[發明專利]用于超密集IO數字保留的方法和裝置

在審

• 申請號: 201810369067.0
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN108616281A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: B·M·易格諾米爾羅
• 申請（專利權）人: 辛博立科伊奧公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30;H03M7/50
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 王珺;徐瑞紅

本發明公開一種用來編碼和解碼原始數據的系統和方法。所述用來編碼的方法包括：接收未編碼數據塊；將所述未編碼數據塊分解成多個數據向量；將所述多個數據向量中的每一個映射到比特標記符；以及，將所述比特標記符存儲在存儲器中以便產生所述未編碼數據的編碼表示形式。編碼還可包括將所述未編碼數據塊分解成默認數據和非默認數據并且僅映射所述非默認數據。在一些實施方案中，比特標記符可包括種子值和復制規則或者分形樣式。

本申請為2016年4月15日提交的、發明名稱為“用于超密集IO數字保留的方法和裝置”、要求了在先提交的美國申請62/148,160和14/804,175的優先權、申請號為201610236668.5的專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2015年4月15日提交的美國臨時專利申請第62/148,160號的權益，所述專利申請的全部內容以引用的方式整體并入本文中。

背景技術

在20世紀80年代早期，新興計算機產業結合了數學家和物理學家約翰·馮·諾依曼(John Von Neumann)的分布式理論計算機模型。馮·諾依曼的理論遙遙領先他所處的時代并且是在個人計算時代變為現實之前很久便已構思。馮·諾依曼模型實現了如下概念：許多較小的計算機可以比昂貴的單一集中式計算機(例如，大型機)定標并產生更高的計算機能力。隨著數字數代的開始，個人計算機不僅變得很強大，而且在家庭和辦公室中越來越普及，從而帶來了應用程序的有用性。隨著時間的推移，個人計算機(PC)正好發展成臺式設備并且擴展到數據中心并變形為服務器。數據中心中的服務器轉變成客戶端-服務器市場，并且約翰·馮·諾依曼五十年前推理的眾所周知的分布式計算模型變成了現實。

數十年來，已知的是PC、膝上型電腦和服務器使用RISC、PowerPC、和x86體系結構來實現處理能力(CPU)、使用有限存儲器(例如，隨機存取存儲器RAM)并且使用硬盤(HDA)設備來實現存儲介質。隨著數字時代繼續發展，計算機所創造的內容繼續變得更豐富、密度更大，并且驅使計算機處理能力(CPU)、RAM容量和硬盤驅動器密度每年革新和升級。這種方法繼續存在著若干危害：(1)在獲得密度的同時并不是所有的部件都獲得性能[摩爾定律]；(2)這些元件的I/O接口不是相同的速度，從而產生I/O瓶頸[克萊德定律]。

計算機產業中眾所周知的升級技術已升級計算機存儲器(RAM)，從而從機器中得到更多的性能。相反，存儲器(RAM)容量受到若干關鍵因素的限制：CPU處理器、硅的納米密度局限以及功率損耗。根據如今的標準，與最大計算機硬盤驅動器的容量是6TB相比，可獲得的最大存儲器模塊的容量僅僅是128GB。在此示例中，硬盤驅動器比存儲器模塊大93.75倍；這是密度問題。相反，針對存儲器模塊(即，RAM)的最大輸入/輸出(I/O)傳送速度目前是每秒56.7GB，并且針對串行附接SCSI(SAS-II)的最大I/O傳送速度目前是每秒750MB。因此，存儲器模塊比如今的SAS-II硬盤驅動器快76.8倍。

在輕松的計算負荷下，人們可能不會注意到密度與性能的這種不平衡或斗爭。然而，在繁重的計算負荷下，存在不均衡的話，密度與性能的這種主要不平衡以及I/O瓶頸將不可避免地發生。這些最終會使整個計算操作減緩到硬盤驅動器的速度。避免這種情況的無效嘗試是針對問題添加更多的系統并且重新寫入應用程序以便將應用程序進一步分布在更多的處理器核心上。

這種典型問題的答案是在于添加更多的存儲器(RAM)并且寫入應用算法以減輕瓶頸。

然而，下一個挑戰突然出現了：成本。存儲器(RAM)根據RAM模塊的密度一般可能是非常昂貴的。RAM如何昂貴的現實世界示例是目前可獲得的最大可用存儲器模塊是64GB。單個64GB RAM模塊目前售價約每模塊1000.00美元。平均的x86服務器母板目前售價約700.00美元并且可使用多達16或24個RAM模塊。通過使用16個模塊完全構成廉價x86母板，目前將花費約16000.00美元；這樣使得RAM比廉價母板貴約20倍并且將只生產1TB的RAM。