将耐久性组应用于分区命名空间制造技术

本申请涉及将耐久性组应用于分区命名空间。EG可与ZNS组合以提供对如何、在何处以及在何种配置下将数据存储到SSD上的各种用户定义的区段的更大控制。在实施方案中，这样将控制功能暴露于SSD主机向数据中心和其它超大规模用户及其客户端提供了改善的性能。在实施方案中，可将较大的SSD划分成区的组以供主机设备更好地使用。在实施方案中，组可包括例如各自包含限定数量的区的EG、集和MU。在一个或多个实施方案中，主机可使用不同EG来访问设备，并由此管理SSD中的管芯或信道冲突。

【技术实现步骤摘要】
将耐久性组应用于分区命名空间相关申请的交叉引用本申请要求2019年11月5日提交的美国临时专利申请序列号62/930,897的权益，该美国临时专利申请以引用方式并入本文。
技术介绍

本公开的实施方案总体涉及非易失性存储器管理和配置，并且更具体地涉及通过将耐久性组与分区命名空间(ZNS)一起应用来配置固态设备(SSD)。相关领域的描述非易失性存储器(NVM)集和耐久性组(EG)是用于管理大于单个非易失性存储器标准(NVMe)1命名空间的存储池的两个最近开发的组织构造。应注意，EG是NVM集的集合，其由命名空间和未分配的存储装置组成。出于磨损均衡的目的，每个EG包括单独存储池。它们具有其自身的专用备用块池，并且通常，驱动器报告每个EG的单独磨损统计值。在具有多于一个EG的驱动器上，可以完全磨损一个EG并使其保持只读，而其它耐久性组保持可用。因此，驱动器可以被设计来将特定的NAND管芯或信道映射到不同NVM集或耐久性组，以实质上将其分成多个相对独立的驱动器。这不仅可提供磨损的分离，而且可提供刚性分配性能。例如，云托管提供商可以将来自单独客户的虚拟机放在不同NVM集或EG上，以确保来自一个客户的繁忙工作负载不影响另一个客户所经历的延迟。因此，EG和NVM集通常力图用于数据中心和其它超大规模上下文中。ZNS(NVMe工作组中的技术方案)是允许SSD的区被顺序编程的新接口标准。写入放大是与闪存存储器和固态驱动器(SSD)相关联的不期望的现象，其中物理写入存储介质的信息的实际量是旨在写入的逻辑量的倍数。因为闪存存储器在其可被重写之前必须用(当与写入操作相比时)更粗粒度的擦除操作进行擦除，所以执行这些操作的过程导致移动(或重写)用户数据和元数据多于一次。因此，重写一些数据需要：读取、更新闪存的已使用的部分并将其写入新位置，以及在先前已在某个时间点使用新位置时首先擦除该新位置。由于闪存工作的方式，必须擦除和重写闪存的比新数据量实际所需更大的部分。这种倍增效应增加了在SSD的使用期内所需的写入次数，这缩短了其能够可靠地操作的时间。增加的写入还消耗带宽。
技术实现思路
在实施方案中，EG可与ZNS组合以提供对如何、在何处以及在何种配置下将数据存储到SSD上的各种用户定义的区段的更大控制。在实施方案中，这样将控制功能暴露于SSD主机(先前仅由设备控制器处理)向数据中心和其它超大规模用户及其客户端提供了改善的性能。因此，在实施方案中，可将较大的驱动器划分成区的组以供主机设备更好地使用。在实施方案中，组可包括例如各自包含限定的一组区的NVMeEG和NVM集。另外，在实施方案中，主机可以使用不同EG来访问设备，并由此管理SSD中的管芯或信道冲突。在一个实施方案中，一种配置固态设备(SSD)的方法包括：将所述SSD的至少一部分配置为分区命名空间；将所述分区命名空间划分成一个或多个耐久性组(EG)，每个EG包括一个或多个集，其中每个集具有其自身的一组预定义属性。另外，所述方法包括：每个EG的每个集包括一个或多个区，并且每个区包括一个或多个块。在一个实施方案中，将所述SSD的另一部分配置为常规命名空间。在一个实施方案中，每个EG的每个集包括两个或更多个区。在另一个实施方案中，所述方法还包括：提供被配置为向用户呈现所述分区命名空间的配置选项的主机接口；从所述用户接收针对所述分区命名空间的配置命令；以及根据所述命令配置所述分区命名空间。在所述方法的另一个实施方案中，所述主机接口显示所述SSD的管芯的视觉表示，并且接收关于EG边界和集边界的用户输入。在所述方法的另一个实施方案中，所述用户输入包括围绕或跨所述管芯的所述视觉表示绘制的线。在另一个实施方案中，一种系统包括非易失性存储器(NVM)设备和所述NVM设备的控制器，所述控制器包括：主机接口，所述主机接口被配置为从主机计算机接收针对所述NVM设备的配置命令；和耦接到所述主机接口的处理电路。所述处理电路被配置为：响应于从所述主机计算机接收的至少一个命令而将所述NVM的分区命名空间配置为包括一个或多个EG。每个EG将具有其自身的一组属性，并且每个EG包括一个或多个区，其中每个区包括一个或多个块。在另一个实施方案中，一种计算装置包括：用于接收用于将SSD的至少一部分配置为分区命名空间(ZNS)的一个或多个用户命令的装置；和用于响应于所述命令而将所述SSD的至少一部分配置为ZNS的装置。在所述实施方案中，所述用于配置的装置包括：用于将所述分区命名空间划分成一个或多个耐久性组(EG)的装置，每个EG包括一个或多个集。在所述实施方案中，每个集具有其自身的一组预定义属性，其中每个EG的每个集包括一个或多个区，并且每个区包括一个或多个块。附图说明因此，通过参考实施方案，可以获得详细理解本公开的上述特征的方式、本公开的更具体描述、上述简要概述，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施方案并且因此不应视为限制其范围，因为本公开可以允许其他同等有效的实施方案。图1A示出了示例性NAND存储设备，示出了管芯上的存储器元件的各种分组。图1B示出了根据各种实施方案的NAND的分组中的管芯的示例性集合。图2A示出了根据各种实施方案的将驱动器划分成区以及顺序写入区的各个方面。图2B示出了根据各种实施方案的示例性驱动器的ZNS和任选的常规命名空间。图3A示出了示例性用例的接口视图，其中两个数据流被映射到SSD的各个管芯。图3B示出了根据各种实施方案的映射到SSD的三个区上的图3A的示例性用例的物理视图。图4A示出了图3A的示例性用例，但现在管芯的部分被分配到被绘制成彼此隔离的每个数据流。图4B示出了根据各种实施方案的图4A的隔离用例到SSD上的三个EG的映射，每个EG包括多个区，这些区跨各个EG具有不同大小。图4C示出了根据各种实施方案的图4B所示的映射的变型，其中第一EG已被进一步划分成两个集，并且因此每区擦除块的数量已减半。图4D示出了根据各种实施方案的图4C的另外的变型，其中第二EG现在也已经被划分成两个集，其中细微差别在于这些组各自仅包括管芯的部分，并且不包括完整的管芯。图5是根据一些示例的用于将SSD的一部分配置为ZNS的方法的流程图。图6示出了根据各种实施方案的设置在SSD中的示例性NAND控制器。专利或申请文件包含至少一个以颜色执行的绘图。具有彩色图的本专利或专利申请公布的副本将在请求并支付所需费用后由专利局提供。为了有助于理解，在可能的情况下，使用相同的参考标号来表示附图中共有的相同元件。可以设想是，在一个实施方案中公开的元件可以有利地用于其他实施方案而无需具体叙述。具体实施方式在下文中，参考本公开的实施方案。然而，应当理解的是，本公开不限于具体描述的实施方案。相反，思考以下特征和元件的任何组合(无论是否与不同实施方案相关)以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配置固态设备(SSD)的方法，包括：/n将所述SSD的至少一部分配置为分区命名空间；/n将所述分区命名空间划分成一个或多个耐久性组(EG)，每个EG包括一个或多个集，其中每个集具有其自身的一组预定义属性，/n其中每个EG的每个集包括一个或多个区，并且每个区包括一个或多个块。/n

