[發(fā)明專利]非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)高速緩存

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080044714.2
• 申請日: 2010-10-05
• 公開（公告）號: CN102576333A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: S·S·迪什卡爾;S·卡瑪卡;A·普魯希;R·K·喬里
• 申請（專利權(quán)）人: 馬維爾國際貿(mào)易有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅

與相關(guān)申請的交叉引用

本發(fā)明要求于2009年10月5日提交的、標題為“Flash?Based?Cache?with?a?Cache?Aware?Flash?Translation?Layer”的美國臨時申請序號61/248,845的優(yōu)先權(quán)。上述申請的全文內(nèi)容通過引用并入于此。

技術(shù)領域

本公開描述了與數(shù)據(jù)高速緩存有關(guān)的系統(tǒng)和技術(shù)。

背景技術(shù)

主機系統(tǒng)可以與存儲系統(tǒng)進行通信以便讀寫數(shù)據(jù)。主機系統(tǒng)可以包括計算機系統(tǒng)，諸如個人計算機、消費電子設備或者服務器系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)可以包括一個或多個數(shù)據(jù)存儲設備，諸如與主機系統(tǒng)通信的硬盤驅(qū)動器(HDD)或固態(tài)驅(qū)動器(SSD)。在一些實現(xiàn)中，主機系統(tǒng)包括存儲系統(tǒng)，而在其他實現(xiàn)中，存儲系統(tǒng)在主機系統(tǒng)之外。存儲系統(tǒng)可以執(zhí)行數(shù)據(jù)高速緩存以便減少平均訪問延遲時間。

發(fā)明內(nèi)容

本公開包括與數(shù)據(jù)高速緩存有關(guān)的系統(tǒng)和技術(shù)。根據(jù)所描述的系統(tǒng)和技術(shù)的一個方面，一種系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲設備、配置用以對關(guān)于數(shù)據(jù)存儲設備的數(shù)據(jù)進行高速緩存的非易失性存儲器結(jié)構(gòu)、以及配置用以對諸如數(shù)據(jù)存儲設備之類的設備進行操作的控制器。控制器可以從主機系統(tǒng)接收邏輯地址，在非易失性存儲器結(jié)構(gòu)中分配物理頁面，存儲從邏輯地址到物理頁面的物理地址的映射，接收與邏輯地址關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，以及基于物理地址而將關(guān)聯(lián)于邏輯地址的數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲器結(jié)構(gòu)以便對關(guān)聯(lián)于邏輯地址的數(shù)據(jù)進行高速緩存。映射可以指示關(guān)聯(lián)于邏輯地址的數(shù)據(jù)的被高速緩存狀態(tài)。

在一些實現(xiàn)中，控制器被配置用以接收與來自主機系統(tǒng)或數(shù)據(jù)存儲設備中之一的邏輯地址關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)中，控制器被配置用以基于與被寫入到不同物理頁面的邏輯地址關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)而使映射無效。控制器可以執(zhí)行對關(guān)聯(lián)于被無效映射的物理頁面的擦除，從而使得物理頁面可用于重新分配。在一些實現(xiàn)中，控制器被配置用以基于由無效命令序列所指示的邏輯地址而使已分配的物理頁面無效。在一些實現(xiàn)中，邏輯地址包括數(shù)據(jù)存儲設備的標識符和邏輯頁面編號。系統(tǒng)可以包括兩個或更多個數(shù)據(jù)存儲設備。非易失性存儲器結(jié)構(gòu)可被配置用以對關(guān)于兩個或更多個數(shù)據(jù)存儲設備的數(shù)據(jù)進行高速緩存。映射可以包括數(shù)據(jù)存儲設備標識符，其標識兩個或更多個數(shù)據(jù)存儲設備中的至少一個。在一些實現(xiàn)中，控制器包括存儲控制器和高速緩存控制器，并且高速緩存控制器通信地與非易失性存儲器結(jié)構(gòu)耦合。非易失性存儲器結(jié)構(gòu)可以包括一個或多個快閃存儲器結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)存儲設備可以包括一個或更多個硬盤驅(qū)動器。系統(tǒng)可以包括包含有非易失性存儲器結(jié)構(gòu)的高速緩存設備。在一些實現(xiàn)中，控制器被配置用以基于邏輯地址來選擇高速緩存設備。

根據(jù)所描述的系統(tǒng)和技術(shù)的另一方面，一種方法包括從主機系統(tǒng)接收包括邏輯地址的信息。該方法包括接收與來自主機系統(tǒng)或數(shù)據(jù)存儲設備中之一的邏輯地址關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。該方法包括在非易失性存儲器結(jié)構(gòu)中分配物理頁面。在一些實現(xiàn)中，非易失性存儲器結(jié)構(gòu)被配置用以對關(guān)于至少一個數(shù)據(jù)存儲設備的數(shù)據(jù)進行高速緩存。該方法包括存儲從邏輯地址到物理頁面的物理地址的映射。該方法包括基于物理地址而將關(guān)聯(lián)于邏輯地址的數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲器結(jié)構(gòu)以便高速緩存關(guān)聯(lián)于邏輯地址的數(shù)據(jù)。映射可以指示關(guān)聯(lián)于邏輯地址的數(shù)據(jù)的被高速緩存狀態(tài)。

在一些實現(xiàn)中，一種方法包括基于與被寫入到不同物理頁面的邏輯地址關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)而使映射無效，以及執(zhí)行對與被無效映射關(guān)聯(lián)的物理頁面的擦除以便使物理頁面可用于重新分配。接收與邏輯地址關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以包括基于邏輯地址，從數(shù)據(jù)存儲設備讀取數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)中，一種方法包括基于由無效命令序列所指示的邏輯地址而使已分配的物理頁面無效。

所描述的系統(tǒng)和技術(shù)可實現(xiàn)于電子電路、計算機硬件、固件、軟件或者其組合之中，諸如本說明書所公開的結(jié)構(gòu)裝置及其結(jié)構(gòu)等效件中。這可以包括至少一個實施程序的計算機可讀介質(zhì)，該程序可操作用以致使一個或多個數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行所描述的操作。因此，程序?qū)崿F(xiàn)可以通過所公開的方法、系統(tǒng)或裝置來實現(xiàn)，并且裝置實現(xiàn)可以通過所公開的系統(tǒng)、計算機可讀介質(zhì)或方法來實現(xiàn)。類似地，方法實現(xiàn)可以通過所公開的系統(tǒng)、計算機可讀介質(zhì)或裝置來實現(xiàn)，并且系統(tǒng)實現(xiàn)可以通過所公開的方法、計算機可讀介質(zhì)或裝置來實現(xiàn)。