[發(fā)明專利]已驗(yàn)證數(shù)據(jù)集合的非易失性介質(zhì)日志記錄

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210333854.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN102945201A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.摩斯;K.梅拉;R.納加;S.費(fèi)爾馬;S.拉帕爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 微軟公司
• 主分類號(hào): G06F11/34
• 分類號(hào): G06F11/34
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董寧;汪揚(yáng)

背景技術(shù)

在計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)，許多情形涉及在一個(gè)或更多非易失性存儲(chǔ)器件（例如基于盤片的磁性和/或光學(xué)硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)存儲(chǔ)器件以及非易失性存儲(chǔ)器電路）上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的許多細(xì)節(jié)可以不同，比如字尺寸、尋址方法、將存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)空間劃分成一個(gè)或更多分區(qū)以及將存儲(chǔ)器件內(nèi)的已分配空間暴露為計(jì)算環(huán)境內(nèi)的一個(gè)或更多卷。

在許多這樣的存儲(chǔ)情形中，可以利用各種技術(shù)來(lái)檢測(cè)對(duì)于數(shù)據(jù)的非意定改變。例如，器件的讀取或存儲(chǔ)邏輯中的錯(cuò)誤、緩沖區(qū)欠載或溢出、存儲(chǔ)介質(zhì)中的瑕疵或者外部干擾（比如宇宙射線）都可能不時(shí)導(dǎo)致在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)中或者在從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)中的非有意的改變。因此，在許多這樣的情形中，根據(jù)涉及對(duì)于對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集合（例如不同的字、扇區(qū)、區(qū)段或其他數(shù)據(jù)集合）計(jì)算的驗(yàn)證器（例如奇偶校驗(yàn)位或校驗(yàn)和）的檢錯(cuò)方案將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件上。所述驗(yàn)證器可以被用來(lái)證實(shí)數(shù)據(jù)集合的內(nèi)容已經(jīng)被有效地存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器件上和/或從存儲(chǔ)器件中讀取。作為一個(gè)這樣的例子，在存儲(chǔ)包括一個(gè)比特集合的數(shù)據(jù)集合的情境中，可以對(duì)各個(gè)比特應(yīng)用異或（XOR）運(yùn)算，從而得到可以存儲(chǔ)并且與該數(shù)據(jù)集合相關(guān)聯(lián)的一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。當(dāng)后來(lái)讀取所述數(shù)據(jù)集合時(shí)，可以對(duì)其應(yīng)用另一次異或運(yùn)算，并且可以將結(jié)果與所述奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行比較。任一個(gè)比特的改變都會(huì)導(dǎo)致這些XOR計(jì)算的失配，從而表明數(shù)據(jù)已被錯(cuò)誤地存儲(chǔ)、改動(dòng)或者從存儲(chǔ)器件錯(cuò)誤地讀取。可以標(biāo)識(shí)許多類型的驗(yàn)證器，其在某些特征方面可能有所不同（例如易于計(jì)算，標(biāo)識(shí)出數(shù)據(jù)集合的哪一個(gè)比特被改變的能力，以及能夠借以校正錯(cuò)誤地讀取的數(shù)據(jù)部分的糾錯(cuò)能力）。

檢錯(cuò)方案常常被用在廉價(jià)盤冗余陣列（RAID）陣列中，比如共用在一起以便獲得各種聚集屬性（比如改進(jìn)吞吐量和自動(dòng)數(shù)據(jù)鏡像）的硬盤驅(qū)動(dòng)器集合。作為一個(gè)這樣的例子，RAID?4陣列涉及兩個(gè)或更多盤的集合，其中在所述陣列中包括一個(gè)盤，該盤不用來(lái)存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，而是用來(lái)存儲(chǔ)被存儲(chǔ)在其他盤上的數(shù)據(jù)的驗(yàn)證器。例如，對(duì)于一個(gè)涉及每個(gè)存儲(chǔ)一兆兆字節(jié)數(shù)據(jù)的四個(gè)盤的RAID?4陣列，前三個(gè)盤的容量被共用從而形成用于用戶數(shù)據(jù)的三兆兆字節(jié)存儲(chǔ)空間，而第四個(gè)盤被包括在所述陣列中以保存用于存儲(chǔ)在前三個(gè)盤上的各個(gè)數(shù)據(jù)集合的驗(yàn)證器（例如對(duì)于分別存儲(chǔ)在其他三個(gè)盤上的每三個(gè)64比特字，第四個(gè)盤包括一個(gè)驗(yàn)證所述三個(gè)64比特字的完整性的64比特驗(yàn)證器）。RAID陣列控制器包括被配置成實(shí)施針對(duì)所提供的驅(qū)動(dòng)器集合的所選RAID級(jí)別的細(xì)節(jié)的電路（例如在接收到一個(gè)數(shù)據(jù)集合之后，將所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分配到三個(gè)用戶數(shù)據(jù)盤上，計(jì)算所述數(shù)據(jù)集合的驗(yàn)證器，并且將驗(yàn)證器存儲(chǔ)在第四個(gè)盤上）。所使用的RAID技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)附加的保護(hù)或特征；例如如果RAID?4陣列中的任何單個(gè)存儲(chǔ)器件發(fā)生故障，則可以通過使用剩余的存儲(chǔ)器件完全重建存儲(chǔ)在故障器件上的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

提供本發(fā)明內(nèi)容以簡(jiǎn)化形式介紹下面在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的一組概念。本發(fā)明內(nèi)容不意圖標(biāo)識(shí)出所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的關(guān)鍵因素或本質(zhì)特征，也不意圖被用來(lái)限制所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的范圍。

把數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器件可能會(huì)存在幾個(gè)低效源頭和潛在問題。作為第一個(gè)例子，被寫入到存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)集合可能涉及一個(gè)數(shù)據(jù)序列，比如寫入到存儲(chǔ)器件上的一個(gè)物理地址序列的數(shù)據(jù)。通過根據(jù)該序列寫入數(shù)據(jù)集合（例如作為鄰接數(shù)據(jù)塊的順序?qū)懭耄?，存?chǔ)器件可以獲得更快的查找時(shí)間、更高的吞吐量以及/或者由于查找時(shí)間和寫入操作的減少而導(dǎo)致的降低功率消耗和物理?yè)p耗。然而由于各種情況，存儲(chǔ)器件可能把所述數(shù)據(jù)序列作為兩個(gè)或更多子序列寫入，并且可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些效率。作為第一個(gè)例子，針對(duì)寫入數(shù)據(jù)集合的請(qǐng)求可能包括兩個(gè)或更多針對(duì)寫入所述序列的一部分的請(qǐng)求（例如針對(duì)寫入地址1000-1015的第一請(qǐng)求和針對(duì)寫入地址1016到1031的第二請(qǐng)求），并且存儲(chǔ)器件可以單獨(dú)提交（commit）所述序列的每一個(gè)部分而不是一起提交整個(gè)序列。作為第二個(gè)例子，存儲(chǔ)器件可能接收到幾個(gè)寫入請(qǐng)求，并且在寫入序列的第一部分和序列的第二部分之間可能把一個(gè)不同的數(shù)據(jù)集合寫入在一個(gè)不同位置處，從而在第一部分與第二部分之間導(dǎo)致兩次附加的查找。這些和其他情況可以被標(biāo)識(shí)為錯(cuò)失了提升性能效率、功率效率以及存儲(chǔ)器件的使用壽命的機(jī)會(huì)。