将写入流分离到多个分区中制造技术

提供了一种操作存储控制器的方法。所述方法包括：接收由主机传送的数据，用于存储在存储介质的目标分区中；以及检测所述数据的属性。所述方法还包括：至少基于所述数据的所述属性，在所述存储介质上建立一个或多个推断分区；以及至少基于所述数据的所述属性，将所述数据的子集分类，用于存储在所述目标分区和所述一个或多个推断分区内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将写入流分离到多个分区中相关申请本申请特此要求享有于2018年9月28日提交的、标题为“WRITESTREAMSEPARATIONINTOMULTIPLEPARTITIONS”的申请号为62/738,780的美国临时专利申请的权益和优先权，并且该美国临时专利申请的全部内容特此通过引用并入。
本公开内容的多个方面涉及数据存储，并且具体地涉及对数据流进行分区。
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为8-16KB。由这些驱动器接收的用于存储的写入数据可以由不同的数据类型的子集组成。这些子集可以对数据吞吐量和访问时间、介质损耗、服务质量(QoS)等具有不同的要求。通常，闪存控制器在存储数据时不会识别或区分这些不同的子集。
技术实现思路
在一个实施方案中，提供了一种操作存储控制器的方法。所述方法包括：接收由主机传送的数据，用于存储在存储介质的目标分区中；以及检测所述数据的属性。所述方法还包括：至少基于所述数据的所述属性，在所述存储介质上建立一个或多个推断分区；以及至少基于所述数据的所述属性，将所述数据的子集分类，用于存储在所述目标分区和所述一个或多个推断分区内。在另一个实施方案中，提供了一种用于存储系统的存储控制器。所述存储控制器包括：主机接口，其被配置为接收用于存储在所述存储系统内的主机数据；存储接口，其被配置为向所述存储系统传送存储数据；以及与所述主机接口和所述存储接口耦接的处理电路。所述处理电路被配置为：接收由主机传送的数据，用于存储在所述存储系统内的存储介质的目标分区中；以及检测所述数据的属性。所述处理电路还被配置为：至少基于所述数据的所述属性，在所述存储介质上建立一个或多个推断分区；以及至少基于所述数据的所述属性，将所述数据的子集分类，用于存储在所述目标分区和所述一个或多个推断分区内。附图说明参考以下附图可以更好地理解本公开内容的许多方面。虽然结合这些附图描述了若干实施方式，但是本公开内容不限于本文所公开的实施方式。相反，目的是覆盖所有替代方案、改型和等同物。图1例示了计算机主机和数据存储系统。图2例示了数据存储系统的一个示例实施方案。图3例示了被配置用于在视频流应用程序中使用的一个示例存储器阵列。图4例示了用于对数据进行分区的一种示例方法。图5例示了一种存储控制器。具体实施方式本文所描述的示例实施方案例示了用于固态存储设备(诸如固态驱动器(SSD))将单个写入数据流分离到该设备内部的多个分区中的不同的方法。写入数据由不同的子集组成，如果将不同的子集写入到具有用于该子集的最佳属性的单独的分区，则导致更好的总体驱动器性能(数据吞吐量和访问时间、介质损耗等)和更低的驱动器成本。在主机未直接用数据指定数据子集类型的实施例中，驱动器使用其他信息来推断数据子集类型。在一个示例实施方案中，每个分区具有用于每个数据子集的最佳属性。这些属性包括：块大小、块打包效率、性能(等待时间和吞吐量)、闪存转换层(FTL)实施方式和资源成本(扁平化映射与具有不同的动态随机存取存储器(DRAM)要求的基于扩展区的映射)、垃圾收集算法、密度(单级单元(SLC)与三级单元(TLC)与四级单元(QLC))、服务质量(QoS)、高速缓存大小(读和写)和策略(预读)、容量、安全和/或加密、掉电保护等。在下文所描述的示例实施方案中，例示了几种不同的分离方法。这些分离方法包括：通过数据“温度”(热或冷)分离、通过写入命令大小分离以及通过写入命令位置分离。在本专利技术的范围内可以使用其他分离方法。这三个分离方法被例示为示例方法。本文未详细描述主机直接用数据(即，非易失性存储器标准(Non-VolatileMemoryExpress,NVMe)流和/或命名空间)指定数据子集类型的情况，但是在本专利技术的范围内，所述情况仍然可以通过本文所描述的实施方案来实现。通过温度分离：最近写入的用户数据被认为是“热”的。如果数据块未由于被重写而改变，则随着时间的流逝，此数据可以由垃圾收集发现并且被物理地重新定位。此时，该数据现在被认为是“冷”的并且在内部从“热”数据移动到单独的分区。通过写入命令大小分离：用户写入命令指定要写入的多个连续的数据块。基于每个写入命令的连续的块的总大小，将写入命令分离到不同的内部分区中。通过写入命令位置分离：每个写入命令都指定与要写入的数据相关联的位置(逻辑块地址(LBA))。基于写入命令LBA，将写入命令分离到不同的内部分区中。驱动器工作负载由不同类型的数据组成，并且对所有数据进行相同处理可能导致效率低下，从而影响性能、介质寿命和总体驱动器成本。在以下情况下驱动器性能被改进：可以确定主机数据的特定子集的类型，从而导致将子集分离到不同的分区中，每个分区具有用于主机数据子集类型的最佳属性。通过为特定的驱动器工作负载使用/调整(sizing)物理资源(闪存类型、DRAM大小等)来降低驱动器成本，而不是过度配置以处理一般/未知/最坏情况的工作负载。