[發明專利]具有寫入均衡的閃存寄存器

有效

• 申請號: 201880058207.0
• 申請日: 2018-10-04
• 公開（公告）號: CN111066009B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 馬奧爾·本-達揚;奧姆里·帕爾蒙;利蘭·茲維貝;卡納爾·阿迪蒂
• 申請（專利權）人: 維卡艾歐有限公司
• 主分類號: G06F16/10
• 分類號: G06F16/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 王紅艷

多個計算裝置經由網絡通信地耦合至彼此，并且多個計算裝置中的每個計算裝置能夠操作地耦合至多個存儲裝置中的一個或多個存儲裝置。跨多個存儲裝置分布多個故障彈性地址空間，以使得多個故障彈性地址空間中的每個故障彈性地址空間跨多個存儲裝置。每個計算裝置能夠操作為將記錄改變的二級寄存器保存在存儲器中。當從存儲器中讀取數據時，可以根據一個或多個對應寄存器區塊對數據應用最新的改變。由此，二級寄存器能夠使得多個計算裝置延遲和/或鞏固對存儲器(例如，非易失性閃存驅動)的寫入。

交叉引用

通過引用將題為“分布式擦除編碼虛擬文件系統”的美國專利申請號15/243,519的全部內容結合在此。

背景技術

通過該方案與本公開參考附圖的剩余部分中闡述的當前方法和系統的一些方面的比較，數據存儲的常規方案的局限性和缺點將對本領域技術人員變得顯而易見。

發明內容

如權利要求中更為完整地闡述的，提供了一種用于具有寫入均衡的NAND閃存持久寄存器的方法和系統，其具有如至少結合附圖中的至少一個所示出和/或所描述的寫入均衡(write?leveling)。

附圖說明

圖1示出了根據本公開的方面的虛擬文件系統的各種示例性配置。

圖2示出了根據本公開的方面的虛擬文件系統節點的示例性配置。

圖3示出了根據本公開的示例性實施方式的虛擬文件系統的另一表示法。

圖4示出了根據本公開的示例性實施方式的具有寫入均衡的閃存寄存器的實施例。

圖5示出了根據本公開的示例性實施方式的與圖4中的閃存寄存器相關聯的陰影寄存器的實施例。

圖6是示出根據本公開的示例性實施方式的用于在負載平衡分布式存儲系統中使用閃存寄存器進行寫入均衡的方法的流程圖。

圖7示出了其中兩個分布式故障彈性地址空間位于多個固態存儲盤上的示例性實施方式。

圖8示出了根據本公開的示例性實施方式的可以用于保護存儲至虛擬文件系統的非易失性存儲器的數據的前向糾錯方案。

具體實施方式

NAND閃存裝置在其壽命期間支持有限數量的寫入，并且所支持的并發寫入的數量低于所支持的并發讀取的數量。當葉部獲得更新時，因為樹數據結構需要寫入對所有的指針層進行更新，所以在設計中主要使用傳統的基于樹的數據結構，但是，當必須保存在基于NAND閃存的介質中時，傳統的基于樹的數據結構是低效的。因為NAND閃存的寫入數量有限，所以樹數據結構不合適。

本公開中描述的數據結構使得對于基于閃存的存儲器而言，寫入轉為讀取更為高效且便宜。該數據結構提供寫入均衡以及緩存。通常，讀取比寫入還快。例如，一些基于NAND閃存的裝置在給定時間內的讀取的數量是寫入的數量的十倍。因此，本公開的各方面提供一種用于能夠有效地將寫入操作轉為讀取操作的NAND閃存的合適數據結構。

本公開中的系統適用于小型集群，并且還能夠擴展至許多成千上萬個節點。討論了關于非易失性存儲器(NVM)的示例性實施方式，例如，采用固態驅動(SSD)形式的閃存。NVM可以劃分成4kB“區塊”和128MB“組塊”。“盤區(Extents)”可以存儲在易失性存儲器中，例如，用于快速訪問、也由NVM存儲支持的RAM。盤區可以存儲區塊的指針，例如，將256個指針存儲成區塊中存儲的1MB數據。在其他實施方式中，還可以使用更大或更小的存儲器劃分。在本公開中，元數據功能可以有效地散布在多個服務器上。例如，在其中大負載鎖定文件系統命名空間的指定部分的“熱點”情況下，該負載能夠跨多個節點進行分布。