[發明專利]動態和自適應中斷合并的系統和方法

有效

• 申請號: 201711346736.4
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108628777B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: S.貝尼斯蒂;E.埃雷茲
• 申請（專利權）人: 西部數據技術公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王珊珊

公開了用于動態和自適應的中斷合并的系統和方法。高速NVM(NVM Express，NVMe)實現了成對的提交隊列和完成隊列機制，其中主機裝置上的主機軟件將命令放入提交隊列中。存儲器裝置經由中斷向主機裝置通知完成隊列上的條目。然而，過多的中斷會成為主機裝置的負擔。就此而言，存儲器裝置包含根據一個或多個參數的動態和自適應的中斷合并的方法，所述一個或多個參數包含：完成隊列；命令；隊列深度；等待時間；以及存儲器裝置固件設定。以這種方式，存儲器裝置可以在仍及時通知主機裝置的同時減少中斷的數量。

相關申請的引用

本申請要求于2017年3月24日提交的申請號為15/468，620的美國申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

背景技術

高速NVM(NVM Express，NVMe)是用于存取經由高速PCI(PCI Express，PCIe)總線所附連的非易失性儲存介質的標準。NVMe可以與諸如固態驅動器(SSD)的各種非易失性儲存介質一起使用。NVMe的一個焦點與主機裝置(其可以存取和/或寫入非易失性儲存介質)和存儲器裝置(其包含非易失性儲存介質)之間的I/O通信相關。在這方面，NVMe實現成對的提交隊列和完成隊列機制，且主機裝置上的主機軟件將命令放置于提交隊列中。完成由存儲器裝置控制器放置到相關聯的完成隊列上。

發明內容

高速數據傳送的共同瓶頸是接收系統必須處理的高速率的中斷。這些中斷消耗了接收系統的(多個)總線上的信令資源，并且隨著接收系統在“有效(productive)”工作和中斷處理(其可以是每秒幾千次)之間的來回轉變，引入大量的CPU開銷(overhead)。為減輕這種負載，NVMe標準包含用于中斷合并的兩個參數。特別地，NVMe標準限定可以在初始化階段由主機裝置配置的TIME和THR參數，如以下所示：

以上列出的兩個參數對于所有被支持的中斷矢量是全局的。因此，當使能該特征時，存儲器裝置在兩個場景中發送中斷：

THR完成條目被發布到相關完成隊列；以及

自從第一次中斷的聚集，過去了TIME。

根據這兩個參數，當在短的時間幀中接收多個命令完成時，存儲器裝置控制器僅合并消息并且中斷主機裝置一次。相反地，在實現中斷合并中，已經完成命令的存儲器裝置不立即向主機裝置發送中斷，而是等待一小段時間以防發布更多的命令完成。實際上，這兩個參數導致靜態中斷合并方法。因此，使用這兩個參數可以在等待時間上具有負面影響，且具有等待時間和負載減少之間的折衷。

在一個實現方式中，存儲器裝置根據一個或多個參數使用支持多個平臺的動態和自適應中斷合并方法。一個或多個參數可以包含以下的任何一個、任何組合或全部：

(i)完成隊列的一個或多個方面(例如，完成隊列ID(其可以指示特定完成隊列的優先級，諸如相對優先級)、完成隊列狀態(例如，充滿度的度量，諸如完成隊列是充滿的，還是幾乎空的，亦或是在兩者之間)等)；

(ii)(多個)命令的一個或多個方面(例如，命令分類、存儲器裝置中的未完成(outstanding)命令(例如，未完成命令的執行的階段)等)；

(iii)隊列深度(處理中的命令的數量，諸如在順序隊列門鈴(doorbell)和完成隊列發布之間的)；

(iv)等待時間(例如，主機等待時間(例如，在存儲器裝置發布中斷和主機裝置響應于接收該中斷從完成隊列取回條目之間所經過的時間)、來自以往決定的反饋(邏輯可以是基于以往決定和等待時間結果來自適應的)等)；以及

(v)存儲器裝置固件設定(例如，存儲器裝置內部閾值、水印級別等)。