大容量数据存储系统技术方案

本发明专利技术提供用于在主机系统与数据存储系统之间传送数据的系统和方法。所述系统包含接口，所述接口使用基于文件的协议来在所述数据存储系统与所述主机系统之间传送数据，其中所述数据存储系统包含第一大容量存储装置和第二大容量存储装置；其中所述第一大容量存储装置是固态非易失性存储器装置且所述第二大容量存储装置是非固态存储器装置。所述第一大容量存储装置是以逐文件为基础存储数据的操作为主存储装置的快闪存储器装置。所述第二大容量存储装置是操作为次级存储装置且存储经由逻辑接口接收的数据的磁盘驱动器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及存储装置，且更特定来说涉及使用直接数据文件存储接口的双媒体 存储装置。技术背景常规计算机系统通常包含若干功能组件。这些组件可包含中央处理单元(CPU)、主 存储器、输入/输出(I/O)装置以及大容量存储装置。在常规系统中，主存储器经由系 统总线或局部存储器总线耦合到CPU。主存储器用于向CPU提供在执行时间对存储在主 存储器中的数据和/或程序信息的存取。通常，主存储器包含随机存取存储器(RAM)电 路。具有CPU和主存储器的计算机系统常称为主机系统。大容量存储装置通常用于保持数据。通常，在由CPU执行之前将存储在大容量存储 装置中的程序复制到主存储器。常见的大容量存储装置包含软磁盘、硬磁盘、光盘和磁 带驱动器。另外，快闪存储器可用于提供非易失性存储。主机系统经由接口与快闪存储器(也 可称为快闪装置、快闪存储器或快闪卡，在本说明书中可互换使用)介接。快 闪存储器通常包含用于存储信息的非易失性存储器单元阵列。最常见以与例如个人计算机、相机等多种主机可移除地连接的存储器卡或快闪驱动 器的形式提供快闪存储器系统，但其也可嵌入在此类主机系统内。快闪存储器控制器通常控制存储器阵列的操作。存储器控制器包含微处理器、某种 非易失性只读存储器(ROM)、易失性随机存取存储器(RAM)和一个或一个以上 特殊电路，例如在数据通过存储器控制器时从数据计算ECC的错误校正码电路(ECC)。在早一代商业快闪存储器系统中，将矩形存储器单元阵列划分为大量单元群组，每 一者存储标准磁盘驱动器扇区的数据量，即512字节。每个群组中还通常包含例如16个 字节的额外数据量，以存储错误校正码(ECC)和可能的与用户数据和/或其中存储用户 数据的存储器单元群组相关的其它开销数据。每个此群组中的存储器单元是可共同擦除 的最小数目的存储器单元。也就是说，擦除单位有效地是存储一个数据扇区和所包含的 任何开销数据的大量存储器单元。此类型的存储器系统的实例描述于第5,602,987号和第 6,426,893号美国专利中。需要在用数据对其再编程之前擦除存储器单元是快闪存储器的 特性。在常规系统中，主机维持文件系统并向逻辑群集分配文件数据，其中群集大小通常 是固定的。将快闪装置划分为多个逻辑扇区且主机分配由多个逻辑扇区组成的群集内的 空间。群集是逻辑地址的细分，且群集图表示为文件分配表(FAT)。 FAT通常存储在 存储装置本身上。在常规系统中，当向存储器写入数据时，主机通常向存储器系统的连续虚拟地址空 间内的扇区、群集或其它数据单位指派唯一的逻辑地址。类似于磁盘操作系统(DOS), 主机向存储器系统的逻辑地址空间内的地址写入数据以及从其读取数据。存储器系统内 的控制器将从主机接收的逻辑地址转译为实际存储数据的存储器阵列内的物理地址，且 接着跟踪这些地址转译。存储器系统的数据存储容量至少与在为存储器系统界定的整个 逻辑地址空间上可寻址的数据量一样大。专利技术人先前已使用了将单独装置(即，大容量存储和快闪存储器)合并到单个大容量存储系统中的概念，如上述共同待决专利申请案中所揭示。这些集成装置在使用逻辑 接口在主机与合并的存储系统之间传送数据的情况下操作。现在正在开发其它文件存储系统(或格式)以使得主机不必执行文件到逻辑地址的 映射。因此，需要一种方法和系统，其允许主机系统有效地从使用非传统文件存储格式的 快闪存储器系统和仍基于使用逻辑接口的常规逻辑地址空间/格式的大容量存储装置读 取数据，以及向以上两者写入数据。
技术实现思路
