[發(fā)明專利]從盤的內(nèi)徑和外徑周期性降級以改善讀響應(yīng)時間

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280056470.9
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN103946820A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·T·本哈斯;L·M·古普塔;C·斯特勞斯;W·A·賴特
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅;李崢宇

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于從盤的內(nèi)徑和外徑周期性降級以改善讀響應(yīng)時間的方法、系統(tǒng)以及制品。

背景技術(shù)

存儲控制器可以控制可包括盤、磁帶等的多個存儲設(shè)備。高速緩存也可由存儲控制器維護(hù)，其中，高速緩存可包括與諸如硬盤、磁帶等某些其他存儲設(shè)備相比可更快速地存取的高速儲存器。然而，高速緩存的存儲容量的總量與由存儲控制器控制的諸如硬盤等某些其他存儲設(shè)備的存儲容量相比是相對小的。高速緩存可包括可以以不同方式彼此互操作的隨機(jī)存取存儲器(RAM)、非易失性存儲設(shè)備(NVS)、讀高速緩存、寫高速緩存等中的一個或多個。NVS可包括電池備份隨機(jī)存取存儲器，并且可允許以高速度執(zhí)行寫操作。存儲控制器可管理來自聯(lián)網(wǎng)主機(jī)的對多個存儲設(shè)備的輸入/輸出(I/O)請求。

由存儲控制器實現(xiàn)的高速緩存技術(shù)幫助隱藏I/O等待時間。高速緩存可包括用來減少從低速存儲器或設(shè)備讀數(shù)據(jù)或向該低速存儲器或設(shè)備寫數(shù)據(jù)所需的有效時間的高速存儲器或存儲設(shè)備。高速緩存被用于從外部儲存器進(jìn)行的快速數(shù)據(jù)存取，以服務(wù)于讀數(shù)據(jù)存取請求，并用以提供對已修改數(shù)據(jù)的緩存。寫請求被寫至高速緩存且然后被寫(即，降級)至外部存儲設(shè)備。

引入了用于允許快速寫入的NVS。一般地，在不存在NVS的情況下，數(shù)據(jù)寫可能必須被同時直接地寫(即，降級)到存儲設(shè)備以確保一致性、正確性以及持續(xù)性。否則，服務(wù)器的故障可造成存儲在高速緩存中的數(shù)據(jù)丟失。一般地，主機(jī)寫入的速率超過存儲設(shè)備的速度，因此在沒有NVS的情況下，到存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率可能是緩慢的。NVS使得能夠?qū)崿F(xiàn)到高速緩存的快速寫入，其中，寫入被鏡像到并被安全地存儲在NVS中，直至能夠?qū)懭雮鬏數(shù)酵獠看鎯υO(shè)備為止。數(shù)據(jù)稍后以異步方式從高速緩存被降級(并從NVS被丟棄)，因此隱藏存儲設(shè)備的寫等待時間。高速緩存和NVS通常存儲意圖用于多個存儲設(shè)備的更新。為了確保用于寫入的持續(xù)低等待時間，可能必須將NVS中的數(shù)據(jù)排空，從而確保始終存在用于即將來臨的寫入的某些空空間；否則，隨后的寫入可有效地變成同步的，其可負(fù)面地影響用于主機(jī)寫入的響應(yīng)時間。另一方面，如果寫入被過于激進(jìn)地排空，則寫高速緩存的益處可能被完全利用，因為所利用的NVS高速緩存的平均量可能是低的。

可經(jīng)由多種高速緩存管理機(jī)制來執(zhí)行從輔助儲存器升級至高速緩存和從高速緩存降級至輔助儲存器。例如，諸如基于最近最少使用(LRU)機(jī)制的臨時機(jī)制可基于哪些軌道是最近最少使用(LRU)的而使軌道降級。軌道的空間排序可由某些高速緩存管理機(jī)制來執(zhí)行，其中，讀出和寫入按照邏輯地址的升序或降序而被存儲在有序列表中，并且該有序列表被遍歷以進(jìn)行降級。此類空間降級可有利于使一起最接近地位于盤上的數(shù)據(jù)段降級。

發(fā)明內(nèi)容

提供了一種方法、系統(tǒng)以及計算機(jī)程序產(chǎn)品，其中包括高速緩存的存儲控制器從主機(jī)接收命令，其中必須滿足對應(yīng)于用于執(zhí)行命令的讀響應(yīng)時間的標(biāo)準(zhǔn)集合。執(zhí)行至少基于使用新近性和軌道的空間位置來使軌道降級的降級應(yīng)用，其中軌道的空間排序被保持在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并且降級應(yīng)用遍歷軌道的空間排序。在遍歷軌道的空間排序的同時，軌道被以周期性間隔從至少盤內(nèi)徑或外徑降級，其中滿足對應(yīng)于用于執(zhí)行命令的讀響應(yīng)時間的標(biāo)準(zhǔn)集合。

在其他實施方式中，通過以周期性間隔使軌道從盤的內(nèi)徑和外徑降級，通過違背空間排序來服務(wù)于相對遠(yuǎn)離磁頭的當(dāng)前位置的讀軌道。

在其他實施方式中，標(biāo)準(zhǔn)集合指定：平均讀響應(yīng)時間將小于第一閾值，并且將在小于第二閾值的時間內(nèi)執(zhí)行預(yù)定百分比的讀取。

在附加實施方式中，將定時器設(shè)置成預(yù)定時間間隔并將降級計數(shù)器設(shè)置成零。在遍歷包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的軌道的分類二叉樹的同時拾取光標(biāo)位置處的軌道以用于降級。響應(yīng)于確定定時器已到期，并且響應(yīng)于確定降級計數(shù)器是零，找到在分類二叉樹的開頭處的第一軌道，在不改變光標(biāo)位置的情況下，并將第一軌道而不是光標(biāo)位置處的軌道降級。

將降級計數(shù)器遞增至一，并且降級應(yīng)用繼續(xù)拾取軌道以從光標(biāo)開始執(zhí)行降級。

在附加實施方式中，響應(yīng)于確定定時器已到期，并且響應(yīng)于確定降級計數(shù)器不是零，找到在分類二叉樹的結(jié)尾處的最后軌道，在不改變光標(biāo)位置的情況下，將該最后軌道而不是光標(biāo)位置處的軌道降級。將降級計數(shù)器設(shè)置成零并將定時器設(shè)置成預(yù)定時間間隔。降級應(yīng)用繼續(xù)拾取軌道以從光標(biāo)位置開始執(zhí)行降級。

在某些實施方式中，周期性間隔是固定預(yù)定時間段，其中通過仿真對應(yīng)于存儲控制器處的來自嚴(yán)格讀要求應(yīng)用的至少讀請求的工作負(fù)荷來確定固定預(yù)定時間段。

附圖說明

現(xiàn)在將僅以示例的方式并參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在所述附圖中：