[發(fā)明專利]云計算環(huán)境中的基于NVMe的存儲系統(tǒng)的混合框架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810436744.6
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN109388338B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 楊征宇;莫爾塔扎·侯賽因扎德;黃炳良;約翰·阿爾圖克斯;托馬斯·大衛(wèi)·埃文斯
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張帆;張青

一種快速非易失性存儲器(NVMe)系統(tǒng)包括至少一個用戶應用、NVMe控制器和系統(tǒng)管理程序。各個用戶應用在對應的虛擬機環(huán)境中運行，并且包括用戶輸入/輸出(I/O)隊列。NVMe控制器連接至至少一個非易失性存儲器存儲裝置，并且所述NVMe控制器具有包括至少一個裝置隊列的驅(qū)動器。系統(tǒng)管理程序連接至各個用戶應用的用戶I/O隊列和NVMe控制器，并且選擇性地強制各個用戶I/O隊列針對NVMe控制器的驅(qū)動器中的對應的裝置隊列清空或者啟用用戶I/O隊列與NVMe控制器的驅(qū)動器中的對應的裝置隊列之間的私有I/O通道。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求于2017年8月2日提交的美國臨時專利申請No.62/540,555的優(yōu)先權(quán)利益，該申請的公開以引用方式全文并入本文中。

技術領域

本文公開的主題整體涉及快速非易失性存儲器(NVMe)系統(tǒng)，具體地說，涉及一種基于NVMe的虛擬機系統(tǒng)管理程序(VM-Hypervisor)平臺。

背景技術

最近，由于與NVMe裝置相關的突出性能，數(shù)據(jù)中心已在用NVMe固態(tài)驅(qū)動器(SSD)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的串行AT附件(SATA)和串行連接的SCSI(SAS)SSD。然而，由于歷史的原因，NVMe目前在諸如VMware?ESXi的基于虛擬機系統(tǒng)管理程序的平臺中的部署，沿I/O路徑具有許多中間隊列，由于隊列中被鎖住而造成了性能瓶頸。還可能存在由于跨VM干擾引起的I/O響應時間延遲。然而，最重要的是，在基于虛擬機系統(tǒng)管理程序的平臺中，未充分利用NVMe?SSD多達64K的隊列容量。

發(fā)明內(nèi)容

示例實施例提供了一種快速非易失性存儲器(NVM)(NVMe)系統(tǒng)，其可包括至少一個用戶應用、NVMe控制器和系統(tǒng)管理程序(hypervisor)。各個用戶應用可在對應的虛擬機環(huán)境中運行，并且包括用戶輸入/輸出(I/O)隊列。NVMe控制器可連接至至少一個NVM存儲裝置，并且NVMe控制器可具有包括至少一個裝置隊列的驅(qū)動器。系統(tǒng)管理程序可連接至各個用戶應用的用戶I/O隊列并連接至NVMe控制器，并且系統(tǒng)管理程序可強制各個用戶I/O隊列針對NVMe控制器的驅(qū)動器中的對應的裝置隊列清空。在一個實施例中，系統(tǒng)管理程序可將假完成消息發(fā)送至各個用戶I/O隊列，以強制用戶I/O隊列針對NVMe控制器的驅(qū)動器中的對應的裝置隊列清空。在一個實施例中，NVMe控制器可選擇空閑I/O服務器，以將裝置隊列中的I/O流量發(fā)送至NVM存儲裝置。在一個實施例中，系統(tǒng)管理程序可基于Erlang函數(shù)確定裝置隊列的優(yōu)化數(shù)量。

另一示例實施例提供了一種快速非易失性存儲器(NVM)(NVMe)系統(tǒng)，其可包括至少一個用戶應用、NVMe控制器和系統(tǒng)管理程序。各個用戶應用可在對應的虛擬機環(huán)境中運行，并且包括用戶輸入/輸出(I/O)隊列。NVMe控制器可連接至至少一個NVM存儲裝置，并且該NVMe控制器可包括具有至少一個裝置隊列的驅(qū)動器。系統(tǒng)管理程序可連接至各個用戶應用的用戶I/O隊列并連接至NVMe控制器。系統(tǒng)管理程序可啟用用戶I/O隊列與NVMe控制器的驅(qū)動器中的對應的裝置隊列之間的私有I/O通道。在一個實施例中，可針對對應的用戶應用的至少一個線程啟用用戶I/O隊列與對應的裝置隊列之間啟用的私有I/O通道。在另一實施例中，各個私有I/O通道可包括NVMe控制器的驅(qū)動器中的對應的I/O服務器。在又一實施例中，系統(tǒng)管理程序可基于服務等級協(xié)議啟用私有I/O通道。在另一實施例中，系統(tǒng)管理程序還可基于用戶應用的許可等級啟用私有I/O通道。