[發(fā)明專利]基于統(tǒng)一緩存架構(gòu)的多流存儲設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811203693.9
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN110968520A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉玉進;孫清濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京憶恒創(chuàng)源科技有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/1009
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

本申請涉及存儲技術(shù)，具體地，涉及基于統(tǒng)一緩存架構(gòu)的多流存儲設(shè)備。本申請采用的技術(shù)方案是：將具有第一流標識符的緩存單元關(guān)聯(lián)到第一虛擬頁；根據(jù)第一虛擬頁提供的物理地址與緩存單元的索引，將從緩存單元獲取的數(shù)據(jù)寫入NVM芯片。由于現(xiàn)有技術(shù)的電子設(shè)備的多個部件具有緩存，這增加了緩存的用量，增加了電子設(shè)備的成本與功耗。因此希望統(tǒng)一管理多個部件使用的緩存，提高緩存的利用率，并降低緩存的成本，提高電子設(shè)備的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及存儲技術(shù)，具體地，涉及基于統(tǒng)一緩存架構(gòu)的多流存儲設(shè)備。

背景技術(shù)

信息處理設(shè)備中頻繁使用緩存，來臨時存儲數(shù)據(jù)，以匹配數(shù)據(jù)生產(chǎn)者與數(shù)據(jù)消費者之間的速度差異與波動。

以存儲設(shè)備為例，圖1展示了存儲設(shè)備的框圖。存儲設(shè)備102同主機相耦合，用于為主機提供存儲能力。主機同固態(tài)存儲設(shè)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(shù)附件)、SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統(tǒng)接口)、 SAS(Serial AttachedSCSI，串行連接SCSI)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驅(qū)動器電子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)、PCIE(Peripheral Component InterconnectExpress,PCIe，高速外圍組件互聯(lián))、NVMe(NVM Express，高速非易失存儲)、以太網(wǎng)、光纖通道、無線通信網(wǎng)絡(luò)等連接主機與存儲設(shè)備102。主機可以是能夠通過上述方式同存儲設(shè)備相通信的信息處理設(shè)備，例如，個人計算機、平板電腦、服務(wù)器、便攜式計算機、網(wǎng)絡(luò)交換機、路由器、蜂窩電話、個人數(shù)字助理等。存儲設(shè)備102包括接口103、控制部件104、一個或多個NVM芯片105以及DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態(tài)隨機訪問存儲器)110。

NAND閃存、相變存儲器、FeRAM(Ferroelectric RAM，鐵電存儲器)、MRAM(MagneticRandom Access Memory，磁阻存儲器)、RRAM(Resistive Random Access Memory，阻變存儲器)、XPoint存儲器等是常見的NVM。

接口103可適配于通過例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太網(wǎng)、光纖通道等方式與主機交換數(shù)據(jù)。

控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM 110之間的數(shù)據(jù)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。控制部件104可通過軟件、硬件、固件或其組合的多種方式實現(xiàn)，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmable gate array，現(xiàn)場可編程門陣列)、 ASIC(Application SpecificIntegrated 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(zhí)行軟件來操縱控制部件104的硬件來處理IO(Input/Output) 命令。控制部件104還可以耦合到DRAM 110，并可訪問DRAM 110的數(shù)據(jù)。在DRAM可存儲FTL表和/ 或緩存的IO命令的數(shù)據(jù)。

控制部件104包括閃存接口控制器(或稱為介質(zhì)接口控制器、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(xié)議的方式向NVM芯片105發(fā)出命令，以操作NVM芯片105，并接收從NVM芯片105輸出的命令執(zhí)行結(jié)果。已知的NVM芯片接口協(xié)議包括“Toggle”、“ONFI”等。