存储器单元和方法技术

公开了一种存储器单元和方法。存储器单元包括：至少一个控制器，操作为与至少一个相应持久存储设备进行接口连接，所述持久存储设备操作为根据文件系统存储文件；以及文件映射单元，操作为响应于来自处理器的存储器管理单元的虚拟文件访问请求，其中，所述虚拟文件访问请求具有与识别要访问的数据的文件之一相关联的虚拟地址空间内的虚拟地址，所述文件映射单元使用预存储的映射信息将虚拟地址映射到所述文件之一内的数据的物理地址，并且发出具有物理地址的物理访问请求以访问所述文件之一中的数据。以这种方式，不需要响应于每个数据访问请求而调用至少一个软件功能或启用异常处理例程来询问文件系统的文件分配结构，而是，存储器单元可以在不需要调用软件功能或激活异常处理例程的情况下，利用预存储的映射信息来将虚拟地址转换、映射或变换为物理地址。这很大程度上加速了访问请求，其使得将持久存储设备用于将该设备上存储的文件映射到虚拟存储器空间变得更具吸引力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数据处理，具体地，涉及一种处理来自处理器的用于访问(access)存储在存储器中的数据的访问请求的存储器单元。
技术介绍
典型的数据处理装置可以具有一个或多个处理器核，其被布置为执行应用于从存储器向处理器核供应的数据值的指令序列。尽管存在各种技术来提高这种数据处理装置在执行处理存储器中存储的数据值的指令时的性能，但是这些技术都有各自的缺点。因此，期望提供一种改善的用于访问存储器中的数据值的技术。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种存储器单元，包括：至少一个控制器，能够操作为与至少一个相应的持久存储设备进行接口连接，所述持久存储设备能够操作为根据文件系统来存储文件；以及文件映射单元，操作为：响应于来自处理器的存储器管理单元的、具有虚拟地址空间内的与文件之一相关联的识别要访问的数据的虚拟地址的虚拟文件访问请求，使用预存储的映射信息将虚拟地址映射到所述文件之一内的数据的物理地址，并且发出具有物理地址的物理访问请求以访问所述文件之一中的数据。第一方面认识到现有存储器的一个问题在于它们具有相矛盾的特性。例如，尽管随机存取存储器(RAM)耐用且快速，但是其成本较高，且其与持久存储器或存储设备(例如固态驱动器或闪存设备)相比消耗大量功率并且占用大量空间，而持久存储器或存储设备较不耐用，更便宜，占用更少空间，但是比RAM慢得多。因此，虽然持久存储器或存储设备更适于存储非常大量的数据，但是访问这种数据却比从RAM访问慢
得多。第一方面还认识到：当将数据存储在基于文件的系统中时，这种持久存储器或存储设备的特性通常是复杂的，这是因为对这种基于文件的系统的数据访问请求通常需要请求调用在处理器上执行的操作系统的至少一个软件功能。通常，操作系统询问文件分配结构以识别所请求的数据的位置。这种操作由于以下事实而是复杂的：执行操作系统的处理器可能不是本地处理器而是主机处理器，因此可能会在通信时产生延迟，这样进一步加剧了在对持久存储设备进行访问请求时产生的延迟或时延。备选地，一些主机处理器与一些操作系统结合能够操作为将基于文件系统中的文件映射到存储器中的虚拟地址。对该虚拟地址的访问引起异常产生，其使得需要询问文件分配结构以识别所请求的数据的位置。异常处理例程通常在运行于主机处理器上的软件中实施，其会引入延迟，这会进一步加剧当对持久存储设备进行访问请求时产生的延迟或时延。通常，将数据存储在基于文件的系统中是用于非常大的文件的唯一实际选项，其中，使用传统存储器分配或者在诸如在断电事件中需要数据的持久性时，存储这种非常大的文件是不太现实的。然而，上述延迟使得这种持久存储设备的使用极不适于具有频繁的读请求或频繁的写请求的处理，尽管这些持久存储设备存在能够持久地存储非常大的数据文件的有利特性。因此，提供了一种存储器单元。该存储器单元可以包括一个或多个控制器，所述一个或多个控制器与一个或多个关联的持久存储设备进行接口连接。持久存储设备可以根据文件系统的文件分配结构存储文件。存储器单元还可以包括文件映射单元。文件映射单元可以对虚拟文件访问请求进行响应。虚拟文件访问请求可以涉及虚拟地址空间内的与文件系统中的文件之一相关联或分配到所述文件之一的虚拟地址。虚拟地址可以标识要访问的数据。文件映射单元可以使用预存储的映射信息将虚拟地址映射到文件中的数据的物理地址。文件映射单元可以发出具有物理地址的物理访问请求，以访问文件中的数据。以这种方式，不需要响应于每个数据访问请求而调用至少一个软件功能或发起异常处理例程来询问文件系统的文件分配结构，而是，存储器单元可以在不需要调用软
