[發明專利]為了改進I/O性能而壓制數據高速緩存速率的方法

在審

• 申請號: 201310469561.1
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103984648A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: V·B·施瓦山卡拉;N·戈皮納施
• 申請（專利權）人: LSI公司
• 主分類號: G06F12/14
• 分類號: G06F12/14;G06F17/30
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳華成

技術領域

本公開內容總體上涉及計算機系統并且尤其涉及存儲系統。

背景技術

存儲設備或高速緩存設備允許數據存儲在系統中，以便允許未來對數據更快更有效的訪問。當數據存儲在存儲設備或高速緩存設備中時，如果數據在一段時間內沒有被訪問，那么該數據將變得陳舊。在某些情況下，需要高速緩存在高速緩存設備中的數據將大于該高速緩存設備的容量。在這些情況下，高速緩存設備可以開始高速緩存數據，并且去除將需要重新高速緩存的較舊的數據，從而產生高速緩存和丟棄同一數據的持續循環，這被稱為顛簸（thrashing）。

發明內容

本發明的一種實施例可以包括用于當熱點數據量超過高速緩存設備的存儲容量時將數據存儲到該高速緩存設備上的方法，包括：使用最近最少使用隊列塊來監視對高速緩存設備中的一個或多個物理高速緩存窗口中所存儲的數據的引用；將存儲在所述一個或多個物理高速緩存窗口中的數據優先化到最近最少使用隊列塊中的最近最少使用隊列；基于在某個時間段內對所述一個或多個物理高速緩存窗口中的數據的引用的次數，將所述一個或多個物理高速緩存窗口升級為所述最近最少使用隊列塊中的較高優先級的最近最少使用隊列；當所述數據在某個時間段內未被訪問時，將一個或多個物理高速緩存窗口降級為所述最近最少使用隊列塊中的較低優先級的最近最少使用隊列；以及使用所述最近最少使用隊列塊中的一個或多個計數器來監視所述高速緩存設備中降級的物理高速緩存窗口的個數。

本發明的一種實施例可以還包括一種高速緩存設備，其包括：至少一個虛擬高速緩存窗口；至少一個物理高速緩存窗口；與所述至少一個物理高速緩存窗口通信的最近最少使用隊列塊；以及與所述最近最少使用隊列塊通信的哈希表，并且其中所述最近最少使用隊列塊包括至少兩個最近最少使用隊列、至少兩個計數器和一個全局計數器。

附圖說明

圖1是高速緩存設備中具有高速緩存塊的四個物理高速緩存窗口的框圖。

圖2是具有高速緩存塊的1MB物理高速緩存窗口的特寫視圖的框圖，其中該物理高速緩存窗口與具有最近最少使用隊列和計數器的最近最少使用隊列塊通信。

圖3是數據輸入到物理高速緩存窗口的流程圖。

圖4是用于物理高速緩存窗口的優先化的流程圖。

圖5是示出當高速緩存設備處于顛簸狀態時替換熱點數據的方法的流程圖。

圖6是示出如何確定高速緩存設備是否具有陳舊數據、處于顛簸狀態或者物理高速緩存窗口是否可用于存儲的流程圖。

具體實施例

圖1是具有1MB物理高速緩存窗口的閃存存儲設備的框圖，該閃存存儲設備用于高速緩存數據100的存儲并且具地用于顛簸事件的識別及在顛簸事件過程中或者當在高速緩存設備中存在陳舊的高速緩存數據時在高速緩存設備中的存儲高速緩存數據的優先化。在圖1所示的例子中，閃存存儲設備或高速緩存設備102（例如容量為100MB的閃存存儲設備）（圖1中所示的容量為400GB）被分成被稱為高速緩存窗口（CW）104、106、108和110的數據存儲區域，每個CW的大小是1MB。對于總共100MB的存儲空間，高速緩存設備102具有100個物理高速緩存窗口104、106、108和110，每個的大小都是1MB。所有的物理高速緩存窗口104、106、108和110都在高速緩存設備102中使用邏輯塊尋址方案來初始化并被插入到物理高速緩存窗口104、106、108和110的池中，讓空閑的存儲空間可用于存儲來自主機或硬盤112的可高速緩存的數據。每個物理高速緩存窗口104、106、108和110都進一步分成十六（16）個高速緩存塊，其中每個高速緩存塊的大小是64KB。高速緩存塊的大小可以是4KB、8KB、16KB、32KB、64KB和128KB，默認值是64KB。