[發明專利]一種寫數據高速緩存的方法、系統、設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202111497794.3
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN113918101B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 王江;李樹青;孫華錦
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/0882
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 李紅蕭;楊帆

本發明提供一種寫數據高速緩存的方法、系統、設備和存儲介質，方法包括：響應于接收到主機發出的寫數據操作指令，創建控制頁表并向所述控制頁表中依次填入多個控制塊；將首個控制塊的入口指針提交到工作隊列調度引擎以將所述多個控制塊對應的任務在所述工作隊列調度引擎中穿插執行；提前向主機發送完成應答并通知固件進行數據的后續處理和落盤；以及響應于最后一個控制塊對應的任務執行結束，對所使用的控制頁表資源進行釋放。本發明通過主機接口管理引擎和固件系統的協同調度流程以適用寫緩存使能的場景，可以顯著降低計算存儲系統對主機響應的時延性能。

技術領域

本發明涉及計算存儲領域，更具體地，特別是指一種寫數據高速緩存的方法、系統、設備和存儲介質。

背景技術

隨著近年來計算存儲（Computational Storage）技術的興起，計算存儲架構通過將數據計算從主機CPU中卸載到靠近存儲單元的數據處理加速單元，減少了相應的數據的搬移操作，從而盡可能地釋放了系統性能。

計算存儲引入了計算存儲處理器（Computational Storage Processor，CSP）、計算存儲驅動器（Computational Storage Drive，CSD）和計算存儲陣列（ComputationalStorage Array，CSA）三種產品形態，并期待通過架構上的重新定義來降低CPU占用率、降低對網絡和DDR帶寬的消耗、降低系統功耗、支持潛在的大規模并行計算處理等。

在計算存儲系統中，有一類典型應用就是使用計算存儲系統中的自帶的DDR（Double Data Rate，雙倍速率同步動態隨機存儲器）作為數據Cache（緩存），緩存主機讀/寫操作的數據，目的都是降低系統的IO（Input Output，輸入輸出）操作時延。以承接主機的IO寫操作為例，正常的，需要在數據可靠落盤后才能應答主機。但打開寫高速緩存（WriteCache）功能后，計算存儲系統會在將主機待落盤的數據從主機DDR搬入本地DDR中受掉電保護的區域后，就向主機發送應答信號，這樣主機則認為該數據已經完成“落盤”操作。而實際上，計算存儲系統針對該數據塊的相關運算處理還在系統內部分步展開，待處理完成后再合并其他一些條件滿足后最終進行落盤操作。

在面向計算存儲的通用計算加速架構中如何實現寫IO數據高速緩存功能是一個需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提出一種寫數據高速緩存的方法、系統、計算機設備及計算機可讀存儲介質，本發明通過主機接口管理引擎和固件系統的協同調度流程以適用寫緩存使能的場景，通過“零拷貝”的方式實現控制頁表從主機接口管理引擎向固件的轉移，可以顯著降低計算存儲系統對主機響應的時延性能。

基于上述目的，本發明實施例的一方面提供了一種寫數據高速緩存的方法，包括如下步驟：響應于接收到主機發出的寫數據操作指令，創建控制頁表并向所述控制頁表中依次填入多個控制塊；將首個控制塊的入口指針提交到工作隊列調度引擎以將所述多個控制塊對應的任務在所述工作隊列調度引擎中穿插執行；提前向主機發送完成應答并通知固件進行數據的后續處理和落盤；以及響應于最后一個控制塊對應的任務執行結束，對所使用的控制頁表資源進行釋放。

在一些實施方式中，所述創建控制頁表并向所述控制頁表中依次填入多個控制塊包括：向所述控制頁表中填入第一控制塊以在本地雙倍速率同步動態隨機存儲器中設置內存區域；向所述控制頁表中填入第二控制塊以將主機雙倍速率同步動態隨機存儲器中待寫入數據遷移到所述內存區域中；以及向所述控制頁表中填入第三控制塊以應答主機并結束當前輸入輸出。

在一些實施方式中，方法還包括：對本地雙倍速率同步動態隨機存儲器中所述內存區域中的寫入數據進行掉電保護。

在一些實施方式中，方法還包括：響應于所述控制頁表空間不足，申請新的控制頁表空間以創建新的控制頁表，并將新的控制頁表和原來的控制頁表初始化為鏈式控制頁表。