件功能或激活异常处理例程的情况下，利用预存储的映射信息来将虚拟地址转换、映射或变换为物理地址。这样很大程度上加速了访问请求，其使得将持久存储设备用于将设备上存储的文件映射到虚拟存储器空间变得更具吸引力。在一个实施例中，处理逻辑包括处理器和处理器的存储器管理单元中的至少一个。将清楚的是，在处理器包括相干矢量线程化(coherent vector threaded，CVT)或类似的高度线程化处理器的情况下，当所请求的数据被访问时，正在等待数据访问的任何线程可以等待并被停止调度，而代之以调度其它线程。在一个实施例中，映射信息针对文件的子集的至少一部分将虚拟地址与物理地址相关联，所述文件的子集是被指示为能够由操作为产生虚拟访问请求的程序所访问的文件。因此，可以为所述文件的子集提供映射信息，所述文件的子集被指示为能够执行以产生虚拟访问请求的程序需要访问的文件。将清楚的是，在文件非常大并且大得不能在有限虚拟地址空间中分配或被存储器存储的情况下，可能需要映射文件的子集。将清楚的是，映射文件的子集或文件的部分还可以提高性能，例如通过增加高速缓存命中率来提高数据高速缓存的效率。信息的映射可以将处理逻辑使用的虚拟地址相关于或映射到持久存储设备中的数据的物理地址。在一个实施例中，文件映射单元操作为从主机处理器接收映射信息。将清楚的是，可以由合适的处理逻辑(例如主机处理器或处理逻辑)来提供映射信息。在一个实施例中，映射信息是在接收到虚拟访问请求之前预存储的。因此，不再是响应于每个访问请求询问文件分配结构，而是可以替代为由存储器单元在接收到虚拟访问请求之前产生和存储映射信息。将清楚的是，这样显著地提高了确定物理地址的速度。在一个实施例中，文件映射单元操作为通过下述方式将虚拟地址映射到物理地址：使用虚拟地址的选定比特，以根据映射函数产生物理地址。因此，映射信息可以提供映射函数，其指示应该利用或操纵虚拟地址的哪些比特、部分或字段来产生物理地址。在一个实施例中，映射函数执行对虚拟地址的选择、操纵和逻辑运算中的至少一个，以产生物理地址。因此，可以仅基于提供给存储器单元的虚拟地址确定物理地址。在一个实施例中，虚拟地址空间被推导为在虚拟地址的选定比特中包含针对文件的子集的至少一部分的物理地址，所述文件的子集被指示为可以由操作为产生虚拟地址请求的程序所访问。因此，可以提取虚拟地址中的特定比特来提供物理地址。在一个实施例中，文件映射单元操作为：根据与虚拟映射空间相关联的预存储的大小信息，确定包括物理访问请求的数据在内的数据量。因此，可以提供对响应于访问请求要访问的数据量的指示。在一个实施例中，至少一个控制器操作为：响应于物理访问请求，从相应的持久存储设备中访问数据量。在一个实施例中，存储器单元包括：物理地址高速缓存(即，物理标记的高速缓存)，其操作为存储数据量。物理地址高速缓存根据或使用其物理地址来缓存数据，并且可以使用至少一部分物理地址来存储数据。在一个实施例中，物理地址高速缓存的缓存行的大小超过了数据量。因此，在物理地址高速缓存中可以访问和存储小于整个缓存行的数据量。将清楚的是，这可以加快从持久存储设备访问数据的速度。在一个实施例中，物理地址高速缓存的缓存行的大小是取决于与虚拟访问请求的虚拟地址空间相关联的预存储的大小信息的多个大小中的一个。因此，存储器单元可以操作为：针对与关联于不同预存储的大小信息的虚拟地址空间中的虚拟访问请求相对应的物理访问请求，在不同的缓存行大小上进行操作。将清楚的是，这可以加快从持久存储设备访问数据的速度。