[發明專利]在具有高速緩存體系結構的存儲設備中提高數據熱量跟蹤分辨率

在審

• 申請號: 202010781196.8
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112346658A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: N·伊安努;N·帕潘德羅;R·A·普萊特卡;S·托米克;R·I·斯托伊卡;T·費希爾;A·D·弗萊;C·波茲蒂斯;A·D·瓦爾斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F11/10;G06F12/0866
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李永敏;于靜

根據一個實施例，一種計算機實現的方法用于在數據位于高速緩存中時維持數據的熱量信息。該計算機實現的方法包括：將數據從非易失性存儲器轉移到高速緩存，使得數據被存儲在高速緩存的第一頁中。通過在哈希表中保留與第一頁中的數據相對應的一個或多個比特，維持與數據相關聯的先前讀取和/或寫入熱量信息。此外，數據從高速緩存中的第一頁轉出到非易失性存儲器，并且哈希表中與該數據相對應的一個或多個比特被更新以反映與該數據相關聯的當前讀取和/或寫入熱量信息。

技術領域

本發明涉及數據存儲系統，并且更具體地，本發明涉及保存數據熱量信息并增加數據熱量跟蹤分辨率。

背景技術

以閃存為例，傳統的基于NAND閃存的固態驅動器(SSD)的性能特征與傳統的硬盤驅動器(HDD)的本質上是不同的。傳統SSD中的數據通常以4、8或16KB大小的頁進行組織。此外，SSD中的頁讀取操作通常比寫入操作快一個數量級，并且延遲既不取決于操作的當前位置也不取決于操作的先前位置。

然而，在基于閃存的SSD中，存儲位置在被寫入之前被逐塊擦除。擦除塊單元的大小通常為256個頁，并且擦除操作比頁編程操作要多花費大約一個數量級的時間。由于NAND閃存的固有屬性，基于閃存的SSD會錯位寫入數據，因此映射表會將寫入數據的邏輯地址映射到物理地址。該映射表通常被稱為邏輯到物理表(LPT)。

由于基于閃存的存儲器單元由于磨損或其他原因而表現出讀取錯誤和/或故障，因此可以在存儲器頁內以及跨存儲器芯片使用附加冗余(例如，類似于RAID-5和RAID-6的方案)。存儲器頁內的附加冗余可包括糾錯碼(ECC)，其例如可包括BCH碼。雖然在頁中添加ECC相對簡單，但將存儲器塊組織成類似RAID的條帶則更為復雜。例如，隨著時間的流逝，單個塊將退役，這需要重組條帶或減少條帶的容量。由于條帶的組織與LPT一起定義了數據的位置，因此SSD通常利用對數結構陣列(LSA)體系結構，該體系結構將這兩種方法結合在一起。

LSA體系結構依賴于錯位寫入。在這種方法中，存儲器頁覆蓋將導致將存儲器頁數據寫入存儲器中的新位置，將存儲器頁數據的舊副本標記為無效，然后更新映射信息。由于當前NAND存儲器技術的局限性，無效的數據位置只有在其所屬的整個塊被擦除后才能重用。但是，在擦除之前，該塊會進行垃圾回收，從而該塊中的任何有效數據都將重定位到新的塊中。通常，盡可能長時間地延遲塊的垃圾回收，以最大化塊中無效數據的數量，并因此減少重定位的有效頁的數量，因為重定位數據會導致其他寫入操作，從而增加寫入放大。

發明內容

根據一個實施例的一種計算機實現的方法，用于在數據位于高速緩存中時維持數據的熱量信息。所述計算機實現的方法包括：將數據從非易失性存儲器轉移到高速緩存，使得數據被存儲在高速緩存的第一頁中。通過在哈希表中保留與第一頁中的數據相對應的一個或多個比特，維持與數據相關聯的先前讀取和/或寫入熱量信息。此外，數據從高速緩存中的第一頁轉出到非易失性存儲器，并且哈希表中與該數據相對應的該一個或多個比特被更新以反映與該數據相關聯的當前讀取和/或寫入熱量信息。

根據另一實施例的計算機程序產品包括計算機可讀存儲介質，該計算機可讀存儲介質中體現有程序指令。程序指令是處理器可讀和/或可執行的，以使處理器執行上述方法。

根據又一實施例的計算機實現的方法是用于在數據位于高速緩存中時維持數據的熱量信息。該計算機實現的方法包括：更新哈希表中與數據相對應的一個或多個比特，以反映與該數據相對應的當前讀取和/或寫入熱量信息。數據從非易失性存儲器轉移到高速緩存，使得數據被存儲在高速緩存的第一頁中。通過在哈希表中保留與該數據相對應的該一個或多個比特，進一步維持與該數據相對應的當前讀取和/或寫入熱量信息。而且，數據從高速緩存中的第一頁轉出到非易失性存儲器。

通過以下詳細描述，本發明的其他方面和實施例將變得顯而易見，當結合附圖時，以下詳細描述通過示例的方式示出了本發明的原理。

附圖說明