存储控制器中的存储仿真制造技术

提供一种操作存储控制器的方法。所述方法包括从主机接收第一主机数据业务，用于存储在存储系统内的第一分区中，第一主机数据业务被格式化用于存储在第一类型的数据存储器中，以及将第一主机数据业务转换为存储数据，该存储数据被格式化用于存储在第二类型的数据存储器中。该方法还包括将存储数据存储在第一分区中，通过主机接口从主机接收读取请求，并且检索来自第一分区的存储数据的一些或全部。该方法还包括将存储数据的一些或全部格式化为与第一主机数据业务兼容的格式，并且以与第一类型的数据存储器相对应的配置将格式化的数据传输到主机。

Storage simulation in storage controller

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存储控制器中的存储仿真本申请在此要求于2015年3月20日提交的、标题为“SEQUENTIALWRITE/RANDOMREADSTORAGECONTROLLER(顺序写入/随机读取存储控制器)”的申请号为62/136,336的美国临时专利申请的权益和优先权，其全部内容通过引用方式整体纳入本文。
本公开文本的方面涉及数据存储，并且具体涉及顺序写入/随机读取存储控制器。
技术介绍
闪存非易失性存储设备在计算机中通常用作高速固态存储设备。这些设备需要通常像随机写入/随机读取的小型数据块设备一样工作的闪存控制器。它们的数据块大小通常是8至16KB。由于这些设备提供的是随机写入/随机读取数据业务，因此性能要求限制了在不降低性能的情况下所能够使用的纠错量和数据保护。此外，这些闪存控制器需要小型块闪存转换层(FTL)，所述小型块闪存转换层是基于主机的小型块到闪存设备内的页面中的映射。闪存转换层通常是复杂的，并且还为闪存控制器创建附加进程来管理比如垃圾的收集、超大型转换表的管理、损耗的均衡、电源故障恢复等。由于这些要求，就闪存控制器内的面积和功率方面而言闪存转换层是昂贵的，并且闪存转换层还使性能降低且使损耗增加。
技术实现思路
在一个实施方案中，提供一种用于存储系统的存储控制器。存储控制器包括：主机接口，其配置为接收第一主机数据业务，用于存储在存储系统内；存储接口，其被配置为向存储系统传送存储数据；处理电路，其与主机接口和存储接口耦接，所述处理电路包括存储仿真层。第一主机数据业务被格式化用于存储在第一类型的数据存储器中。存储数据被格式化用于存储在与第一类型的数据存储器不同的第二类型的数据存储器中。所述处理电路被配置为通过主机接口从主机接收第一主机数据业务用于存储在存储系统内的第一分区中，和使用存储仿真层将第一主机数据业务转换为存储数据。所述处理电路还被配置为通过存储接口将存储数据存储到第一分区中，通过主机接口从主机接收读取请求，并且通过存储接口检索来自第一分区的存储数据的一些或全部。处理电路还被配置为使用存储仿真层将存储数据的一些或全部格式化为与第一主机数据业务兼容的格式，并且通过主机接口以与第一类型的数据存储器相对应的配置将格式化的数据传输到主机。在另一个实施方案中，提供一种操作存储控制器的方法。该方法包括：通过主机接口从主机接收第一主机数据业务，用于存储在存储系统内的第一分区中，其中，第一主机数据业务被格式化用于存储在第一类型的数据存储器中；以及将第一主机数据业务转换为存储数据，其中，存储数据被格式化用于存储在与第一类型的数据存储器不同的第二类型的数据存储器中。该方法还包括：通过存储接口将存储数据存储到第一分区中，通过主机接口从主机接收读取请求，并且通过存储接口检索来自第一分区的存储数据的一些或全部。该方法还包括将所述存储数据的一些或全部格式化为与第一主机数据业务兼容的格式，并且通过主机接口以与第一类型的数据存储器相对应的配置将格式化的数据传输到主机。在另一个实施方案中，提供了一种或更多种非暂时性计算机可读介质，其具有存储在其上的程序指令以操作用于存储系统的存储控制器。所述程序指令在由处理电路执行时指示处理电路以至少：通过主机接口从主机接收第一主机数据业务用于存储在存储系统内的第一分区中，其中，第一主机数据业务被格式化用于存储在第一类型的数据存储器中，和将第一主机数据业务转换为存储数据，其中，所述存储数据被格式化以存储在与第一类型的数据存储器不同的第二类型的数据存储器中。程序指令还指示所述处理电路以至少：通过存储接口将存储数据存储到第一分区中，通过主机接口从主机接收读取请求，并且通过存储接口检索来自第一分区的存储数据的一些或全部。程序指令还指示所述处理电路以至少：将存储数据的一些或全部格式化为与第一主机数据业务兼容的格式，并且通过主机接口以与第一类型的数据存储器相对应的配置将格式化的数据传输到主机。