[發明專利]在軟件定義的存儲系統中進行高速緩存的方法和裝置

有效

• 申請號: 201580082637.2
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN108027710B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 齋藤秀雄;畑崎惠介
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本文描述的示例性實施方式涉及系統和方法，其中存儲軟件配置為考慮底層硬件的能力以在運行時確定高速緩存數據方法。在示例性實施方式中考慮的能力的一些示例包括非易失性存儲器(NVM)是否可用以及NVM的可用程度。所使用的高速緩存方法的一些示例包括使用動態隨機存取存儲器(DRAM)和NVM兩者來高速緩存寫入數據以及僅使用NVM來高速緩存寫入數據。

技術領域

本公開總體涉及存儲系統，并且更具體地涉及在軟件定義的存儲系統中進行高速緩存的實施方式。

背景技術

在相關技術中，非易失性存儲器(NVM)具有與動態隨機存取存儲器(DRAM)相近的輸入/輸出(I/O)性能。NVM的一些示例包括磁性RAM(MRAM)和相變RAM(PCRAM)。

在相關技術的實施方式中，描述了存在一種存儲裝置，其在NVM中高速緩存寫入數據以便即使在斷電時也保存數據。在美國專利公開第US2007/0150647號中描述了使用NVM作為高速緩存的存儲裝置的這種相關技術的實施方式的示例，其全部內容通過引用并入本文以用于所有目的。在另一相關技術的實施方式中，存在一種存儲裝置，其監測備用電源狀態改變并切換寫入高速緩存模式。當可以執行電池備份時，存儲裝置執行回寫高速緩存，而當不能執行電池備份時，存儲裝置通過高速緩存執行寫入。在中國專利公開第CN100357873號中描述了I/O流自適應寫入高速緩存策略調整系統的這種相關技術的實施方式的示例，其全部內容通過引用并入本文以用于所有目的。

因此，在相關技術中，NVM被用作DRAM的擴展，用于存儲系統中的數據高速緩存。這樣的實施方式可以降低每比特高速緩存的成本。

在相關技術中，在數據中心中還存在使用商用硬件的趨勢，其中存儲功能被提供為軟件(軟件定義的存儲)。

發明內容

然而，在相關技術的實施方式中，存儲軟件可能不考慮執行存儲軟件的硬件的能力上的差異。結果，存儲軟件可能無法充分利用可用的硬件。例如，DRAM的帶有電池備份的硬件可以使用DRAM進行寫入高速緩存而不會在掉電時丟失數據，但DRAM的不帶有電池備份的硬件應當使用NVM進行寫入高速緩存，以防止掉電時丟失數據。

在本公開的示例性實施方式中，存儲軟件配置為考慮NVM是否可用以確定在哪里高速緩存寫入數據。此外，在示例性實施方式中，存儲軟件配置為考慮有NVM的可用程度以確定要使用多少DRAM來高速緩存讀取數據和高速緩存寫入數據。

在示例性實施方式中，存在允許軟件定義的存儲充分利用運行軟件定義的存儲的硬件的方法和裝置。

示例性實施方式的方面包括一種存儲服務器，該存儲服務器可以涉及：存儲器，配置為存儲將輸入/輸出(I/O)請求操作類型與指示高速緩存類型的可用性的一個或多個參數相關聯的信息，高速緩存類型包括非易失性存儲器(NVM)和動態隨機存取存儲器(DRAM)中的至少一個，根據存儲服務器的硬件配置的檢測來生成上述信息；和處理器，配置為基于指示與I/O請求操作類型相關聯的高速緩存類型的可用性的一個或多個參數，針對I/O請求操作類型選擇高速緩存模式，并且對于是I/O請求操作類型的I/O請求操作的接收，根據所選擇的高速緩存模式來處理I/O請求操作。

示例性實施方式的方面涉及一種用于存儲服務器的方法，該方法可以涉及：管理將輸入/輸出(I/O)請求操作類型與指示高速緩存類型的可用性的一個或多個參數相關聯的信息，高速緩存類型包括非易失性存儲器(NVM)和動態隨機存取存儲器(DRAM)中的至少一個，根據存儲服務器的硬件配置的檢測來生成上述信息；基于指示與I/O請求操作類型相關聯的高速緩存類型的可用性的一個或多個參數，針對I/O請求操作類型選擇高速緩存模式，并且對于是I/O請求操作類型的I/O請求操作的接收，根據所選擇的高速緩存模式來處理I/O請求操作。