用于准确预测使用寿命的去重跟踪方法和系统技术方案

本申请涉及用于准确预测使用寿命的去重跟踪方法和系统。对于配置有数据去重机制的固态驱动器(SSD)设备，通过在考虑被阻止的驱动器写入操作的情况下检查实际的驱动器写入操作来估计有用的剩余使用寿命，从而获得趋势信息以便将其应用于至少一个驱动器常量数据来预测所述SSD驱动器设备的有用的剩余使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及计算系统，并且更特别地涉及用于估计计算环境中的硬件使用寿命的各种实施例。
技术介绍
现今，利用现代技术，大量的数据可存储在磁盘驱动器上；这些驱动器可以作为单独的实体存在，或者作为更大的存储环境内的更广泛的构成物的一部分而存在。很多时候，当向甚至是最小的环境(即单个驱动器)写入时，都会写入重复的数据。然后，只要满足特定度量，这些重复的内容就可以使用标准的去重技术来去重。另外，最近，固态驱动器(SSD)技术在现代存储领域中已经占据了相当多的立足点。
技术实现思路
各种去重技术可以用于对文件进行去重。例如，当在逐块的级别上分析时，文件可以对照另外的文件进行分析以确定该文件是否具有相同的大小、名称和内容。去重技术允许在较高的级别上消除存储环境中的重复信息，使得重复信息所占据的存储空间随后被释放，从而可能开放计算存储环境中的显著量的额外存储空间。在去重已经增加存储容量的同时，SSD技术已经提高了存储性能，因为减少了等待时间并且诸如写入和读取之类的存储操作花费更少量的时间来完成。尽管SSD技术通常允许更快、更小、更安静和更耐用的设备，但是寿命的挑战是SSD技术内固有的；SSD设备基本上会随着使用时间而磨损。SSD设备的该挑战意味着，快闪存储体中的每个单元具有可对该存储体进行写入和擦除的有限次数。因此，如果把SSD部署到高写入量的输入/输出(I/O)环境(诸如较大的共享存储区域网(SAN))中，则驱动器将随着时间而开始磨损，并且在某些情况下迅速地磨损。另外，SSD/NAND闪存技术中的每个进步已经用于减少各单元可忍耐的写入周期的数量。可以在诸如SSD之类的环境中采用数据去重，以便有效地限制SSD实际接收的写入的量。然而，当使用去重方法时，特定驱动器的写入计数或使用寿命可能会成为值得讨论的问题，因为准确地估计驱动器上究竟发生了什么样的物理操作变得更加困难。例如，可能会出现诸如下述的问题：“该驱动器接收了100％的它允许的写入、且应该准备更换吗？或者，因为实际的存储环境在技术上实现了5:1的数据去重，所以驱动器接收了20％的它允许的写入吗？”随着NAND闪存技术的进步，数据去重变得越来越重要从而被结合使用；然而，由于跟踪SSD利用的传统方法变得更加复杂，所以引入了新的不确定性。这种不断增加的不确定性使得规划未来的费用以及管理例如具有数百或数千设备的大型数据中心成为更困难的尝试。因此，需要一种在实现有去重功能的情况下确定硬件使用寿命的准确方法。因此，提供了用于预测硬件使用寿命的各种实施例。在一个实施例中，仅举例来说，提供了一种通过处理器预测这样的硬件使用寿命的方法。对于配置有数据去重机制的固态驱动器(SSD)设备，通过在考虑被阻止的驱动器写入操作的情况下检查实际的驱动器写入操作来估计有用的剩余使用寿命，从而获得趋势信息以便将其应用于至少一个驱动器常量数据来预测所述SSD驱动器设备的有用的剩余使用寿命。提供了其他系统和计算机程序产品实施例，并且这些实施例提供了相关的优点。附图说明为了容易地理解本专利技术的优点，将参考附图中示出的具体实施例来提供上面简要描述的本专利技术的更具体的描述。应该理解的是，这些附图仅描绘本专利技术的典型实施例，因此不应被认为是对本专利技术的范围进行限制，将通过使用附图以额外的确切性和细节来描述和解释本专利技术，在附图中：图1是示出用于执行数据去重和硬件使用寿命预测功能的硬件结构的示例性框图，本专利技术的各方面可以在所述硬件结构中得到实现。图2是示出根据本专利技术的计算机系统中的数据存储系统的硬件结构的示例性框图，本专利技术的各方面可以在所述硬件结构中得到实现。图3是示出用于预测硬件使用寿命的示例性方法的流程图，本专利技术的各方面同样可以在所述方法中得到实现；以及图4是示出用于预测使用寿命的另一示例性方法的另一流程图，本专利技术的各方面同样可以在所述方法中得到实现。具体实施方式如先前提到的，尽管特别是当与去重技术相结合时，由于在各种存储环境中实现SSD设备而产生伴随的益处，诸如更快的存储操作、更小的占用面积、更安静的操作、更大的总带宽和更高的存储容量等，但是由于去重功能通过减少对设备执行的总存储操作而对硬件具有的物理影响，仍然存在着准确估计SSD硬件的使用寿命的挑战。因为去重功能可以与经历去重的实际底层数据成正比地变化，所以在实现有去重功能的设备上产生的物理过程也可能会变化。