在非易失性固态储存器中的非易失性RAM存储器和闪存存储器制造技术

提供一种非易失性固态储存器。所述非易失性固态储存器包括通过所述非易失性固态储存器的外部的处理器可寻址的非易失性随机访问存储器(NVRAM)。所述NVRAM经配置以存储用户数据和与所述用户数据关联的元数据。所述非易失性固态储存器包括通过所述处理器可寻址的闪存存储器。所述闪存存储器经配置以响应于所述处理器引导所述用户数据从所述NVRAM至所述闪存存储器的传输而存储所述用户数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在非易失性固态储存器中的非易失性RAM存储器和闪存存储器
技术介绍
为了存储大量数据，诸如闪存的固态存储器目前是在固态驱动器(SSD)中使用，以扩大或代替总体被称为旋转介质的传统的硬盘驱动器(HDD)、可写入CD(光盘)或可写入DVD(数字通用光盘)驱动器，以及磁带驱动器。闪存和其它固态存储器具有与旋转介质不同的特征。但是，许多固态驱动器被设计为出于兼容性的原因符合硬盘驱动标准，这使得其难以提供增强特性或利用闪存和其它固态存储器的独特方面。在此背景下提出各个实施方式。
技术实现思路
在一些实施方式中，提供了非易失性固态储存器。非易失性固态储存器包括通过在非易失性固态储存器外部的处理器可寻址的非易失性随机访问存储器(NVRAM)。NVRAM被配置为存储用户数据和与用户数据关联的元数据。非易失性固态储存器包括通过处理器可寻址的闪存存储器。该闪存存储器被配置为响应于处理器引导用户数据从NVRAM传输至闪存存储器而存储用户数据。根据以下具体实施方式结合附图，各个实施方式的其它方面和优势将会变得明显，其中附图以示例方式说明所描述的实施方式的原理。附图说明通过结合附图参照以下描述，可以最佳地理解所描述的实施方式和其优势。在不偏离所描述的实施方式的精神和范围的情况下，这些附图决不限制形式和细节的任何改变，所述形式和细节的任何改变可以通过本领域技术来对所描述的实施方式做出。图1是根据一些实施方式的具有多个存储节点和耦合至每个存储节点的内部存储的用于提供网络附加存储的存储群集的立体图。图2是一种企业计算系统的系统图，在一些实施方式中其能够使用一个或更多个图1的存储群集作为存储资源。图3是示出根据一些实施方式的存储节点的内容和非易失性固态储存器中的一个的内容的多级框图。图4是示出根据一些实施方式的用于元数据的冗余副本的通信路径的框图，该副本具有存储节点和固态存储的进一步细节。图5是一种用于访问非易失性固态储存器的流程图，根据一些实施方式其能够在存储群集、存储节点和/或非易失性固态储存器单元上或通过存储群集、存储节点和/或非易失性固态储存器单元的实施方式实践。图6是示出可以实现本文中描述的实现方式的示例性计算装置的例示。具体实施方式以下实施方式描述了存储群集，该存储群集存储用户数据，诸如，源于一个或更多个用户或在存储群集外部的客户端系统或其它资源的用户数据。存储群集跨越容纳在机箱(chassis)中的存储节点，使用擦除编码和元数据的冗余副本，分布用户数据。擦除编码涉及一种数据保护的方法，其中将数据破坏成碎片(fragment)，利用冗余数据块扩展和编码数据，且跨越诸如磁盘、存储节点或地理位置的一组不同位置存储数据。闪存存储器是可以与实施方式集成的固态存储器的一个类型，但是实施方式可以被延伸至包括非易失性状态存储器的其它类型的固态存储器或其它存储介质。跨越群集对等系统中的存储位置分布控制存储位置和工作量。诸如在各种存储节点之间中介通信，检测存储节点何时已经变得不可用，以及平衡跨越各种存储节点的I/O(输入和输出)的任务全部基于分布式进行处理。在一些实施方式中，跨越多个存储节点以数据碎片或数据条带安排或分布数据，该数据碎片或数据条带支撑数据恢复。