附图说明参照以下附图能够更好地理解本公开文本的许多方面。虽然结合这些附图描述了一些实施方案，但是本公开文本并不限于本文所公开的实施方式。相反地，本公开文本的意图在于涵盖所有的替代方案、修改和等同物。图1示出一种计算机主机和数据存储系统。图2示出一种数据存储系统。图3示出一种用于操作存储控制器的方法。图4示出一种存储器存储单元组织的示例。图5示出一种存储器芯片阵列。图6示出一种数据存储系统。图7示出一种包括存储仿真层的数据存储系统。图8示出一种存储阵列组织的示例。图9示出一种存储阵列分区示例。图10示出一种示例性数据组织。图11示出一种示例性顺序写入过程。图12示出一种存储控制器。具体实施方式图1示出计算机主机和数据存储系统100。在该示例性实施方案中，主机系统110向存储控制器120发送数据并从该存储控制器120接收数据，用于存储在存储系统130中。在一个示例性实施方案中，存储系统130包括闪存非易失性存储器，比如NAND存储器。NAND存储器仅仅是一个示例，存储系统130的其他实施方案能够包括其他类型的存储器。存储控制器120通过链路150与存储系统通信，并且执行以下功能：将从主机系统110接收的数据配置成对存储系统130的存储器资源进行有效使用的格式。在该示例中，存储控制器120使用顺序写入/随机读取业务流向存储系统130提供数据。该业务流提供比通常用于闪存非易失性存储器的小型数据块随机写入/随机读取业务流更优良的许多有利之处。特别地，顺序写入/随机读取业务流提供对存储阵列内的存储器的有效使用，并提供性能改进，包括映射到存储系统130内的不同分区的多个双向数据流的可用性。这些分区能够各自配置为具有所需的分区大小、数据块大小、存储密度、物理存储器属性、保护属性、安全级别、服务质量要求、数据类型、数据源、数据流属性等。能够由计算机主机和数据存储系统100内的不同系统来创建或请求分区。在一些示例中，主机系统110将分区请求连同用于配置该分区的参数一起发送到存储控制器120。在其他情况下，存储控制器120内的存储仿真层能够创建分区以用于管理主机数据，比如在分区之间进行缓存、对表进行存储、跨分区执行垃圾收集等。此外，存储控制器120自身能够创建用于系统区域数据存储的分区。在所有情况下，分区创建者拥有分区并定义分区属性(使用分区参数)。存储控制器120提供在主机系统110使用的标准存储接口和命令协议到存储系统130内的存储设备使用的命令协议和物理接口之间的转换。另外地，存储控制器120能够模拟不同的存储器类型，比如硬盘驱动器、磁带驱动器等，允许主机系统110像是硬盘驱动器、磁带驱动器等一样来与存储系统130连接。在这样的仿真模式中，存储控制器120在主机系统110和存储系统130之间进行转换，配置数据业务并在主机系统110所期望的存储器类型的格式和存储系统130所使用的协议之间进行命令转换。存储控制器120还提供不同类型的多种、同时的主机数据流，并且还提供多层主机物理连接。还应当注意，存储仿真还包括对未来已知和未知的任何类型的存储业务——比如文件数据、对象存储、非块数据等——的仿真。当前存储设备直接从主机接收数据块，要求存储设备周边的系统以允许其接收其他类型的数据流。存储控制器120将该仿真整合到存储设备自身中。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于存储系统的存储控制器，包括：主机接口，被配置为接收第一主机数据业务，用于存储在所述存储系统内，其中，所述第一主机数据业务被格式化用于第一类型的数据存储器；存储接口，被配置为向所述存储系统传送存储数据，其中，所述存储数据被格式化用于存储在与所述第一类型的数据存储器不同的第二类型的数据存储器中；和与所述主机接口和所述存储接口耦接的处理电路，所述处理电路包括存储仿真层，所述处理电路被配置为：通过所述主机接口从主机接收所述第一主机数据业务，用于存储在所述存储系统内的第一分区中；使用所述存储仿真层将所述第一主机数据业务转换为存储数据；通过所述存储接口将所述存储数据存储到所述第一分区中；通过所述主机接口从所述主机接收读取请求；通过所述存储接口检索来自所述第一分区的所述存储数据的一些或全部；使用所述存储仿真层将所述存储数据的一些或全部格式化为与所述第一主机数据业务兼容的格式；和通过所述主机接口以与所述第一类型的数据存储器相对应的配置将所述格式化的数据传输到所述主机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 US 62/136,336;2016.03.20 US 15/075,1731.