储存设备及其队列管理方法技术

一种储存设备的队列管理方法，该储存设备连接到网络架构并且包括多个非易失性存储器设备，该方法包括：通过网络架构接收从主机提供的写入命令和写入数据；向命令提交队列写入写入命令并且向数据提交队列写入写入数据，其中数据提交队列独立于命令提交队列而管理；并且运行写入到命令提交队列的写入命令，以将写入到数据提交队列的写入数据写入到多个非易失性存储器设备的第一目标设备。

【技术实现步骤摘要】
储存设备及其队列管理方法相关申请的交叉引用做出对于2018年3月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0034453的优先权的要求，其全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及半导体存储器设备，并且更具体地涉及安装在网络架构(fabric)上的储存设备及其队列管理方法。
技术介绍
固态驱动器(下文中称为“SSD(solidstatedrive，固态驱动器)”)是基于闪存的大容量储存设备的示例。随着对大容量储存的需求增加，SSD的使用最近已经多样化。例如，SSD可以被表征为细分为实施用作服务器的SSD、实施用于客户端使用的SSD、和实施用于数据中心的SSD、以及各种其他实施方式。SSD接口用于提供适合于实施方式的最高速度和可靠性。为了满足高速度和可靠性的要求的目的，基于串行高级技术附件(serialadvancedtechnologyattachment，SATA)、串行连接小组件接口(serialattachedsmallcomponentinterface，SAS)、或者快速外围组件互连(peripheralcomponentinterconnectionexpress，PCIe)的快速非易失性存储器(non-volatilememoryexpress，NVMe)接口规范已经被积极开发并且应用。当前，正在积极地开发使得诸如大容量数据中心的系统能够轻易扩展的SSD接口。特别是，基于架构的NVMe(NVMeoverfabrics，NVMe-oF)规范正在被积极开发以作为用于在诸如以太网交换机的网络架构上安装SSD的标准。NVMe-oF通过各种储存网络架构(例如，以太网、光纤通道TM、和无限带宽TM)支持NVMe储存协议。NVMe储存协议也应用于NVMeSSD。因此，在包括NVMeSSD的储存器中，连接到网络架构的至少一个接口块仅具有以下功能：将网络架构的协议转换为NVMe-oF协议的功能或者缓冲功能。然而，在这种情况下，因为需要转换与多个协议层相对应的协议，所以延迟的增加是不可避免的。另外，在与每个协议相对应的硬件接口中，提交队列SQ(submissionqueue，提交队列)的结构和完成队列CQ(completionqueue，完成队列)的结构不得不保持一致。因此，难以有效地管理诸如NVMe-oF的网络储存器中的队列。
技术实现思路
本专利技术构思的实施例提供了一种简化连接到网络架构的储存设备的控制器结构并且有效地管理队列的方法。本专利技术构思的实施例提供了一种连接到网络架构的储存设备的队列管理方法，该储存设备包括多个非易失性存储器设备。该方法包括：储存设备接收通过网络架构从主机提供的写入命令和写入数据；储存设备向命令提交队列写入写入命令并且向数据提交队列写入写入数据；储存设备独立于命令提交队列而管理数据提交队列；并且储存设备运行写入到命令提交队列的写入命令，以将写入数据从数据提交队列写入到多个非易失性存储器设备的第一目标设备。本专利技术构思的实施例进一步提供了一种储存设备，该储存设备包括：多个非易失性存储器设备；和储存控制器，被配置为提供多个非易失性存储器设备与网络架构之间的接口连接。储存控制器包括：主机接口，被配置为提供与网络架构的接口连接；存储器，被配置为实施单层的队列；和储存管理器，被配置为管理队列并且控制多个非易失性存储器设备。储存管理器被配置为实施并且管理存储器中的队列，以用于管理从主机提供的命令和数据。队列包括：命令提交队列，被配置为保存从主机提供的写入命令或者读取命令；数据提交队列，被配置为保存与写入命令一起提供的写入数据，其中数据提交队列独立于命令提交队列而管理；和完成队列，被配置为保存响应于读取命令而从多个非易失性存储器设备中的至少一个非易失性存储器设备输出的读取数据。本专利技术构思的实施例又进一步提供了一种网络储存控制器，该网络储存控制器提供了多个非易失性存储器设备与网络架构之间的接口连接。网络储存控制器包括：主机接口，被配置为提供与网络架构的接口连接；闪存接口，被配置为控制多个非易失性存储器设备；工作存储器，被配置为实施用于处理从主机提供的命令或者数据的队列；和处理器，被配置为运行储存管理器。储存管理器被配置为将通过网络架构从主机提供的多协议格式的发送格式转换为命令或者数据，以及队列与单协议层相对应，并且被划分为命令提交队列和数据提交队列。附图说明从以下结合附图的详细描述，本专利技术构思的以上和其它目的和特征将变得显而易见。图1示出了根据本专利技术构思的实施例的网络储存器的框图。图2示出了图1的储存控制器的示例性配置的框图。图3示出了图1中所示的非易失性存储器设备的框图。图4示出了根据本专利技术构思的实施例的队列管理方法的图。图5示出了根据本专利技术构思的实施例的队列管理方法的流程图。图6示出了根据本专利技术构思的另一实施例的队列管理方法的流程图。图7示出了参考图6描述的执行具有相同ID的读取命令和写入命令的方法的图。图8示出了根据本专利技术构思的实施例的由储存控制器处理的发送帧的结构的图。图9示出了根据本专利技术构思的实施例的储存控制器的特征的图。图10示出了根据本专利技术构思的另一实施例的储存设备的框图。图11示出了根据本专利技术构思的实施例的网络储存系统的框图。具体实施方式如在本专利技术构思的领域中传统的，可以依据实行所描述的一个或多个功能的块来描述和说明实施例。这些块(本文可以称为单元或者模块等)由模拟和/或数字电路(诸如逻辑门、集成电路、微处理器、微控制器、存储器电路、无源电子组件、有源电子组件、光学组件、硬连线电路等)物理地实施，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。电路可以例如体现在一个或多个半导体芯片中，或者体现在诸如印刷电路板等的基板支撑件上。构成块的电路可以由专用硬件实施，或者由处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和关联电路)实施，或者由执行块的一些功能的专用硬件和执行块的其它功能的处理器的组合实施。实施例的每个块可以被物理地分开为两个或多个交互和离散块而不脱离本专利技术构思的范围。同样地，实施例的块可以被物理地组合为更复杂的块而不脱离本专利技术构思的范围。下面，将使用快闪存储器设备的固态驱动器(SSD)用作储存设备的示例，以用于描述本专利技术构思的特征和功能。然而，本领域技术人员可以取决于本文公开的内容，容易地理解本专利技术构思的其它优点和性能。本专利技术构思可以通过其它实施例来实施或者应用。另外，在不脱离本专利技术构思的范围和精神以及任何其它目的的情况下，可以根据应用改变或者修改详细描述。图1示出了根据本专利技术构思的实施例的网络储存器10的框图。参考图1，网络储存器10包括主机100和储存设备200。主机100将以太网协议的(即，使用的)命令和数据发送到储存设备200。储存设备200可以接收该发送并且将该发送的以太网协议格式转换为命令和数据，该命令和数据要被直接发送到快闪存储器而无需中间的转换。这将随后更详细地描述。主机100可以向储存设备200写入数据或者可以读取储存在储存设备200中的数据。也就是说，主机100可以是使用以太网协议的网络架构或者交换机、或者连接到网络架构并且控制储存设备200的服务器。当向储存设备200发送命令和数据时，主机100可以遵从包括基于架构的NVMe(NVMe-oF)储存协议本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连接到网络架构的储存设备的队列管理方法，所述储存设备包括多个非易失性存储器设备，所述方法包括：储存设备通过网络架构接收从主机提供的写入命令和写入数据；储存设备向命令提交队列写入写入命令，并且向数据提交队列写入写入数据；储存设备独立于命令提交队列而管理数据提交队列；以及储存设备运行写入到命令提交队列的写入命令，以将写入数据从数据提交队列写入到多个非易失性存储器设备的第一目标设备。