当热数据流和冷数据流混合在同一分区内部时，可能发生若干问题。热数据流和冷数据流的交错可能干扰任一流中的LBA顺序性。有顺序的数据有效地在介质上被打包以供读取，并且顺序性中断可能导致读取性能下降。在基于扩展区的映射表中最佳地跟踪有顺序的数据，并且顺序性中断需要更多的扩展区，从而导致读取性能下降、更长的表恢复时间以及额外的昂贵的内存。此外，在同一分区中热数据流和冷数据流的交错可能导致不必要地多次对冷数据进行垃圾收集，从而增加写入放大和过早的介质损耗。将冷数据写入到单独的分区保持了热数据流和冷数据流二者中的LBA顺序性，并且允许以适当的节奏对冷数据进行垃圾收集。当在内部写入到诸如NAND的介质时，内部写入块大小通常大于外部块大小。这意味着在执行内部写入之前，驱动器可能需要从多个主机写入命令中累积数据。此累积的数据可以存储在易失性存储器中。如果驱动器掉电，并且在掉电时无法将此累积的数据写入到介质，则用户数据随后也会丢失。为了解决存储在易失性介质中的用户数据的此问题，主机软件可以向驱动器发出刷新操作，这可以迫使设备填充等待累积的数据以执行内部写入。这可能会浪费内部容量并且增加写入放大。通过按照命令块大小将主机写入分离到多个分区中，驱动器可以将内部分区的属性与要写入该内部分区的预期块大小匹配并且更有效地使用容量。驱动器可以通过几种不同的方法检测数据子集类型。通过温度分离：根据对存储介质上的数据的更新的频率，存储的数据可以被认为是“热”的或“冷”的。在初始状态下，从主机写入的所有数据被认为是热的，并且被写入同一分区。随着时间的流逝，如果被更频繁地访问，则数据仍然是热的，并且此热数据被分区内的新介质位置中的新副本替换。在垃圾收集期间，任何保留在其原始位置的数据被分类为是冷的，并且被重新定位到不同的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作存储控制器的方法，所述方法包括：/n接收由主机传送的数据，用于存储在存储介质的目标分区中；/n检测所述数据的属性；/n至少基于所述数据的所述属性，在所述存储介质上建立一个或多个推断分区；以及/n至少基于所述数据的所述属性，将所述数据的子集分类，用于存储在所述目标分区和所述一个或多个推断分区内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 US 62/738,7801.一种操作存储控制器的方法，所述方法包括：
接收由主机传送的数据，用于存储在存储介质的目标分区中；
检测所述数据的属性；
至少基于所述数据的所述属性，在所述存储介质上建立一个或多个推断分区；以及
至少基于所述数据的所述属性，将所述数据的子集分类，用于存储在所述目标分区和所述一个或多个推断分区内。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据的所述属性包括对所述存储介质上的所述数据的更新的频率，并且最近更新的数据被存储在第一推断分区中，以及不频繁更新的数据被存储在第二推断分区中。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一推断分区相比于所述第二推断分区是更高性能的。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，对所述第二推断分区比对所述第一推断分区更频繁地进行垃圾收集。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据的所述属性包括写入命令大小，并且具有小的写入命令的数据被存储在小的块分区中，以及具有大的写入命令的数据被存储在大的块分区中。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述小的块分区包含具有比所述大的块分区内的数据块更小的大小的数据块。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据的所述属性包括写入命令位置，并且文件系统数据和元数据被写入固定位置中，以及用户数据被写入到非固定位置。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个推断分区包括至少两个包括不同的物理介质的分区。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个推断分区包括至少两个具有不同的服务质量的分区。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个推断分区包括至少两个具有不同的掉电恢复水平的分区。


11.一种用于存储系统的存储控制器，包括：
主机接口，被配置为接收用于存储在所述存储系统内的数据，以及将数据从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·哈宾加，K·D·兰丁，T·R·埃尔哈特，N·科赫，J·F·墨菲，D·C·普鲁厄特，J·W·斯莱特里，A·L·沃斯凯乐高，
申请(专利权)人：波利伍德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US