度类型包含写冷时,检测待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD;若否,则在冷闪卷的SSD的剩余空间大于待处理数据所需的存储空间时,将待处理数据存储至冷闪卷的SSD。

进一步地,处理单元403,具体用于在待处理数据的访问热度类型为写冷且读热类型时,检测待处理数据当前存储位置是否为冷闪卷的SSD。

进一步地,处理单元403,还用于在待处理数据的访问热度类型为写冷且读冷类型时,在冷闪卷的SSD的空闲空间不大于待处理数据所需的存储空间时,将待处理数据存储至其他冷存储介质中。

其中,其他冷存储介质是指所述NVMe全闪存存储系统中,除SSD之外的其他存储介质。

进一步地,SSD通过分级步骤划分为热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD。其中,分级步骤包括:周期性获取NVMe全闪存存储系统内SSD的寿命相关信息;根据SSD的寿命相关信息计算SSD的寿命分值;根据SSD的寿命分值,将SSD的寿命分值小于第一警戒阈值的SSD确定为热闪卷的SSD,将SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD。

其中,寿命相关信息包括:擦除次数、SMART信息、SSD参数指标信息。

进一步地,将SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD包括:将SSD的寿命分值大于或等于第一警戒阈值,且小于第二警戒阈值的SSD确定为冷闪卷的SSD;其中,第二警戒阈值大于所述第一警戒阈值。

进一步地,分级步骤还包括:将SSD的寿命分值大于或等于第二警戒阈值的SSD确定为待更换SSD,并向用户端返回建议更换信息,建议更换信息中携带有待更换SSD的相关信息。

进一步地,分级步骤还包括:在SSD由热闪卷的SSD转换为冷闪卷的SSD时,若其内的数据所需存储空间不大于其他热闪卷的SSD的空闲空间时,则将由热闪卷的SSD转换为冷闪卷的SSD内的数据迁移至其他热闪卷的SSD内。

进一步地,处理单元403,还用于将冷闪卷的SSD内的数据在其他冷存储介质内进行备份。

这样一来,在本实施例中,NVMe全闪存存储系统中按照SSD的生命周期即为磨损程度,动态组成不同特征的存储区域。也就是说,将SSD划分为热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD。并且在本实施例中,可以对于不同的应用场景的数据,选择不同特征的存储区域。即为,将数据按照其写热度的变化在热闪卷的SSD及冷闪卷的SSD之间进行调度,这样可以通过冷闪卷SSD存储写冷数据,提高冷闪卷SSD的利用率,避免过早的替换SSD,造成成本浪费。并且冷闪卷SSD的性能与热闪卷SSD的性能类似,提高了访问写冷数据时的效率,实现了保证存储系统性能的情况下,降低成本损耗的目的。

图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备5500的框图。如图5所示,该电子设备500可以包括:处理器501,存储器502。该电子设备500还可以包括多媒体组件503,输入/输出(I/O)接口504,以及通信组件505中的一者或多者。

其中,处理器501用于控制该电子设备500的整体操作,以完成上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法中的全部或部分步骤。存储器502用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备500的操作,这些数据例如可以包括用于在该电子设备500上操作的任何应用程序或方法的指令,以及应用程序相关的数据,例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器502可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,例如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory,简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EPROM),可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,简称PROM),只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。多媒体组件503可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏,音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如,音频组件可以包括一个麦克风,麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器502或通过通信组件505发送。音频组件还包括至少一个扬声器,用于输出音频信号。I/O接口504为处理器501和其他接口模块之间提供接口,上述其他接口模块可以是键盘,鼠标,按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件505用于该电子设备500与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信,例如Wi-Fi,蓝牙,近场通信(NearField Communication,简称NFC),2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等,或它们中的一种或几种的组合,在此不做限定。因此相应的该通信组件505可以包括:Wi-Fi模块,蓝牙模块,NFC模块等等。

在一示例性实施例中,电子设备500可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法。

在另一示例性实施例中,还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质,该程序指令被处理器执行时实现上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法的步骤。例如,该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器502,上述程序指令可由电子设备500的处理器501执行以完成上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法。

图6是根据一示例性实施例示出的一种电子设备6000的框图。例如,电子设备600可以被提供为一服务器。参照图6,电子设备600包括处理器610,其数量可以为一个或多个,以及存储器620,用于存储可由处理器610执行的计算机程序。存储器620中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外,处理器610可以被配置为执行该计算机程序,以执行上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法。

另外,电子设备60还可以包括电源组件630和通信组件640,该电源组件630可以被配置为执行电子设备600的电源管理,该通信组件640可以被配置为实现电子设备600的通信,例如,有线或无线通信。此外,该电子设备600还可以包括输入/输出(I/O)接口650。电子设备600可以操作基于存储在存储器620的操作系统,例如Windows ServerTM,Mac OS XTM,UnixTM,LinuxTM等等。

在另一示例性实施例中,还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质,该程序指令被处理器执行时实现上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法的步骤。例如,该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器620,上述程序指令可由电子设备600的处理器610执行以完成上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法。

在另一示例性实施例中,还提供一种计算机程序产品,该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序,该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的一种NVMe全闪存存储系统的智能存储方法的代码部分。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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