【技术特征摘要】
2018.03.26 KR 10-2018-00344531.一种连接到网络架构的储存设备的队列管理方法，所述储存设备包括多个非易失性存储器设备，所述方法包括：储存设备通过网络架构接收从主机提供的写入命令和写入数据；储存设备向命令提交队列写入写入命令，并且向数据提交队列写入写入数据；储存设备独立于命令提交队列而管理数据提交队列；以及储存设备运行写入到命令提交队列的写入命令，以将写入数据从数据提交队列写入到多个非易失性存储器设备的第一目标设备。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：储存设备接收跟随写入命令的读取命令；并且储存设备向命令提交队列写入读取命令。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：储存设备响应于读取命令，访问多个非易失性存储器设备的第二目标设备并且从第二目标设备读取读取数据。4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：当读取命令指示从第一目标设备读取读取数据时，在向第一目标设备写入写入数据之前，储存设备首先向来自多个非易失性存储器设备当中的保留设备写入写入数据。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：在从第一目标设备读取读取数据之后，储存设备从保留设备向第一目标设备写入写入数据。6.如权利要求1所述的方法，其中来自主机的发送帧包括以太网字段、基于架构的NVMe(NVMe-oF)字段、NVMe字段、写入命令和写入数据，以太网字段、基于架构的NVMe(NVMe-oF)字段和NVMe字段用作与网络架构接口连接。7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：储存设备提取写入命令和写入数据而不执行对于以太网字段、NVMe-oF字段、和NVMe字段的协议转换。8.一种储存设备，包括：多个非易失性存储器设备；和储存控制器，被配置为提供在多个非易失性存储器设备与网络架构之间的接口连接，其中储存控制器包括：主机接口，被配置为提供与网络架构的接口连接，存储器，被配置为实施单层的队列，和储存管理器，被配置为管理队列并且控制多个非易失性存储器设备，其中储存管理器被配置为实施并且管理存储器中的队列，以用于管理从主机发送的命令和数据，并且其中单层的队列包括：命令提交队列，被配置为保存从主机提供的写入命令或者读取命令，数据提交队列，被配置为写入与写入命令一起提供的保存数据，其中数据提交队列独立于命令提交队列而管理，和完成队列，被配置为响应于读取命令保存从多个非易失性存储器设备中的至少一个非易失性存储器设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昶德，罗广贤，梁耿辅，吴和锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR