[發明專利]一種基于數控分離架構的存儲數據處理單元

在審

• 申請號: 202210333980.1
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114415985A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張雪慶
• 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
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李秋梅

本發明公開了一種基于數控分離架構的存儲數據處理單元，包括：處理器及硬件加速引擎；其中，該硬件加速引擎用于實現協議卸載操作及數據平面的數據處理操作；該處理器用于實現控制平面的軟件處理操作，以及數據平面中除數據處理操作以外的處理操作；可見，在本方案中，存儲數據處理單元可基于數控分離架構從硬件上對數據流和控制流進行區分，從而避免控制流和數據流之間相互影響，進而減少對存儲性能的影響；并且，本方案在存儲數據處理單元中，還獨立出專門用于執行數據處理操作的硬件加速引擎，以便更高效的實現數據處理操作，提高了存儲數據處理單元在數據存儲領域的處理性能。

技術領域

本發明涉及數據存儲技術領域，更具體地說，涉及一種基于數控分離架構的存儲數據處理單元。

背景技術

當前市場需求驅動全球存儲數據量以ZB（Zettabyte，十萬億億字節）級激增，單個存儲硬盤性能、存儲內部CPU（central processing unit，中央處理器）對內存訪問帶寬和存儲所用的網絡接口帶寬也顯著提升，客戶對于存儲系統I/O（Input/Output，輸入/輸出）性能也提出更高的需求，如：更高帶寬及IOPS（Input/Output Operations Per Second，每秒的讀寫次數）、更低時延等，然而后摩爾時代半導體工藝制程發展減緩，單核算力滯脹（52%-3.5%），這些對于存儲系統設計帶來了巨大性能提升挑戰。

當前主流的存儲系統框架是以CPU計算為中心的（Compute Centric）架構，適用于傳統的存儲設備使用場景，以CPU為中心，通過高速總線將前端接口卡（如網卡、FC（FibreChannel，光纖）卡）、圖形計算處理器（graphics processing unit ，GPU）、內存等計算、存儲、通信設備掛載在CPU下面，所有的計算、控制都由CPU發起，CPU起到了關鍵核心的控制地位。但是，隨著后摩爾時代來臨，CPU單核計算能力滯漲，使得CPU已經成為存儲系統性能提升的瓶頸。

因此，如何提升處理器在數據存儲領域的處理性能，是本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于數控分離架構的存儲數據處理單元，以提升處理器在數據存儲領域的處理性能。

為實現上述目的，本發明提供一種基于數控分離架構的存儲數據處理單元，包括：

處理器及硬件加速引擎；

其中，所述硬件加速引擎用于實現協議卸載操作及數據平面的數據處理操作；所述處理器用于實現控制平面的軟件處理操作，以及所述數據平面中除所述數據處理操作以外的處理操作。

其中，所述硬件加速引擎包括協議加速引擎，所述協議加速引擎用于實現協議處理操作，以及數據一致性的硬件加速操作。

其中，所述協議加速引擎具體用于實現TCP協議處理操作及NVMe over Fabric協議處理操作。

其中，所述硬件加速引擎包括數據流加速引擎，所述數據流加速引擎用于實現數據搬運操作、數據編碼操作、數據轉碼操作、內存比較操作、數據查詢操作、數據插取操作中的至少一者。

其中，所述處理器為ARM處理器。

其中，所述ARM處理器實現的軟件處理操作包括：存儲配置服務操作、機箱管理操作、日志搜集操作、異常處理操作、固件升級操作、用戶安全操作、生產診斷操作中的至少一者。

其中，所述ARM處理器在所述數據平面中實現的處理操作包括：NVMe oF Target管理操作、IO多路徑管理操作、緩存管理操作、Disk管理操作、協議處理操作中的至少一者。

其中，所述處理器通過不同的處理器核實現控制平面的軟件處理操作，以及所述數據平面中除所述數據處理操作以外的處理操作。

其中，所述存儲數據處理單元的用戶態包括所述數據平面、所述控制平面及公共模塊。