[發明專利]以閉環反饋來提高固態驅動器的IO一致性的監督式學習

在審

• 申請號: 202110191359.1
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN112748886A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: R.卡里亞;M.翁索;J.施米爾;K.科爾賓;L.R.欽塔達
• 申請（專利權）人: 西部數據技術公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

公開了一種以閉環反饋來使用監督式學習的方法和設備，以提高諸如固態驅動器的存儲器布置的輸出一致性。

相關申請的交叉引用

本申請是于2018年5月3日提交的申請號為201810413139.7的中國專利申請“以閉環反饋來提高固態驅動器的IO一致性的監督式學習”的分案。本申請要求于2017年5月12日提交的美國臨時專利申請62/505,491的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開的方面涉及與諸如計算機的主機結合使用的存儲器系統。更具體地，方面涉及提供增加固態驅動器(SSD)的輸入輸出(IO)一致性的系統。

發明背景

領域

隨著計算機系統在效率和能力上的增加，對信息的儲存和擷取的需求越來越重要。對應地，每千兆字節SSD的成本下降。與傳統硬盤驅動器(HDD)相比，這些系統購買者期望要求更快地訪問這些類型的驅動器。

SSD使用不同的系統和方法來儲存數據。特別重要的是對SSD的低時延和恒定吞吐量的維護。SSD因為它們與HDD相比的卓越的低時延性而被使用。在操作期間，垃圾收集在確定SSD的恒定吞吐量中發揮重要作用。垃圾收集允許系統收集未使用或很少使用的數據進行處置。雖然普通用戶看不到發生的垃圾收集活動，但是如果垃圾收集發生在不適當的時間，垃圾收集活動可能會損害SSD的整體吞吐量，導致性能限制。

減慢SSD的操作挫敗了SSD向用戶提供卓越的性能參數的目的。因此，減慢SSD來進行垃圾收集和其他部署(ministerial)功能為提供IO一致性提供了不太優化的解決方案來。為確保垃圾收集繼續進行并且不影響整體吞吐量，可以在低于最大吞吐量的水平上操作SSD。因此，在垃圾收集發生時，用戶將不會經歷減少的吞吐量。

因此，需要為固態驅動器提供不會嚴重影響固態驅動器的整體性能的IO一致性的水平。

還需要提供方法，其將基于諸如計算機使用的各種因素來限制可能由垃圾收集和其他功能而經歷的性能損失。

還需要提供如上文的自動限制性能損失的方法，其可以基于機器學習技術來限制性能能力的整體變化。

還需要提供方法，其不改變SSD的耐用性并且可以基于SSD的最佳使用來增加整體壽命。

發明內容

為了可以以上文敘述的方式詳細地理解本公開的特征，可以參考實施例(其中的一些在附圖中示出)進行本公開的上文簡要總結的更具體地描述。然而，將注意到，因為本公開可以允許其他等效實施例，附圖僅圖示本公開的典型實施例并且因此不被認為是其范圍的限制。

在一個非限制性實施例中，公開了以固態驅動器的閉環反饋來進行監督式學習的布置，該布置包括：配置為從主機接收輸入命令的工作負載(workload)檢測引擎；配置為從主機接收輸入命令的命令分配器(dispatcher)；具有用于接收并且發送數據的連接件的閃存存儲器；連接到命令分配器的命令處理器，該命令處理器配置為進行由命令分配器提供的命令，該命令處理器通過連接件連接到閃存存儲器；配置為從工作負載檢測引擎接收一組數據的引擎，該引擎配置為計算固態驅動器的節流時延(throttling latency)；以及連接到命令分配器和引擎的主機響應器，該主機響應器配置為用已完成的命令對主機進行響應。

在另一個非限制性實施例中，公開了用于改進固態驅動器的輸入和輸出一致性的方法，該方法包括：計算固態驅動器的最小系統強加的讀取和寫入時延；基于最小系統強加的讀取和寫入時延來計算固態驅動器的期望讀取時延和期望寫入時延；基于模型來計算寫入操作的放大系數和讀取操作的放大系數；基于所計算的期望讀取時延和所計算的期望寫入時延以及寫入操作的放大系數和讀取操作的放大系數，來計算固態驅動器的最終讀取時延和最終寫入時延；以及根據最終讀取時延和寫入時延來操作固態驅動器。