[發明專利]數據存儲設備的數據庫管理架構

在審

• 申請號: 202110681629.7
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN114489468A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: I·齊默爾曼;E·哈昆;J·G·哈恩
• 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: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 魏利娜

本發明題為“數據存儲設備的數據庫管理架構”。本發明公開了一種用于SSD上的數據庫管理架構的方法和裝置。表的列表存儲在該SSD中，并且表的記錄跨該SSD的多個FIM存儲，使得可通過同時從多個FIM讀取來并行讀取一組記錄。該表的該記錄被存儲在巨塊上，以無序方式組織為鏈接列表。將新記錄添加到該鏈接列表的結尾。當間隙存儲器大小達到表存儲器大小的約20％時，經由垃圾收集重新組織具有由于數據修改或NVM管芯的壞部分引起的間隙的記錄。

相關申請的交叉引用

本申請要求2020年11月12日提交的美國臨時專利申請序列號63/113,092的權益，該申請以引用方式并入本文。

背景技術

技術領域

本公開的實施方案整體涉及在數據存儲設備的數據庫管理架構內存儲數據。

相關領域的描述

數據庫通常在主機系統上實現，該主機系統包括專用處理器、存儲器和存儲裝置。當執行數據庫文件操作(諸如將記錄寫入表、刪除記錄、修改記錄或在表上選擇)時，應用程序通常向主機系統提供指令，該指令繼而從存儲裝置調用數據，將表(及其記錄)加載在RAM中，以及執行所請求的操作。將結果提供給應用程序，并且根據需要將對記錄或表的任何改變寫入存儲裝置。

開發者通常尚未尋求在數據存儲設備上實現數據庫操作。這些設備能夠存儲大量數據并且可利用處理能力和快速本地存儲器來縮放。然而，構建數據庫文件管理系統以在典型的數據存儲設備上操作所需的努力將是極其資源密集型的并且需要數年的開發時間。此外，以一般化方式構建數據存儲設備以便管理SQL數據庫和非SQL數據庫對于開發將是類似資源和時間密集型的。

所需要的是在數據存儲設備中克服現有方法的缺點以對SQL數據庫和非SQL數據庫進行管理和執行數據庫操作的系統和方法。

發明內容

本公開整體涉及用于SSD上的數據庫管理架構的方法和裝置。表的列表存儲在該SSD中，并且表的記錄跨該SSD的多個FIM存儲，使得可通過同時從多個FIM讀取來并行讀取一組記錄。該表的該記錄被存儲在巨塊上，以無序方式組織為鏈接列表。將新記錄添加到該鏈接列表的結尾。當間隙存儲器大小達到表存儲器大小的約20％時，經由垃圾收集重新組織具有由于數據修改或非易失性存儲器(NVM)管芯的壞部分引起的間隙的記錄。在實施方案中，NVM管芯可以是NAND管芯、NOR管芯、或包括能夠存儲數據的固態存儲器單元的其他管芯。

在一個實施方案中，公開了一種數據存儲設備，該數據存儲設備包括：前端(FE)；前端模塊(FM)，該前端模塊包括多個閃存接口模塊(FIM)、表列表和巨塊列表，該FM耦接到該FE；和控制器，該控制器包括處理器，該處理器被配置為執行用于數據庫記錄管理的方法。在實施方案中，該方法包括：將表的第一記錄寫入該多個FIM中的第一FIM上的第一位置；將該表的第二記錄寫入該多個FIM中的第二FIM的第二位置；通過該第一位置更新該巨塊列表的第一條目并且通過該第二位置更新該巨塊列表的第二條目；以及通過對該巨塊列表的該第一位置的引用來更新該表列表。

在另一個實施方案中，公開了一種用于數據存儲設備的控制器，該控制器包括：對于一個或多個存儲器設備的I/O；以及處理器，該處理器被配置為執行用于數據庫記錄管理的方法。在實施方案中，該方法包括：存儲對第一閃存接口模塊(FIM)的第一存儲器位置的第一引用；存儲對第二FIM的第二存儲器位置的第二引用，其中該第一引用耦接到該第二引用；接收該第一存儲器位置和該第二存儲器位置中的一者處的數據已被修改，從而在數據中產生間隙的指示；以及將對該間隙的第一間隙引用存儲在數據中。