在本专利技术的一方面中，提供一种用于在主机系统与数据存储系统之间传送数据的系 统。所述系统包含接口，所述接口使用基于文件的协议来在所述数据存储系统与所述主 机系统之间传送数据，其中所述数据存储系统包含第一大容量存储装置和第二大容量存 储装置；其中所述第一大容量存储装置是固态非易失性存储器装置且所述第二大容量存 储装置是非固态存储器装置。所述第一大容量存储装置是以逐文件为基础存储数据的操作为主存储装置的快闪存 储器装置。所述第二大容量存储装置是操作为次级存储装置且存储经由逻辑接口接收的 数据的磁盘驱动器。在本专利技术的另一方面中，提供一种用于在主机系统与数据存储系统之间传送数据的 系统。所述系统包含接口，所述接口使用基于文件的协议来在所述数据存储系统与所述 主机系统之间传送数据，其中所述数据存储系统包含第一非易失性大容量存储装置和第 二非易失性大容量存储装置；且所述第一非易失性大容量存储装置以第一格式存储数据， 且所述第二非易失性大容量存储装置以第二格式存储数据。在本专利技术的又一方面中，提供一种数据存储系统。所述数据存储系统包含第一非 易失性大容量存储装置，其经由使用基于文件的协议的接口与主机系统介接；以及第二 非易失性大容量存储装置；其中所述第二非易失性大容量存储装置与所述第一非易失性 大容量存储装置介接，且来自所述主机系统的数据可存储在所述第一非易失性大容量存 储装置和/或所述第二非易失性大容量存储装置中。在本专利技术的另一方面中，提供一种数据存储系统。所述数据存储系统包含第一非易 失性大容量存储装置，其经由基于文件的协议与主机系统介接；其中所述第一非易失性 大容量存储装置包含磁盘驱动器以与第二非易失性大容量存储装置介接，且来自所述主 机系统的文件数据可存储在所述第一非易失性大容量存储装置和/或第二非易失性大容量存储装置中。在本专利技术的又一方面中，提供一种用于将由主机系统发送的数据写入大容量存储系 统的方法。所述大容量存储系统包含第一非易失性大容量存储装置和第二非易失性大容 量存储装置。所述方法包含通过唯一文件识别符和个别文件内的偏移量来识别个别数 据文件，其中所述主机系统产生所述唯一文件识别符和所述偏移量，并将所述文件识别 符和所述偏移量发送到所述大容量存储系统；以及如果在所述第一非易失性存储装置中 空间可用，那么将所述数据存储在所述第一非易失性大容量存储装置中，且如果在所述 第一非易失性大容量存储装置中用于所述文件的存储空间不可用，那么调度复制操作以 将数据从所述第一非易失性大容量存储装置传送到所述第二非易失性大容量存储装置。在本专利技术的另一方面中，提供一种用于从大容量存储系统读取数据的方法。所述大 容量存储系统包含第一非易失性大容量存储装置和第二非易失性大容量存储装置。所述 方法包含接收个别唯一文件识别符和文件的偏移量，其中主机系统产生所述唯一文件 识别符和偏移量，并将所述文件识别符和偏移量发送到所述大容量存储系统以用于将从 所述大容量存储系统读取的数据；确定所述文件是位于所述第一非易失性大容量存储装 置中还是所述第二非易失性大容量存储装置中；以及如果所述文件位于所述第一非易失 性大容量存储装置中，那么从所述第一非易失性大容量存储装置存取数据。在本专利技术的又一方面中，提供一种用于将由主机系统发送的数据写入大容量存储系 统的方法，其中所述大容量存储系统具有第一非易失性大容量存储装置和第二非易失性大容量存储装置。所述方法包含通过唯一文件识别符和个别文件内的偏移量来识别个 别数据文件，其中所述主机系统产生所述唯一文件识别符和所述偏移量，并将所述文件 识别符和偏移量发送到所述大容量存储系统；如果在所述第一非易失性大容量存储装置 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据存储系统，其包括：第一非易失性大容量存储装置，其经由使用基于文件的协议的接口与主机系统介接；以及第二非易失性大容量存储装置；其中所述第二非易失性大容量存储装置与所述第一非易失性大容量存储装置介接，且来自所述主机系统的 数据可存储在所述第一非易失性大容量存储装置和／或所述第二非易失性大容量存储装置中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-3 11/196,8261.一种数据存储系统，其包括第一非易失性大容量存储装置，其经由使用基于文件的协议的接口与主机系统介接；以及第二非易失性大容量存储装置；其中所述第二非易失性大容量存储装置与所述第一非易失性大容量存储装置介接，且来自所述主机系统的数据可存储在所述第一非易失性大容量存储装置和/或所述第二非易失性大容量存储装置中。2. