[發明專利]一種緩存管理方法及存儲設備

在審

• 申請號: 202110326240.0
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN115129230A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 項偉杰;劉進謀;陳俊偉;劉金虎;程卓
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 張潔

本申請提供一種緩存管理方法及存儲設備，該存儲設備包括至少兩級存儲器，該至少兩級存儲器包括一級存儲器和二級存儲器，其中，一級存儲器處理數據的速度高于二級存儲器，一級存儲器至少包括第一存儲區域和第二存儲區域，第一存儲區域中存儲的數據的熱度值均處于第一熱度值區間內，第二存儲區域中存儲的數據的熱度值均存處于第二熱度值區間內，一級存儲器中的數據以一個存儲區域為粒度被換出，上述方式，可以將熱度值相同或相近的數據存儲至同一存儲區域中，減少被換出的數據存在冷熱混雜的情況，能夠提高命中率，同時以存儲區域為粒度進行緩存管理可以降低管理開銷。

技術領域

本申請涉及存儲技術領域，尤其涉及一種緩存管理方法及存儲設備。

背景技術

隨著大數據、人工智能、物聯網等IT技術地發展，人類社會活動產生的數據量越來越大，需要存儲的數據量也越來越大，對數據存儲的性能要求也越來越高。

緩存作為存儲系統提升性能的關鍵組件，為了適應大規模高性能數據存儲需求，緩存容量也對應越來越大。但受制于緩存昂貴的成本，如何在有限空間，盡量多地緩存高價值的數據，是緩存技術一直面臨的挑戰。但隨著緩存容量越來越大，如何平衡緩存的高命中率和管理開銷問題成為亟待解決的問題。

發明內容

本申請提供一種緩存管理方法及存儲設備，用以實現在保證高命中率的基礎上，也能夠降低管理開銷。

第一方面，本申請提供了一種存儲設備，該存儲設備包括處理器、至少兩級存儲器，該至少兩級存儲器包括一級存儲器和二級存儲器，一級存儲器處理數據的速度高于二級存儲器；其中，一級存儲器至少包括第一存儲區域和第二存儲區域，第一存儲區域中所存儲的數據的熱度值均位于第一熱度值區間內，第二存儲區域中所存儲的數據的熱度值均位于第二熱度值區間內，第一熱度值區間與第二熱度值區間不同；所述處理器，用于將一級存儲器中的數據以所述一個存儲區域為粒度被換出。

通過上述設計中，同一存儲區域內存儲的數據的熱度值相同或相近，當以存儲區域為粒度來換出數據時，可以減少被換出的數據存在冷熱混雜的情況，能夠提高命中率，同時以存儲區域為粒度進行緩存管理可以降低管理開銷。

在一種可能的設計中，處理器還用于：獲取第一數據，并確定第一數據的第一熱度值；若第一熱度值位于第一熱度值區間，則將第一數據存儲至第一存儲區域；若第一熱度值位于第二熱度值區間，則將第一數據存儲至第二存儲區域。

通過上述設計，該存儲設備可以根據數據的熱度來分配數據所在的存儲區域，避免冷熱數據混雜在同一存儲區域。

在一種可能的設計中，處理器在確定第一數據的第一熱度值時，具體用于：獲取歷史數據記錄中記錄的第一數據的參數值；參數值包括下列中的一項或多項：被訪問頻次、被訪問時間、數據的大小、數據的有效時間、數據的優先級信息；基于預設算法和參數值進行運算，將運算結果作為第一熱度值。

在一種可能的設計中，處理器在將一級存儲器中的數據以一個存儲區域為粒度換出時，具體用于：確定N個存儲區域中每個存儲區域的第二熱度值，N為正整數，N個存儲區域為一級存儲器中的部分或全部存儲區域；在N個存儲區域中確定至少一個存儲區域，至少一個存儲區域的第二熱度值低于預設閾值；或至少一個存儲區域的第二熱度值低于其他存儲區域的第二熱度值，其他存儲區域為N個存儲區域中除至少一個存儲區域之外的存儲區域；將至少一個存儲區域的數據換出。

在一種可能的設計中，每個存儲區域包括第一數據結構；第一數據結構包括訪問參數記錄；當存儲區域內的數據被訪問時更新訪問參數記錄；處理器在確定N個存儲區域中每個存儲區域的第二熱度值時，具體用于：針對任意一個存儲區域，獲取存儲區域的訪問參數記錄，并根據獲取的訪問參數記錄確定第二熱度值；訪問參數記錄包括下列中的一項或多項：存儲區域內的數據被訪問的總頻次、被訪問的時間。

通過上述設計，存儲區域內存儲的數據的熱度值相同或相近，進一步地，以存儲區域為粒度進行管理，可以節省管理開銷，同時可以保證命中率。