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用于管理对复合数据存储设备进行访问的方法和系统技术方案

技术编号:10560090 阅读:113 留言:0更新日期:2014-10-22 14:14
本发明专利技术描述了管理复合非易失性数据存数设备的方法。在一个实施例中,用于管理由快速非易失性存储装置诸如固态设备和慢速非易失性存储装置诸如传统磁性硬盘驱动器组成的复合存储设备的方法可包括:维护第一数据结构,所述第一数据结构存储对快速非易失性存储设备诸如SSD设备中的一组单元中的每个单元进行的最近访问的实例;并且还维护第二数据结构,所述第二数据结构指示慢速存储设备诸如HDD中的单元是否已被访问至少预定次数。在一个实施例中,第二数据结构可为概率散列表,其具有较低的所需存储器开销,但是相对于慢速存储设备中的单元或块最近是否已被引用不能保证总是提供正确的回答。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了管理复合非易失性数据存数设备的方法。在一个实施例中,用于管理由快速非易失性存储装置诸如固态设备和慢速非易失性存储装置诸如传统磁性硬盘驱动器组成的复合存储设备的方法可包括:维护第一数据结构,所述第一数据结构存储对快速非易失性存储设备诸如SSD设备中的一组单元中的每个单元进行的最近访问的实例;并且还维护第二数据结构,所述第二数据结构指示慢速存储设备诸如HDD中的单元是否已被访问至少预定次数。在一个实施例中,第二数据结构可为概率散列表,其具有较低的所需存储器开销,但是相对于慢速存储设备中的单元或块最近是否已被引用不能保证总是提供正确的回答。【专利说明】复合非易失性存储设备的数据迁移 交叉引用 本申请要求提交于2012年2月16日的临时申请序列号61/599, 927的权益,并且 该临时申请据此以引用方式并入。本申请还涉及同样提交于2012年2月16日的共同未决 的申请序列号61/599, 930,并且该申请据此以引用方式并入。
技术介绍
本专利技术涉及用于在复合非易失性存储器中管理数据存储的方法,该复合非易失性 存储器是慢速存储器设备和快速存储器设备的复合体。在复合磁盘系统中,可将大的、慢速 且廉价的磁性硬盘驱动器与小的、快速但昂贵的存储设备诸如固态驱动器结合以形成逻辑 卷。这可通过固态驱动器(SSD)来提供快速访问的优点,同时提供磁性硬盘驱动器(HDD) 的大容量。用于管理此类复合磁盘的现有技术已使用了诸如最近最少使用的(LRU)算法或 时钟算法或由Song Jiang所描述的ClockPro算法。这些现有技术可改善复合磁盘的快速 部分与慢速部分之间的数据分配,但是它们往往不是空间高效的,因为它们需要大量的主 存储器,诸如大量的DRAM,以便实现这些技术中所使用的数据结构来用于在复合磁盘的两 个部分之间分配数据。因此,需要改进的空间高效技术,其不需要同样多的存储器来对复合 磁盘的两个或更多个组件之间分配或迁移数据中所使用的数据结构进行存储。
技术实现思路
在一个实施例中,用于管理对快速非易失性存储设备诸如固态设备和慢速非易失 性存储设备诸如磁性硬盘驱动器进行访问的方法可包括:维护第一数据结构,该第一数据 结构指示对快速非易失性存储设备诸如SSD设备中的一组单元中的每个单元进行访问的 近因;并且还维护第二数据结构,该第二数据结构指示慢速存储设备诸如HDD设备中的单 元或块最近是否已被引用(诸如最近已被引用过仅一次的单元或块)。在一个实施例中,第 二数据结构可为概率散列表,其为空间高效的并减少所需的存储器开销。概率散列表相对 于慢速存储设备中的单元或块最近是否已被引用而言大多数时候均是正确的,但是不能保 证总是提供正确的回答。 通过附图以及通过以下【具体实施方式】,本专利技术的其他特征将显而易见。 以上概述不包括本专利技术所有方面的详尽列表。预期本专利技术包括可根据以上概述的 各方面以及以下【具体实施方式】中所公开的那些的所有合适的组合来实践的所有系统和方 法。 【专利附图】【附图说明】 本专利技术以举例的方式进行说明,并且不仅限于各个附图的图形,在附图中类似的 标号指示类似的元件。 图1示出了数据处理系统的例子,该数据处理系统可与本专利技术的实施例一起使 用。 图2示出了根据本专利技术的一个实施例的复合非易失性存储器的例子。 图3示出了算法的数据结构的例子,该算法可称为时钟算法。 图4示出了根据本专利技术的一个实施例的数据结构诸如虚影表(ghost table)的例 子,该数据结构可与本文所述的一种或多种方法一起使用。 