在群集中能够独立于输入和输出模式再分配数据的所有权。由于能够从其它存储节点重建数据并且因此保持可用于输入和输出操作，所以在系统保持可运行的情况下，以下更详细描述的这个架构允许群集中的存储节点故障。在各种实施方式中，存储节点可以被称作为群集节点、刀片服务器(blade)、或服务器。存储群集被包含在机箱(即，容纳一个或更多个存储节点的壳体(enclosure))中。在机箱中包括诸如功率分配总线的向每个存储节点提供功率的机构，以及诸如启用这些存储节点之间通信的通信总线的通信机构。根据一些实施方式，存储群集能够作为一个位置中的独立系统运行。在一个实施方式中，机箱包含可以独立地启用或禁用的功率分配以及内部和外部通信总线的至少两个实例。内部通信总线可以是以太网总线，然而，诸如外部组件互联(PCI)Express、无线带宽(InfiniBand)和其它的其它技术也同样地适用。机箱提供用于外部通信总线的端口，以直接地或通过交换机、以及利用客户端系统启用多个机箱之间的通信。外部通信可以使用诸如以太网、无线带宽、光纤通道等的技术。在一些实施方式中，外部通信总线使用用于内部机箱和客户通信的不同通信总线技术。如果在机箱中或机箱之间布置交换机，则交换机可以担当多个协议或技术之间的转换装置。当连接多个机箱以限定存储群集时，可以通过客户端使用诸如网络文件系统(NFS)、公共因特网文件系统(CIFS)、小型计算机系统接口(SCSI)或超文本传输协议(HTTP)的专用接口或标准接口访问存储群集。从客户端协议的转换可以发生在交换机、机箱外部通信总线处或在每个存储节点内。每个存储节点可以是一个或更多个存储服务器，并且每个存储服务器连接至可以被称作为存储单元的一个或更多个非易失性固态储存器单元。一个实施方式包括：每个存储节点中和一个至八个非易失性固态储存储器单元之间的单个存储服务器，然而这一个示例并不意味着限制。存储服务器可以包括：处理器、动态随机访问存储器(DRAM)和用于针对功率总线中的每个的内部通信总线和功率分配的接口。在一些实施方式中，在存储节点内部，接口和存储单元共享例如PCIExpress的通信总线。通过存储节点通信总线，非易失性固态储存储器单元可以直接地访问内部通信总线接口或请求存储节点以访问总线接口。在一些实施方式中，非易失性固态储存储器单元包含：嵌入式中央处理单元(CPU)、固态存储控制器和多个固态大容量储存器(例如，2-32太字节(TB)之间)。诸如DRAM的嵌入式易失性存储介质和能量储存装置被包括在非易失性固态储存器单元中。在一些实施方式中，能量储存装置是电容器、超级电容器、或电池，其在功率损失的情况下开启向稳态存储介质传输DRAM内容的子集。在一些实施方式中，非易失性固态储存储器单元是由取代DRAM和实现降低的功率维持装置的诸如相位变化或其它电阻性随机访问存储器(RRAM)或磁阻式随机访问存储器(MRAM)的存储类存储器构成。在一些实施方式中，存储节点具有一个或更多个非易失性固态储存器单元，该一个或更多个固态储存器单元中的每个具有非易失性随机访问存储器(NVRAM)和闪存存储器。NVRAM和闪存存储器通过存储节点(或更具体地，通过存储节点的处理器)是独立地可寻址的。存储节点将用户数据写入至所述NVRAM，以存储在闪存存储器中。存储节点(例如，存储节点的处理器)还将元数据写入至NVRAM中，其可用作处理器的工作空间。为了存储用户数据，直接存储器访问(DMA)被用于将用户数据从NVRAM传输至闪存存储器。在功率损失的情况下，DMA还用于将NVRAM的内容传输至闪存存储器。在一些实施方式中，非易失性固态储存器中的控制器管理映射或转换表并且执行各种职责，以管理闪存存储器中的用户数据。图1是根据一些实施方式的具有多个存储节点150和耦合至每个存储节点的内部固态存储器的用于提供网络附加存储或存储区域网络的存储群集160的透视图。