[發明專利]緩存存儲適配器架構

無效

• 申請號: 201180022431.2
• 申請日: 2011-05-05
• 公開（公告）號: CN102906714A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: A·普魯西;S·卡馬卡;K·拉斯托吉;S·施沃卡
• 申請（專利權）人: 馬維爾國際貿易有限公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年5月5日提交的美國專利申請號13/101,534的優先權以及2010年5月5日提交的美國臨時申請號61/331,759的權益。在此通過引用并入上述申請的全部公開內容。

技術領域

本公開涉及緩存主機總線適配器，并且更具體地，涉及使用固態存儲設備和非易失性存儲器的緩存主機總線適配器。

背景技術

在此提供的背景描述是為了總體上給出本公開的上下文。就在此背景技術中描述的工作而言，發明人的工作以及在提交時沒有被證明為現有技術的描述并未被明確或者隱含地稱為相對于本公開的現有技術。

現在參考圖1A，示出了一個計算機架構的示例的框圖。處理器100經由北橋模塊106與主存儲器102和圖形處理模塊104通信。北橋模塊106與提供對外圍設備的訪問的南橋模塊108對接。僅作為示例，南橋模塊108與PCI(外圍組件互連)Express插槽110對接。在圖1A中，PCI?Express卡112-1和112-2安裝在PCI?Express插槽110上。

現在參考圖1B，示出了一個備選計算機架構。處理器150包括允許處理器150直接與主存儲器152和圖形處理模塊154通信的電路。用于在處理器150與圖形處理模塊154之間通信的總線例如可以是AGP(加速圖形端口)或者PCI?Express。北橋模塊156提供對處理器150的外圍訪問。例如，北橋模塊156與安裝有PCI?Express卡112-1和112-2的PCI?Express插槽110對接。

南橋模塊108和156可以與附加的總線對接，例如用于連網的以太網、用于外部外設的USB(通用串行總線)以及用于盤驅動的SATA(串行高級技術附件)。PCI?Express卡112可以實現附加的接口。例如，PCI?Express卡112-1可以是主機總線適配器，其為處理器100提供對諸如SCSI(小型計算機系統接口)、eSATA(外部SATA)或者光纖通道的接口的訪問。

發明內容

一種接口適配器，包括：包含非易失性隨機訪問存儲器(RAM)的存儲模塊和查找模塊。存儲模塊被配置為將元數據存儲在非易失性RAM中。元數據標識緩存在固態存儲設備中的來自外部存儲設備的數據。查找模塊被配置為接收讀請求。查找模塊進一步被配置為響應于讀請求并且基于元數據而選擇性地提供來自固態存儲設備的已緩存數據或者提供從外部存儲設備獲取的第二數據。

在其他特征中，存儲模塊進一步被配置為在非易失性RAM中維護寫緩沖區。第二數據在從外部存儲設備被獲取之后被存儲在寫緩沖區中。第二數據在被存儲在寫緩沖區之后被存儲到固態存儲設備中。在其他特征中，接口適配器包括緩沖區控制模塊，被配置為確定何時將來自寫緩沖區的第二數據存儲到固態存儲設備中。緩沖區控制模塊被配置為基于寫緩沖區中存在的用于存儲在固態存儲設備中的相鄰位置中的、包括第二數據在內的數據的預定數量，而將第二數據存儲到固態存儲設備中。

在又一些特征中，接口適配器包括緩存回收模塊，被配置為選擇性地允許固態存儲設備中的數據被覆蓋。在其他特征中，查找模塊被配置為響應于讀請求而構建存在于存儲模塊中的數據的命中列表，構建不存在于存儲模塊中的數據的未命中列表，以及根據未命中列表向外部存儲設備發送數據請求。

一種主機總線適配器，包括固態存儲設備、非易失性隨機訪問存儲器(RAM)以及執行模塊。主機總線適配器被配置為安裝在計算機中。執行模塊被配置為將來自外部存儲設備的數據緩存在固態存儲設備中。執行模塊還被配置為將元數據存儲在非易失性RAM中。元數據指示什么數據被緩存在固態存儲設備中。執行模塊還被配置為從計算機的中央處理器接收讀請求，并且使用來自固態存儲設備的已緩存數據選擇性地對讀請求做出響應。

在其他特征中，執行模塊被配置為使用部分非易失性RAM作為寫緩沖區。執行模塊還被配置為從中央處理器接收寫請求。執行模塊還被配置為在將對應于寫請求的寫數據存儲在固態存儲設備之前將寫數據存儲在寫緩沖區中。執行模塊還被配置為響應于讀請求而選擇性地提供來自寫緩沖區的數據。執行模塊還被配置為當元數據指示用于讀請求之一的第一數據未被存儲在寫緩沖區或者固態存儲設備中時，從外部存儲設備請求第一數據。執行模塊還被配置為一旦從外部存儲設備接收到第一數據，便在將第一數據存儲在固態存儲設備中之前將第一數據存儲在寫緩沖區中。