[發明專利]控制存儲器與非易失性緩存裝置協同存儲的設備和方法

無效

• 申請號: 201110288673.8
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102360273A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 祝夭龍;嚴杰;周娟娟
• 申請（專利權）人: 北京邦諾存儲科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F13/16
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;羅延紅

技術領域

本發明涉及存儲器的數據存取方案，尤其涉及一種利用緩存裝置與存儲 器進行協同存儲來減少由于直接將數據寫入存儲器或從存儲器讀取數據所產 生的機械損耗和功率損耗。

背景技術

隨著信息處理技術的發展，各種數據業務系統被設計為用于使人們能夠 容易地獲取并使用數據。在各種數據業務系統中，均需要設置存儲器來進行 數據的存儲。由于使用數據業務系統的用戶數量不斷增加，而每個用戶對數 據存取的需求也愈加頻繁，因此，現有的存儲器(通常為硬盤裝置)不得不 經歷大量的數據讀取和寫入操作。然而，存儲器驅動裝置本身的物理結構決 定了它在電機加速旋轉和磁頭頻繁拾取期間不僅產生材料上的損耗，而且將 產生較高的耗電，并生成較多的熱量。這種結構上帶來的較大損耗難以通過 機械上的改進來降低或避免，因此，數據存儲器的使用壽命和損耗情況成為 很多數據業務系統在設計和使用方面的受限因素。

此外，目前的緩存裝置多為RAM(隨機存取存儲器)，其上存儲的數據 將在掉電的情況下丟失。緩存裝置通常被用來作為與CPU(中央處理單元) 進行高速數據交換的存儲器，它因為存取速度快而先于存儲器(例如，硬盤) 與CPU交換數據，以便于CPU的工作不必受制于存儲器的緩慢存取速度。由 此可見，在現有技術中，緩存裝置僅被用作單純的工作緩沖區，即，設置緩 存裝置是為了利用其所具有的極快的存取速度，從而將緩存裝置作為硬盤存 儲和外界接口之間的緩沖器。也就是說，由于硬盤的數據傳輸速度相較于CPU 的接口傳輸速度要緩慢很多，因此，緩存裝置在數據處理過程中起到一個緩 沖的作用，其中存儲的數據將在掉電的情況下丟失。

由此可見，在現有技術中，存儲器由于本身的機械結構而在電機加速旋 轉和磁頭頻繁拾取期間產生較高的損耗，并生成較多的能量。在數據的傳輸 期間，存儲器這種損耗大的缺陷尚無有效的方式予以克服。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠通過緩存裝置與存儲器進行協同存儲來 減少存儲器的機械損耗和功率損耗，并提高數據存取速度的設備、方法和系 統。

根據本發明的一方面，提供一種用于控制存儲器與非易失性緩存裝置進 行協同存儲的設備，所述設備包括：存儲狀態檢測單元，用于在用戶請求讀 寫用戶數據時，檢測非易失性緩存裝置的存儲狀態；數據轉移觸發單元，用 于根據數據在存儲器與非易失性緩存裝置之間轉移的數據轉移條件來產生數 據轉移觸發信號；以及讀寫控制單元，用于基于由存儲狀態檢測單元檢測到 的存儲狀態，針對存儲器或非易失性緩存裝置來讀寫所述用戶數據，并根據 由數據轉移觸發單元產生的數據轉移觸發信號來控制存儲器與非易失性緩存 裝置之間的數據轉移。

在沒有進行用戶數據讀寫或數據轉移期間，所述存儲器可處于休眠狀態。

當用戶請求寫入用戶數據時，如果存儲狀態檢測單元檢測到非易失性緩 存裝置中有足夠的可用空間，則讀寫控制單元可將用戶數據寫入非易失性緩 存裝置；如果存儲狀態檢測單元檢測到非易失性緩存裝置中沒有足夠的可用 空間來存儲用戶數據，則讀寫控制單元可喚醒存儲器并將用戶數據直接寫入 存儲器。

當用戶請求讀取用戶數據時，如果存儲狀態檢測單元檢測到非易失性緩 存裝置中已經存有所請求的用戶數據，則讀寫控制單元可從非易失性緩存裝 置讀取所述用戶數據；如果存儲狀態檢測單元檢測到非易失性緩存裝置中未 存有所請求的用戶數據，則讀寫控制單元可喚醒存儲器以直接從存儲器讀取 所述用戶數據。

所述設備還可包括：異常處理單元，用于在存儲器和非易失性緩存裝置 之一出現異常狀態時，控制所述讀寫控制單元針對未出現異常狀態的存儲器 或非易失性緩存裝置來讀寫所述用戶數據。

存儲器可以是由多個存儲單元組成的陣列，所述異常處理單元還用于當 所述陣列中的存儲單元之一出現異常狀態時，控制所述讀寫控制單元針對未 出現異常狀態的存儲單元來讀寫所述用戶數據。

所述設備還可包括：數據暫存模塊，用于在針對存儲器或非易失性緩存 裝置均無法實現用戶數據的讀寫時，暫存相應的用戶請求或用戶數據，以便 隨后與恢復的存儲器或非易失性緩存裝置進行用戶數據的讀寫。