图5为流程图,其示出了根据本专利技术的至少一个实施例的方法。 图6为流程图,其示出了根据本专利技术的至少一个实施例的方法。 图7为流程图,其示出了根据本专利技术的一个实施例的方法。 图8示出了布隆过滤器数据结构的例子,该数据结构可与本专利技术的至少一个实施 例一起使用。 图9为流程图,其示出了根据本专利技术的一个实施例的方法。 图10为流程图,其示出了根据本专利技术的一个实施例的方法。 【具体实施方式】 本专利技术描述了改善复合非易失性数据存储设备的管理的方法。将参考以下讨论的 细节来描述本专利技术的多个实施例和方面,并且附图将对所述多个实施例进行说明。以下说 明书和附图对于本专利技术是示例性的,并且不应被理解为限制本专利技术。描述了众多的具体细 节以提供对本专利技术的各种实施例的彻底理解。然而,在某些实例中,众所周知或常规的细节 并未被描述,以便提供对本专利技术的实施例的简明论述。 在本说明书中对"一个实施例"或"实施例"的引用是指结合该实施例描述的特定 特征、结构或特性可以被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书中的各个位置出 现的短语"在一个实施例中"不一定都是指同一个实施例。在随后的附图中所描绘的过程由 包括硬件(例如,电路系统、专用逻辑等等)、软件(如非暂态机器可读存储介质上的指令) 或两者的组合的处理逻辑来执行。虽然下文按照某些顺序操作来描述该过程,但应当理解, 所描述的某些操作可以不同的顺序被执行。此外,某些操作可并行地执行而并非按顺序执 行。 图1示出了计算系统10的例子,其为数据处理系统的形式,其可与本文所述的一 个或多个实施例一起使用。系统10可为台式计算机系统、或膝上型计算机系统、或智能电 话、或一些其他电子设备或消费电子设备。如在本领域已知的,系统10可包括耦接到可选 的高速缓存14的一个或多个微处理器或其他逻辑单元12 ;在一个实施例中,该高速缓存14 可为SRAM。一个或多个微处理器12通过一条或多条总线18耦接到系统的其余部分,该一 条或多条总线18将一个或多个微处理器12耦接到主存储器,该主存储器可为易失性RAM 16。在一个实施例中,易失性RAM可为在计算机系统中所使用的常规的DRAM,其中该DRAM通 过总线耦接到系统10中的其余组件。系统10还可包括一个或多个输入/输出控制器20, 其通过一条或多条总线18将一个或多个输入/输出设备22耦接到系统的其余部分。系统 10还包括非易失性存储器19,其可为复合磁盘,诸如固态驱动器形式的闪存存储器与常规 的磁性硬盘驱动器的组合。 图2示出了根据一个实施例的复合磁盘的例子。非易失性存储器19包括固态驱 动器51和磁性硬盘驱动器52,其可被文件系统和操作系统当作单个逻辑卷或块设备,并且 由一个或多个控制器控制,诸如包括固态驱动器控制器的控制器53和包括硬盘驱动器控 制器的控制器54。一个或多个控制器通过总线18将图2中所示的复合驱动器耦接到系统 10中的其余组件。应当理解,闪存存储器是快速非易失性存储设备的一种形式,并且其他快 速存储设备可或者与慢速存储设备或其他非易失性存储设备一起使用,慢速存储设备可为 常规的磁性硬盘驱动器,其他非易失性存储设备比该快速存储设备慢。应当理解,在本说明 书中,对SSD或HDD的引用应被理解为是指快速非易失性存储设备和慢速非易失性存储设 备,并且不应被理解为限于或特定于任何存储设备技术。 图3示出了根据本专利技术的一个实施例的第一数据结构的例子,该第一数据结构与 时钟算法一起使用。一个实施例中的时钟算法可类似于现有技术中使用的现有时钟本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于管理对多设备复合数据存储系统进行访问的方法,所述方法包括:管理第一数据结构,所述第一数据结构指示对第一数据存储设备上的一组单元中的每个单元进行访问的近因;以及管理第二数据结构,所述第二数据结构概率性地指示第二数据存储设备上的单元是否已接收到至少一次最近引用,其中所述第二数据结构为概率散列表、或计数布隆过滤器、或另一种空间高效的概率数据结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:王文广P·马克
申请(专利权)人:苹果公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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