网络附加存储、存储区域网络或存储群集、或其它存储存储器可能包括：以物理组件和通过此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性固态储存器，所述非易失性固态储存器包括：非易失性随机访问存储器，即NVRAM，其通过所述非易失性固态储存器外部的处理器可寻址，所述NVRAM经配置以存储用户数据和与所述用户数据关联的元数据；以及闪存存储器，其通过所述处理器可寻址，所述闪存存储器经配置以响应于所述处理器引导用户数据从所述NVRAM至所述闪存存储器的传输而存储所述用户数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 US 14/322,8911.一种非易失性固态储存器，所述非易失性固态储存器包括：非易失性随机访问存储器，即NVRAM，其通过所述非易失性固态储存器外部的处理器可寻址，所述NVRAM经配置以存储用户数据和与所述用户数据关联的元数据；以及闪存存储器，其通过所述处理器可寻址，所述闪存存储器经配置以响应于所述处理器引导用户数据从所述NVRAM至所述闪存存储器的传输而存储所述用户数据。2.根据权利要求1所述的非易失性固态储存器，其进一步包括：直接存储器访问引擎，即DMA引擎，其经配置以将所述用户数据从所述NVRAM移动至所述闪存存储器并且执行循环冗余校验，即CRC，以验证所述用户数据。3.根据权利要求1所述的非易失性固态储存器，其进一步包括：所述NVRAM经配置作为用于所述处理器的工作空间以施加所述元数据。4.根据权利要求1所述的非易失性固态储存器，其进一步包括：直接存储器访问引擎，即DMA引擎，其经配置以响应于至所述NVRAM的所述用户数据的多个写入，将所述用户数据从所述NVRAM传输至所述闪存存储器，至所述NVRAM的所述用户数据的多个写入提供了所述NVRAM中的足够用户数据用于向所述闪存存储器进行页写入。5.根据权利要求1所述的非易失性固态储存器，其进一步包括：所述NVRAM包括动态随机访问存储器，即DRAM，和能量储备件。6.根据权利要求1所述的非易失性固态储存器，其中，所述非易失性固态储存器被包含在存储群集的存储节点中，所述存储群集包括单个机箱内的多个存储节点。7.根据权利要求6所述的非易失性固态储存器，其中，所述多个存储节点经配置以遍布所述多个存储节点分布所述用户数据和与所述用户数据关联的元数据，使得在所述多个存储节点中的两个存储节点的故障的情况下，所述多个存储节点能够经由擦除编码来访问所述用户数据。8.一种存储群集，所述存储群集包括：多个存储节点，其在单个机箱中，所述多个存储节点中的每个具有用于存储用户数据的非易失性固态储存储器，所述非易失性固态储存储器包括：非易失性随机访问存储器，即NVRAM，其经配置以从所述多个存储节点中的存储节点的处理器接收元数据，并且经配置以从所述处理器接收所述用户数据，所述NVRAM通过所述处理器可寻址，其中，所述元数据与所述用户数据关联；闪存存储器，其经配置以从所述NVRAM接收所述用户数据，所述闪存存储器通过所述处理器可寻址；直接存储器访问单元，即DMA单元，其经配置以将所述用户数据从所述NVRAM传输至所述闪存存储器；以及控制器，其经配置以管理所述DMA单元和所述闪存存储器中的所述用户数据。9.根据权利要求8所述的存储群集，其进一步包括：能量储备件，其耦合至所述DMA单元、所述NVRAM和所述闪存存储器，所述能量储备件具有足够容量以支持向所述闪存存储器传输所述NVRAM的内容；以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·海耶斯，S·古普塔，J·戴维斯，B·金，Z·谭，
申请(专利权)人：纯存储公司，
类型：发明
国别省市：美国,US