【技术特征摘要】
20191105 US 62/930,897;20200506 US 16/868,3541.一种配置固态设备(SSD)的方法，包括：
将所述SSD的至少一部分配置为分区命名空间；
将所述分区命名空间划分成一个或多个耐久性组(EG)，每个EG包括一个或多个集，其中每个集具有其自身的一组预定义属性，
其中每个EG的每个集包括一个或多个区，并且每个区包括一个或多个块。


2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述SSD的另一部分配置为常规命名空间。


3.根据权利要求1所述的方法，其中每个EG的每个集包括两个或更多个区。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分区命名空间被划分成三个EG，每个EG包括至少一个集。


5.根据权利要求4所述的方法，其中每个EG具有单个集，并且其中第一EG具有每区八个块，并且第二EG和第三EG各自具有每区四个块。


6.根据权利要求1所述的方法，其中集的所述一个或多个区中的每个区包括每区预定义数量的块。


7.根据权利要求1所述的方法，其中集的数据属性包括以下中的至少一者：每区块的数量、每单元位的数量或单元上允许的存储操作。


8.根据权利要求7所述的方法，其中集的每个区被配置为以下中的任一者：只允许读取操作，只允许读取操作和写入操作，或允许读取操作、写入操作和擦除操作。


9.根据权利要求1所述的方法，其中集包括所述SSD的一个或多个完整的管芯。


10.根据权利要求1所述的方法，其中EG或集边界延伸穿过所述SSD的一个或多个管芯。


11.根据权利要求1所述的方法，还包括：改变集的所述预定义属性而不改变所述分区命名空间的任何其它集的所述预定义属性。


12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
提供被配置为向用户呈现所述分区命名空间的配置选项的主机接口；
从所述用户接收针对所述分区命名空间的配置命令；以及
根据所述命令配置所述分区...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·L·赫尔米克，H·G·海尔维格，L·帕克，R·R·琼斯，M·比约林，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US