在一个实施例中，每个缓存行的标签字段与物理地址相关联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器单元，包括：至少一个控制器，能够操作为与至少一个相应的持久存储设备进行接口连接，所述持久存储设备能够操作为根据文件系统来存储文件；以及文件映射单元，能够操作为，响应于来自处理逻辑的、具有虚拟地址空间内的与所述文件之一相关联的标识要访问的数据的虚拟地址的虚拟文件访问请求，使用预存储的映射信息将所述虚拟地址映射到所述文件之一内的所述数据的物理地址，并且发出具有所述物理地址的物理访问请求以访问所述文件之一中的所述数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.22 US 14/087,8161.一种存储器单元，包括：至少一个控制器，能够操作为与至少一个相应的持久存储设备进行接口连接，所述持久存储设备能够操作为根据文件系统来存储文件；以及文件映射单元，能够操作为，响应于来自处理逻辑的、具有虚拟地址空间内的与所述文件之一相关联的标识要访问的数据的虚拟地址的虚拟文件访问请求，使用预存储的映射信息将所述虚拟地址映射到所述文件之一内的所述数据的物理地址，并且发出具有所述物理地址的物理访问请求以访问所述文件之一中的所述数据。2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述映射信息针对所述文件的子集的至少一部分将虚拟地址与物理地址相关联，所述文件的子集是被指示为能够由操作为产生所述虚拟访问请求的程序所访问的文件。3.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述映射信息是在接收到所述虚拟访问请求之前预存储的。4.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述文件映射单元能够操作为通过以下方式将所述虚拟地址映射到所述物理地址：利用所述虚拟地址的选定的位，以根据映射函数产生所述物理地址。5.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述文件映射单元能够操作为，根据与虚拟映射空间相关联的预存储的大小信息，确定包括所述物理访问请求的所述数据在内的数据量。6.根据权利要求1所述的存储器单元，包括物理地址高速缓存，所述物理地址高速缓存能够操作为存储所述数据量，并且其中所述物理地址高速缓存的缓存行的大小超过所述数据量。7.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，当所述访问请求是读请求时，所述文件映射单元能够操作为响应于所述虚拟访问请求而提供由与所述物理访问请求相关联的所述物理地址所标识的所述数据。8.根据权利要求1所述的存储器单元，其中当所述访问请求是写请求时，所述文件映射单元能够操作为提供由与所述虚拟访问请求相关联
\t的所述虚拟地址所标识的数据，其中所述虚拟地址被映射到与所述物理访问请求相关联的所述物理地址。9.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，当所述访问请求是所述写请求时，所述文件映射单元能够操作为识别所述数据中的修改的数据。10.根据权利要求1所述的存储器单元，包括虚拟地址高速缓存，所述虚拟地址高速缓存能够操作为存储由所述文件映射单元提供的、重映射到与所述虚拟访问请求相关联的所述虚拟地址的所述数据。11.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述文件映射单元能够操作为：从主机处理器接收用以访问由与所述文件的子集的所述至少一部分相关联的地址所标识的数据的主机访问请求；以及确定与所述虚拟访问请求和所述主机访问请求相关联的访问类型。12.根据权利要求11所述的存储器单元，其中所述文件映射单元能...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·里希特，埃温·利兰，戴维·盖尔，
申请(专利权)人：斯瓦姆六四有限责任公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO