用于管理软件定义的永久性存储器的系统及方法技术方案

一种用于管理软件定义的永久性存储器的系统。中央处理单元和外围组件互连高速交换机在与主机装置互动时仿真永久性存储器控制器。中央处理单元和外围组件互连高速交换机从主机装置接收指令，且基于指令将写入数据永久地存储在一或多个非易失性存储器快速固态驱动器中或从一或多个非易失性存储器快速固态驱动器检索读取数据，且使用随机存取存储器的至少一部分作为高速缓存以暂时地存储来自一或多个非易失性存储器快速固态驱动器的读取数据或意图永久地存储在一或多个非易失性存储器快速固态驱动器中的写入数据中的至少一个。

The system and method of permanent memory for managing software definition

【技术实现步骤摘要】
用于管理软件定义的永久性存储器的系统及方法
本揭露大体上涉及具有永久性存储器的系统及方法。
技术介绍
举例来说，计算机系统可包含动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，DRAM)和非易失性存储装置(例如固态驱动器(solidstatedrive，SSD))。动态随机存取存储器允许在高速下对数据进行存取，且非易失性存储装置允许在关断电力时永久地存储数据。中央处理单元(centralprocessingunit，CPU)经由存储器总线(例如使用双倍数据速率(doubledatarate，DDR)、DDR2、DDR3或DDR4协议)存取动态随机存取存储器，并经由诸如外围组件互连高速(peripheralcomponentinterconnectexpress，PCIe)总线的外围总线存取固态驱动器。动态随机存取存储器模块通常为字节可寻址(byte-addressable)装置，而固态驱动器通常为块可寻址(block-addressable)装置。由于动态随机存取存储器与固态驱动器之间的能力和特性不同，用于存取动态随机存取存储器的协议和用于存取固态驱动器的协议通常并不同。包含动态随机存取存储器和非易失性存储的组合的永久性存储器模块，有可能能够在比固态驱动器更快的速度下，且以相比于动态随机存取存储器更低的每存储单元价格，提供对数据存储的存取。在一些实例中，永久性存储器模块配置成以类似于动态随机存取存储器的方式连接到系统，这允许中央处理单元以类似于存取动态随机存取存储器的方式存取永久性存储器模块。举例来说，包含动态随机存取存储器和非易失性存储(例如NAND闪存)的非易失性双列直插式存储器模块(non-volatiledualin-linememorymodule，NVDIMM)可安装于计算机主板的双列直插式存储器模块插槽中。这允许计算机系统在正常操作期间使用非易失性双列直插式存储器模块的动态随机存取存储器以实现较快数据存取，且在电力关闭或故障期间将数据永久地存储在非易失性双列直插式存储器模块的非易失性存储中。
技术实现思路
在大体方面，用于管理软件定义的永久性存储器的系统包含：中央处理单元；一或多个第一输入/输出端口，配置成容纳一或多个各自具有随机存取存储器(randomaccessmemory，RAM)的随机存取存储器模块，其中所述一或多个第一输入/输出端口电耦合到所述中央处理单元可存取的存储器总线；以及一或多个第二输入/输出端口，配置成容纳一或多个块可寻址非易失性存储装置。系统包含接口交换机，配置成经由一或多个第一数据链路与一或多个主机装置通信，其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成针对每一所述主机装置产生与对应的所述主机装置相关联的永久性存储器控制器数据结构。其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成在与所述主机装置互动时仿真永久性存储器控制器。所述永久性存储器控制器数据结构包含配置数据以使得所述中央处理单元和所述接口交换机能够仿真所述永久性存储器控制器。所述中央处理单元和所述接口交换机配置成从所述一或多个主机装置接收指令，且基于来自所述一或多个主机装置的所述指令而将写入数据永久地存储在所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中或从所述一或多个块可寻址非易失性存储装置检索读取数据，且使用所述随机存取存储器的至少一部分作为高速缓存以暂时地存储来自所述一或多个块可寻址非易失性存储装置的所述读取数据或意图永久地存储在所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中的所述写入数据中的至少一个。所述实施方案可包含以下特征中的一或多个。来自所述主机装置的所述指令可包含设计成存取字节可寻址永久性存储器模块的指令。所述第一数据链路可包含以下各项中的至少一个：PCIe链路、ThunderboltTM链路、NVLink、CCIX链路、OpenCAPI链路或Gen-Z链路。所述一或多个块可寻址非易失性存储装置可经由PCIe链路、ThunderboltTM链路、NVLink、CCIX链路、OpenCAPI链路或Gen-Z链路中的至少一个与所述接口交换机或所述中央处理单元通信。所述第一数据链路可包含PCIe链路，所述一或多个块可寻址非易失性存储装置可经由PCIe链路与所述接口交换机或所述中央处理单元通信，且所述接口交换机可包含PCIe交换机。所述系统可包含电力故障检测器，配置成检测电力故障且产生指示电力故障的中断信号。所述中央处理单元可配置成在接收指示电力故障的中断信号后执行紧急关机程序，所述紧急关机程序包含将所述高速缓存的所述数据清空到所述一或多个块可寻址非易失性存储装置。所述紧急关机程序可包含停用与每一所述主机装置相关联的所述PCIe链路以防止经由所述PCIe链路从所述主机装置接收额外数据。所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中的至少一些块可寻址非易失性存储装置中的每一个块可寻址非易失性存储装置可具有使用随机存取存储器所实施的写入高速缓存，且所述紧急关机程序可包含停用一或多个所述写入高速缓存。所述紧急关机程序可包含将存储器写入事务层数据包的写入数据清空到PCI存储器空间。所述紧急关机程序可包含将所述PCI存储器空间中的所述数据清空到至少一个对应的所述块可寻址非易失性存储装置。所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中的至少一个中的每一个可包含使用动态随机存取存储器所实施的控制器存储缓冲器(controllermemorybuffer，CMB)，控制器存储缓冲器的一部分配置为控制器存储缓冲器高速缓存，且所述中央处理单元和所述接口交换机配置成使用所述高速缓存和所述控制器存储缓冲器高速缓存来暂时地存储所述读取数据和/或所述写入数据。所述紧急关机程序可包含将所述控制器存储缓冲器高速缓存中的所述数据清空到至少一个对应的所述块可寻址非易失性存储装置。所述一或多个块可寻址非易失性存储装置可包含NVM(Non-VolatileMemory)固态驱动器。所述中央处理单元可使用PCIe链路电耦合到所述PCIe交换机。来自所述主机装置的所述指令可包含设计成存取非易失性双列直插式存储器模块的指令。所述系统可包含超级电容器，以在所述紧急关机程序期间向以下各项中的至少一个提供电力：所述中央处理单元、所述随机存取存储器、所述接口交换机或所述块可寻址非易失性存储装置。所述控制器存储缓冲器可包含错误校正码存储器，且所述块可寻址非易失性存储装置可配置成在与所述控制器存储缓冲器相关联的所述资料中存在错误时向所述中央处理单元发送错误讯息事务层数据包(errormessagetransactionlayerpacket)。所述中央处理单元可在所述随机存取存储器中产生控制器存储缓冲器高速缓存数据结构，且所述控制器存储缓冲器高速缓存数据结构可包含对应的所述控制器存储缓冲器和在所述控制器存储缓冲器中存储高速缓存数据的位置的相关信息。所述主机装置可包含以下各项中的至少一个：服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、照相机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，包括：/n中央处理单元；/n一或多个第一输入/输出端口，配置成容纳一或多个各自具有随机存取存储器的随机存取存储器模块，其中所述一或多个第一输入/输出端口电耦合到所述中央处理单元可存取的存储器总线；/n一或多个第二输入/输出端口，配置成容纳一或多个块可寻址非易失性存储装置；以及/n接口交换机，配置成经由一或多个第一数据链路与一或多个主机装置通信，其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成针对每一所述主机装置产生与对应的所述主机装置相关联的永久性存储器控制器数据结构，/n其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成在与所述主机装置互动时仿真永久性存储器控制器，/n其中所述永久性存储器控制器数据结构包含配置数据以使得所述中央处理单元和所述接口交换机能够仿真所述永久性存储器控制器；/n其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成从所述一或多个主机装置接收指令，且基于来自所述一或多个主机装置的所述指令而将写入数据永久地存储在所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中或从所述一或多个块可寻址非易失性存储装置检索读取数据，且使用所述随机存取存储器的至少一部分作为高速缓存以暂时地存储来自所述一或多个块可寻址非易失性存储装置的所述读取数据或意图永久地存储在所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中的所述写入数据中的至少一个。/n...

【技术特征摘要】
20181112 US 16/188,1951.一种用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，包括：
中央处理单元；
一或多个第一输入/输出端口，配置成容纳一或多个各自具有随机存取存储器的随机存取存储器模块，其中所述一或多个第一输入/输出端口电耦合到所述中央处理单元可存取的存储器总线；
一或多个第二输入/输出端口，配置成容纳一或多个块可寻址非易失性存储装置；以及
接口交换机，配置成经由一或多个第一数据链路与一或多个主机装置通信，其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成针对每一所述主机装置产生与对应的所述主机装置相关联的永久性存储器控制器数据结构，
其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成在与所述主机装置互动时仿真永久性存储器控制器，
其中所述永久性存储器控制器数据结构包含配置数据以使得所述中央处理单元和所述接口交换机能够仿真所述永久性存储器控制器；
其中所述中央处理单元和所述接口交换机配置成从所述一或多个主机装置接收指令，且基于来自所述一或多个主机装置的所述指令而将写入数据永久地存储在所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中或从所述一或多个块可寻址非易失性存储装置检索读取数据，且使用所述随机存取存储器的至少一部分作为高速缓存以暂时地存储来自所述一或多个块可寻址非易失性存储装置的所述读取数据或意图永久地存储在所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中的所述写入数据中的至少一个。


2.根据权利要求1所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中来自所述主机装置的所述指令包括设计成存取字节可寻址永久性存储器模块的指令。


3.根据权利要求1所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述第一数据链路包括以下各项中的至少一个：外围组件互连高速链路、ThunderboltTM链路、NVLink、CCIX链路、OpenCAPI链路或Gen-Z链路。


4.根据权利要求1所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述一或多个块可寻址非易失性存储装置经由外围组件互连高速链路、ThunderboltTM链路、NVLink、CCIX链路、OpenCAPI链路或Gen-Z链路中的至少一个与所述接口交换机或所述中央处理单元通信。


5.根据权利要求1所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述第一数据链路包括外围组件互连高速链路，所述一或多个块可寻址非易失性存储装置经由外围组件互连高速链路与所述接口交换机或所述中央处理单元通信，且所述接口交换机包括外围组件互连高速交换机。


6.根据权利要求5所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述中央处理单元配置成在接收指示电力故障的中断信号后执行紧急关机程序，所述紧急关机程序包含将所述高速缓存的数据清空到所述一或多个块可寻址非易失性存储装置。


7.根据权利要求6所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述紧急关机程序包括将存储器写入事务层数据包的写入数据清空到PCI存储器空间。


8.根据权利要求7所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述紧急关机程序包括将所述PCI存储器空间中的所述数据清空到至少一个对应的所述块可寻址非易失性存储装置。


9.根据权利要求1所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述一或多个块可寻址非易失性存储装置包括NVM固态驱动器。


10.根据权利要求1所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述一或多个块可寻址非易失性存储装置中的至少一个中的每一个包括使用动态随机存取存储器所实施的控制器存储缓冲器，所述控制器存储缓冲器的一部分配置为控制器存储缓冲器高速缓存，且所述中央处理单元和所述接口交换机配置成使用所述高速缓存和所述控制器存储缓冲器高速缓存来暂时地存储所述读取数据和/或所述写入数据。


11.根据权利要求10所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述中央处理单元在所述随机存取存储器中产生控制器存储缓冲器高速缓存数据结构，且所述控制器存储缓冲器高速缓存数据结构包含对应的所述控制器存储缓冲器和在所述控制器存储缓冲器中存储高速缓存数据的位置的相关信息。


12.根据权利要求1所述的用于管理软件定义的永久性存储器的系统，其特征在于，其中所述永久性存储器控制器数据结构进一步包括配置空间数据结构和存储器空间数据结构，
所述配置空间数据结构配置成存储配置写入请求事务层数据包的有效负载且提供配置读取请求事务层数据包所请求的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨渊智，
申请(专利权)人：创义达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71