[發明專利]基于ZNS標準提供數據壓縮存儲設備及其方法

在審

• 申請號: 202011622910.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN114691020A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 袁戎
• 申請（專利權）人: 上海曼卜信息科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/02;H03M7/30
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

提供了基于ZNS標準提供數據壓縮存儲設備及其方法。提供的處理IO命令的方法，包括：主機向存儲設備提供用于向第一存儲區域(Zone)寫入數據的第一命令；所述存儲設備根據所述第一存儲區域的寫指針(WP)為所述第一命令要寫入的數據分配第一邏輯地址索引，所述第一邏輯地址索引與所述第一命令要寫入的數據的第一大小定義了第一邏輯地址空間；壓縮所述第一命令要寫入的數據，得到壓縮后的數據；存儲所述壓縮后的數據；同所述第一邏輯地址索引相關聯地記錄存儲所述壓縮后的數據的地址；以及向主機提供所述第一邏輯地址索引；所述主機相關聯地記錄所述第一命令所訪問的第一主機邏輯地址(HLBA)與所述第一邏輯地址索引。

技術領域

本申請涉及存儲技術，尤其涉及利用ZNS(ZonedNameSpace，存儲區域命名空間)標準提供壓縮的方法、其存儲設備及使用該存儲設備的主機。

背景技術

圖1展示了存儲設備的框圖。存儲設備102同主機相耦合，用于為主機提供存儲能力。主機同存儲設備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，串行高級技術附件)、SCSI(Small ComputerSystem Interface，小型計算機系統接口)、SAS(Serial Attached SCSI，串行連接SCSI)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驅動器電子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)、PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，PCIe，高速外圍組件互聯)、NVMe(NVM Express，高速非易失存儲)、以太網、光纖通道、無線通信網絡等連接主機與固態存儲設備102。主機可以是能夠通過上述方式同存儲設備相通信的信息處理設備，例如，個人計算機、平板電腦、服務器、便攜式計算機、網絡交換機、路由器、蜂窩電話、個人數字助理等。存儲設備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(NVMExpress)、SAS、以太網、光纖通道等方式與主機交換數據。

控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM 110之間的數據傳輸，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，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmable gate array，現場可編程門陣列)、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DRAM110，并可訪問DRAM110的數據。在DRAM可存儲FTL表和/或緩存的IO命令的數據。

控制部件104包括閃存接口控制器(或稱為介質接口控制器、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的接口協議的方式向NVM芯片105發出命令，以操作NVM芯片105，并接收從NVM芯片105輸出的命令執行結果。已知的NVM芯片接口協議包括“Toggle”、“ONFI”等。

存儲介質上通常按頁來存儲和讀取數據。而按塊來擦除數據。塊(也稱物理塊)包含多個頁。存儲介質上的頁(稱為物理頁)具有指定的尺寸，例如17664字節。物理頁也可以具有其他的尺寸。