此外，如本领域普通技术人员将理解的那样，一些种类的数据在本质上是高度地可去重的，而其他种类的数据不是这样。这些因素中的每一个、连同设备自身的物理约束、以及伴随着特定存储环境的其他因素会改变特定设备的使用寿命。为了解决这些问题等挑战，在其他功能之中，所示出的实施例的机制定义和利用关键算法(keyalgorithm)，其允许SSD设备在实现有数据去重机制时不仅使该设备到目前为止的总写入仍得到反映，而且使该设备的总使用寿命以高确定度得到估计。当对数据进行去重时，对特定SSD设备的典型写入的大部分将不会发生。而是，插入指针来代替将要重写的数据，指向物理地存储有相同的数据的另一存储位置。从物理数据到指针的这种改变能够结合设备的平均使用而被考虑，以便根据所示出的实施例的机制来预测设备的实际使用寿命预期。考虑以下实例。在实现有某种去重功能的特定设备中，达到了5:1的稳态去重比率。在这种情况下，一旦达到稳态，如果用户正在实现5:1的去重比率，则驱动器正在对该驱动器物理地进行写入操作的写入量是平均故障间隔时间(MTBF)当前正在预期的写入量的五分之一。为了补偿，所示出的实施例的机制引入这样的方法，在其他特征之中，该方法用于反映磁盘上的这种去重、并相应地调整使用寿命预测。如将进一步描述的那样，所示出的实施例的机制实现了各种方法，以便准确地预测去重增强的SSD设备的使用寿命。首先，这些机制包括写入周期跟踪表格的使用。在一个实施例中，可以在每单元(per-cell)的基础上实现写入周期跟踪表格，使得每个单元(例如，4KB)的写入周期得到准确的反映。接着，对于跟踪表格中的每个分配的单位(allocatedunit，诸如额外的单元)，相应地增大跟踪表格。此外，对于表格中所包括的每个单位(同样，例如，单元)，包括相应的时间戳。所示出的实施例的机制还实现了去重的跟踪表格。同样，在一个实施例中，可以在每单元的基础上实现去重的跟踪表格，使得每个单元的去重活动得到准确的反映。去重的跟踪表格用于存储去重的数据多少次与表格的特定单位(即，单元)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过处理器设备预测硬件使用寿命的方法，包括：对于配置有数据去重机制的固态驱动器(SSD)设备，通过在考虑被阻止的驱动器写入操作的情况下检查实际的驱动器写入操作来估计有用的剩余使用寿命，从而获得趋势信息以便将其应用于至少一个驱动器常量数据来预测所述SSD驱动器设备的有用的剩余使用寿命。

【技术特征摘要】
2015.01.23 US 14/6037061.一种用于通过处理器设备预测硬件使用寿命的方法，包括：
对于配置有数据去重机制的固态驱动器(SSD)设备，通过在考虑被阻止的驱动器写入
操作的情况下检查实际的驱动器写入操作来估计有用的剩余使用寿命，从而获得趋势信息
以便将其应用于至少一个驱动器常量数据来预测所述SSD驱动器设备的有用的剩余使用寿
命。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：检查在先前的时间获得的所述SSD驱动器设备的
有用的剩余使用寿命的预测。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：将所述SSD驱动器设备的有用的剩余使用寿命的
先前预测与所述SSD驱动器设备的当前预测进行比较。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：使用援救单元跟踪操作来预测用于所述SSD驱动
器设备的损耗均衡的额外容量。
5.如权利要求1所述的方法，其中检查实际的驱动器写入操作包括执行下述中的至少
一个：
实现用于反映所述SSD设备中的每个单元的写入周期的跟踪表格，
对于每个分配的额外的单元，增加所述跟踪表格的大小，和
对于所述跟踪表格中所包括的每个单元，实现相应的时间戳。
6.如权利要求1所述的方法，其中检查被阻止的驱动器写入操作还包括执行下述中的
至少一个：
实现去重单元跟踪表格，其存储去重的数据被识别为针对所述SSD设备中的特定单元
的次数，
跟踪去重的写入操作的频率，
对于所述去重单元跟踪表格的每个去重条目，实现相应的时间戳，和
对于不寻常的写入模式，检测被确定为高度地可去重的数据和被确定为高度地不可去
重的数据的尖峰。
7.如权利要求4所述的方法，还包括：依据所述援救单元跟踪操作的使用，实现用于跟
踪所述SSD设备中的每个去重的单元写入的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·巴拉哈斯冈萨雷斯，S·E·哈灵顿，H·麦格雷戈，C·B·摩尔，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US