一种用于存储系统的存储控制器，包括：主机接口，被配置为接收第一主机数据业务，用于存储在所述存储系统内，其中，所述第一主机数据业务被格式化用于第一类型的数据存储器；存储接口，被配置为向所述存储系统传送存储数据，其中，所述存储数据被格式化用于存储在与所述第一类型的数据存储器不同的第二类型的数据存储器中；和与所述主机接口和所述存储接口耦接的处理电路，所述处理电路包括存储仿真层，所述处理电路被配置为：通过所述主机接口从主机接收所述第一主机数据业务，用于存储在所述存储系统内的第一分区中；使用所述存储仿真层将所述第一主机数据业务转换为存储数据；通过所述存储接口将所述存储数据存储到所述第一分区中；通过所述主机接口从所述主机接收读取请求；通过所述存储接口检索来自所述第一分区的所述存储数据的一些或全部；使用所述存储仿真层将所述存储数据的一些或全部格式化为与所述第一主机数据业务兼容的格式；和通过所述主机接口以与所述第一类型的数据存储器相对应的配置将所述格式化的数据传输到所述主机。2.根据权利要求1所述的存储控制器，其中，所述第一类型的数据存储器是硬盘驱动器或者固态驱动器，并且所述第二类型的数据存储器是顺序写入/随机读取的NAND闪存非易失性存储器。3.根据权利要求1所述的存储控制器，其中，所述第一主机数据业务包括非块数据。4.根据权利要求1所述的存储控制器，其中，将所述第一主机数据业务转换为存储数据包括：将所述第一主机数据业务整形为适合于所述存储系统的大小的数据块；将用于所述第一主机数据业务的地址转换为适合于所述存储系统的地址；和将所述第一主机数据业务内的命令转换为所述存储系统可用的命令。5.根据权利要求4所述的存储控制器，其中，所述处理电路还被配置为：在所述存储数据内创建元数据，所述元数据包括：映射信息，所述映射信息在所述存储数据被映射回与所述第一类型的数据存储器相对应的配置时被使用；基于主机的寻址信息，所述基于主机的寻址信息在用于所述存储数据的地址被转换为与所述第一类型的数据存储器相对应的地址时被使用；主机属性，所述主机属性包括与所述第一类型的数据存储器相对应的配置信息。6.根据权利要求1所述的存储控制器，其中，所述处理电路还被配置为：使用所述存储仿真层基于所述第一类型的数据存储器创建和配置所述存储系统中的所述第一分区。7.根据权利要求1所述的存储控制器，其中，所述主机接口还被配置为接收第二主机数据业务用于存储在所述存储系统中，其中，所述第二主机数据业务被格式化用于存储在与所述第一类型的数据存储器和所述第二类型的数据存储器不同的第三类型的数据存储器中，并且所述处理电路还被配置为：通过所述主机接口从所述主机接收所述第二主机数据业务，用于存储在所述存储系统内的第二分区中；使用所述存储仿真层将所述第二主机数据业务转换为存储数据；通过所述存储接口将所述存储数据存储在所述第二分区中；从所述主机接收读取请求；检索来自所述第二分区的所述存储数据的一些或全部；使用所述存储仿真层将所述存储数据的一些或全部格式化为与所述第二主机数据业务兼容的格式；和以与所述第三类型的数据存储器相对应的配置将格式化的数据传输到所述主机。8.一种操作存储控制器的方法，包括：通过主机接口从主机接收第一主机数据业务，用于存储在存储系统内的第一分区中，其中，所述第一主机数据业务被格式化用于存储在第一类型的数据存储器中；将所述第一主机数据业务转换为存储数据，其中，所述存储数据被格式化用于存储在与所述第一类型的数据存储器不同的第二类型的数据存储器中；通过存储接口将所述存储数据存储到所述第一分区中；通过所述主机接口从所述主机接收读取请求；通过所述存储接口检索来自所述第一分区的所述存储数据的一些或全部；将所述存储数据的一些或全部格式化为与所述第一主机数据业务兼容的格式；和通过所述主机接口以与所述第一类型的数据存储器相对应的配置将所述格式化的数据传输到所述主机。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一类型的数据存储器是硬盘驱动器或者固态驱动器，并且所述第二类型的数据存储器是顺序写入/随机读取的NAND闪存非易失性存储器。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一主机数据业务包括非块数据。11.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·R·埃尔哈特，
申请(专利权)人：波利伍德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US