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置包含 磁盘文件系统以将数据文件映射到所述第二非易失性大容量存储装置的逻辑地址 空间，其允许所述第一非易失性大容量存储装置与所述第二非易失性大容量存储装 置之间的数据传送。3. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置是操 作为主存储装置的固态存储器。4. 根据权利要求1所述的数据存储系统，其中所述第二非易失性大容量存储装置是操 作为次级存储装置的硬磁盘。5. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置中的 接口与以逐文件为基础从快闪存储器存取数据的直接数据文件接口介接。6. 根据权利要求5所述的数据存储系统，其中所述接口使用基于文件的格式从所述快 闪存储器向所述主机系统传送数据。7. 根据权利要求5所述的数据存储系统，其中所述接口与所述直接数据文件接口介接 以向所述第二非易失性大容量存储装置传送数据和从所述第二非易失性大容量存 储装置传送数据，其中所述直接数据文件接口与磁盘文件系统和磁盘驱动器介接以 经由逻辑接口从所述第二非易失性大容量存储装置发送和/或接收数据。8. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置与所 述第二非易失性大容量存储装置的存取时间和存储容量相比具有较快的存取时间 和较小的存储容量，且如果所述第二非易失性大容量存储装置处于不可用状态，那 么可从所述第一非易失性大容量存储装置存取数据，或当所述第二非易失性大容量 存储装置处于可用状态时可从所述第一非易失性大容量存储装置和所述第二非易 失性大容量存储装置两者存取数据。9. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置用于保存从所述主机系统接收的文件的第一段，且所述第二非易失性大容量存储装置用 于存储从所述主机系统接收的所述文件的第二段。10. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置操作 为用于从所述第二非易失性大容量存储装置读取数据的高速缓冲存储器。11. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置操作 为用于写入所述第二非易失性大容量存储装置的数据的写入高速缓冲存储器。12. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述数据存储系统的存储器控制器确定 应将从所述主机系统接收的文件数据存储在何处。13. 根据权利要求1所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置充当 用于写入所述第二非易失性大容量存储装置的数据的临时备用装置。14. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置存储 从所述第一非易失性大容量存储装置复制且由所述主机系统执行的可执行应用程 序文件。15. 根据权利要求l所述的数据存储系统，其中在不活动时期期间，在所述第一非易失 性大容量存储装置与所述第二非易失性大容量存储装置之间作为后台操作复制数 据。16. 根据权利要求15所述的数据存储系统，其中使用缓冲器在所述第一非易失性大容 量存储装置与所述第二非易失性大容量存储装置之间传送数据。17. —种数据存储系统，其包括第一非易失性大容量存储装置，其经由基于文件的协议与主机系统介接；其中所 述第一非易失性大容量存储装置包含磁盘驱动器以与第二非易失性大容量存储装 置介接，且来自所述主机系统的文件数据可存储在所述第一非易失性大容量存储装 置和/或第二非易失性大容量存储装置中。18. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置包 含将数据文件映射到所述第二非易失性大容量存储装置的逻辑地址空间的磁盘文 件系统，其允许所述第一非易失性大容量存储装置与所述第二非易失性大容量存储 装置之间的数据传送。19. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置是 操作为主存储装置的固态存储器。20. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第二非易失性大容量存储装置是操作为次级存储装置的硬磁盘。21. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置与 所述第二非易失性大容量存储装置的存取时间和存储容量相比具有较快的存取时 间和较小的存储容量，且如果所述第二非易失性大容量存储装置处于不可用状态， 那么可从所述第一非易失性大容量存储装置存取数据，或当所述第二非易失性大容 量存储装置处于可用状态时可从所述第一非易失性大容量存储装置和所述第二非 易失性大容量存储装置两者存取数据。22. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置用 于保存从所述主机系统接收的文件的第一段，且所述第二非易失性大容量存储装置 用于存储从所述主机系统接收的所述文件的第二段。23. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置操 作为用于从所述第二非易失性大容量存储装置读取数据的高速缓冲存储器。24. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置操 作为用于写入所述第二非易失性大容量存储装置的数据的写入高速缓冲存储器。25. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置充 当用于写入所述第二非易失性大容量存储装置的数据的临时备用装置。26. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中所述第一非易失性大容量存储装置存 储从所述第一非易失性大容量存储装置复制且由所述主机系统执行的可执行应用 程序文件。27. 根据权利要求17所述的数据存储系统，其中在不活动时期期间，在所述第一非易 失性大容量存储装置与所述第二非易失性大容量存储装置之间作为后台操作复制 数据，且其中可使用缓冲器在所述第一非易失性大容量存储装置与所述第二非易失 性大容量存储装置之间传送数据。28. —种用于将由主机系统发送的数据写入大容量存储系统的方法，其中所述大容量存 储系统包含第一非易失性大容量存储装置和第二非易失性大容量存储装置，所述方 法包括通过唯一文件识别符和个别文件内的偏移量来识别个别数据文件，其中所述主机 系统产生所述唯一文件识别符和所述偏移量，并将所述文件识别符和偏移量发送到 所述大容量存储系统；以及如果在所述第一非易失性存储装置中空间可用，那么将所述数据存储在所述第一非易失性大容量存储装置中，且如果在所述第一非易失性大容量存储装置中用于所 述文件的存储空间不可用，那么调度复制操作以将数据从所述第一非易失性大容量 存储装置传送到所述第二非易失性大容量存储装置。29. 根据权利要求28所述的方法，其中所述大容量存储系统确定是否应将数据存储在 所述第一非易失性大容量存储装置和/或所述第二非易失性大容量存储装置中。30. 根据权利要求29所述的方法，其中将所述主机系统发送的文件分段，以使得第一 段存储在所述第一非易失性大容量存储装置中且第二段存储在所述第二非易失性 大容量存储装置中。31. 根据权利要求28所述的方法，其中所述第一非易失性大容量存储装置是操作为主 存储装置的固态存储器。32. 根据权利要求28所述的方法，其中所述第二非易失性大容量存储装置是操作为次 级存储装置的硬磁盘。33. —种用于从大容量存储系统读取数据的方法，其中所述大容量存储系统包含第一非 易失性大容量存储装置和第二非易失性大容量存储装置，所述方法包括接收个别唯一文件识别符和文件的偏移量，其中主机系统产生所述唯一文件识别 符和偏移量，并将所述文件识别符和偏移量发送到所述大容量存储系统以用于将从 所述大容量存储系统读取的数据；确定所述文件是位于所述第一非易失性大容量存储装置中还是所述第二非易失 性大容量存储装置中；以及如果所述文件位于所述第一非易失性大容量存储装置中，那么从所述第一非易失 性大容量存储装置存取数据。34. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦W辛克莱，
申请(专利权)人：桑迪士克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]