[發明專利]在固態驅動器中提供服務質量

有效

• 申請號: 201610847115.3
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN107870820B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 孫清濤;王立辰
• 申請（專利權）人: 北京憶恒創源科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

技術領域

本發明涉及存儲領域，更具體地，涉及根據處理負載來調整IO命令隊列的帶寬以提供服務質量的技術。

背景技術

圖1以固態存儲設備(Solid Storage Device，SSD)為例，展示了存儲設備的框圖。固態存儲設備102同主機相耦合，用于為主機提供存儲能力。主機同固態存儲設備102之間可通過多種方式相耦合，耦合方式包括但不限于通過例如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高級技術附件)、SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統接口)、SAS(Serial Attached SCSI，串行連接SCSI)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驅動器電子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)、PCIE(Peripheral Component Interconnect Express,PCIe，高速外圍組件互聯)、NVMe(NVM Express，高速非易失存儲)、以太網、光纖通道、無線通信網絡等連接主機與固態存儲設備102。主機可以是能夠通過上述方式同存儲設備相通信的信息處理設備，例如，個人計算機、平板電腦、服務器、便攜式計算機、網絡交換機、路由器、蜂窩電話、個人數字助理等。存儲設備102包括接口103、控制部件104、一個或多個NVM(非易失存儲器，Non-Volatile Memory)芯片105以及DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機訪問存儲器)110。NAND閃存、相變存儲器、FeRAM、MRAM等是常見的NVM。接口103可適配于通過例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太網、光纖通道等方式與主機交換數據。控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機訪問存儲器)110之間的數據傳輸，還用于存儲管理、主機邏輯地址到閃存物理地址映射、擦除均衡、壞塊管理等。可通過軟件、硬件、固件或其組合的多種方式實現控制部件104。控制部件104可以是FPGA(Field-programmable gate array，現場可編程門陣列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，應用專用集成電路)或者其組合的形式。控制部件104也可以包括處理器或者控制器，在處理器或控制器中執行軟件來操縱控制部件104的硬件來處理IO命令。控制部件104還耦合到DRAM 110，并可訪問DRAM 110的數據。在DRAM可存儲FTL表和/或緩存的IO命令的數據。

控制部件104包括閃存接口控制器(或稱為閃存通道控制器)。閃存接口控制器耦合到NVM芯片105，并以遵循NVM芯片105的接口協議的方式向NVM芯片105發出命令，以操作NVM芯片105，并接收從NVM芯片105輸出的命令執行結果。NVM芯片105的接口協議包括“Toggle”、“ONFI”等公知的接口協議或標準。

存儲器目標(Target)是NAND閃存封裝內的共享芯片使能(CE,Chip Enable)信號的一個或多個邏輯單元(Logic Unit，也稱為LUN)。NAND閃存封裝內可包括一個或多個管芯(Die)。典型地，邏輯單元對應于單一的管芯。邏輯單元可包括多個平面(Plane)。邏輯單元內的多個平面可以并行存取，而NAND閃存芯片內的多個邏輯單元可以彼此獨立地執行命令和報告狀態。在可從http://www.micron.com/～/media/Documents/Products/Other％20Documents/ONFI3_0Gold.ashx獲得的“Open NAND Flash Interface Specification(Revision 3.0)”中，提供了關于目標(target)、LUN、平面(Plane)的含義，其為現有技術的一部分結合于此。

存儲介質上通常按頁來存儲和讀取數據。而按塊來擦除數據。塊包含多個頁。存儲介質上的頁(稱為物理頁)具有固定的尺寸，例如17664字節。物理頁也可以具有其他的尺寸。