对存储介质访问的支持人工智能的管理制造技术

本公开描述了用于对存储介质的支持人工智能的管理的装置(104‑108)和方法(1400‑1800)。在一些方面，存储介质系统(114‑122)的介质访问管理器(130)从主机系统(102)接收用于对存储介质系统(114)的存储介质(124)的访问的主机输入/输出命令(I/O)。介质访问管理器(130)向人工智能引擎(132)提供描述主机I/O的信息，并从人工智能引擎(132)接收对主机系统行为的预测，该预测与存储介质(124)的后续访问相关。然后，介质访问管理器(130)基于对主机系统行为的预测，来调度主机I/O以访问存储系统(114)的存储介质(124)。通过这样做，主机I/O可以被调度以优化主机系统(102)对存储介质(124)的访问，诸如以避免与存储系统(114)的内部I/O的冲突、或基于即将到来的空闲时间而先占各种阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对存储介质访问的支持人工智能的管理
技术介绍
许多计算和电子设备包括用于存储设备的软件、应用或数据的非易失性存储器。此外，大多数用户通过数据网络从各种位置或在移动中利用他们的设备通过流来传输数据或访问服务，诸如多媒体内容或社交介质应用。随着用户对数据和服务的不断增加的需求，存储提供者已经扩展了存储驱动器的容量和性能，以支持与用户和其他数据存储客户端的这些活动相关联的数据访问。通常，设备的存储驱动器包括存储介质，设备的数据向存储介质写入、以及从存储介质读取。为此，设备可以向存储驱动器发出数据访问请求，存储驱动器进而如每个请求所指定的，将数据写入存储介质或从存储介质读取数据。因此，存储驱动器性能总体取决于一速率，存储驱动器能够以该速率来完成设备或存储客户端的数据访问请求。存储驱动器的存储介质不是仅基于从设备接收的数据访问请求来访问。存储驱动器本身可以实现与存储介质的健康或维护相关的各种内部操作。在传统的存储驱动器中，对与这些内部驱动器操作相关联的存储介质的访问不是计划的，并且可能与用于服务设备的数据请求的存储介质的访问冲突。因此，当存储驱动器的内部操作导致冲突访问，并且该冲突访问干扰设备的数据写入操作或数据读取操作时，整体存储驱动器性能可能随着数据请求时延增加、以及存储驱动器的数据吞吐量降低而降级。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
是为了介绍在具体实施方式和附图中进一步描述的主题。因此，本
技术实现思路
不应被视为描述必要特征，也不应用于限制所要求保护的主题的范围。在一些方面，存储介质系统的介质访问管理器实现一种方法，该方法从主机系统并且经由存储系统的主机接口，接收用于对存储系统的存储介质的访问的主机输入/输出(I/O)。介质访问管理器向与存储系统相关联的人工智能引擎提供描述从主机系统接收的主机I/O的信息。介质访问管理器从人工智能引擎接收对主机系统行为的预测，对主机系统行为的预测与由主机系统对存储介质的后续访问相关。基于对主机系统行为的预测，介质访问管理器调度用于对存储系统的存储介质的访问的主机I/O。在其他方面，一种装置包括：主机接口，被配置以用于与主机系统通信；存储介质，用以存储主机系统的数据；以及介质接口，被配置为支持对存储介质的访问。该装置还包括：人工智能引擎；以及介质访问管理器，被配置为经由主机接口，从主机系统接收用于对该装置的存储介质的访问的主机输入/输出(I/O)。介质访问管理器向人工智能引擎提供描述从主机系统接收的主机I/O的信息。介质访问管理器从人工智能引擎接收对主机系统行为的预测，对主机系统行为的预测与由主机系统对存储介质的后续访问相关。至少基于对主机系统行为的预测，介质访问管理器调度用于对存储系统的存储介质的访问的主机I/O。在另外的其他方面，描述了一种片上系统(SoC)，该SoC包括：介质接口，用以访问存储系统的存储介质；主机接口，用以与主机系统通信；以及人工智能引擎。该SoC还包括：基于硬件的处理器；以及存储器，存储处理器可执行指令，处理器可执行指令响应于由基于硬件的处理器执行，实现介质访问管理器，以：经由主机接口，从主机系统接收用于对存储系统的存储介质的访问的主机输入/输出(I/O)。介质访问管理器向人工智能引擎提供描述从主机系统接收的主机I/O的信息。介质访问管理器从人工智能引擎接收对主机系统行为的预测，对主机系统行为的预测与由主机系统对存储介质的后续访问相关。至少基于对主机系统行为的预测，介质访问管理器调度用于对存储系统的存储介质的访问的主机I/O。一个或多个实现的细节在附图和下面的描述中阐述。其他特征和优点将从说明书和附图以及权利要求书中显而易见。附图说明对存储介质访问的支持人工智能(支持AI)的管理的一个或多个实现的细节在附图和下面的详细描述中阐述。在附图中，附图标记的最左边的数字标识附图标记首次出现的附图。在说明书和附图中的不同实例中使用相似的附图标记表示相似的元件：图1示出了根据本公开的一个或多个方面的具有支持AI的存储介质控制器被实现在其中的设备的示例操作环境。图2示出了图1所示的存储控制器的介质访问管理器和AI引擎的示例配置。图3示出了用于实现存储介质控制器的AI引擎的各种硬件和固件组件的示例配置。图4示出了用于实现多个AI模型的AI引擎和持久存储器的示例配置。图5示出了高速缓存存储器和存储存储器的示例配置，对存储介质访问的支持AI的管理的各方面通过其可以被实现。图6示出了利用存储系统控制器的AI引擎来实现的预测性垃圾收集的示例。图7示出了根据本公开的一个或多个方面由AI引擎调度的内部I/O操作的示例。图8示出了根据本公开的一个或多个方面对预测主机系统行为的AI模型有用的示例主机I/O事件类型。图9示出了被配置为预测主机I/O行为的各方面的AI模型的示例实现。图10示出了包括各种I/O或空闲时间的预测的主机行为的示例。图11示出了支持对主机行为的多阶段预测的AI模型的示例实现。图12示出了可用于基于事件概率确定预测主机行为的路径的示例集束搜索(beamsearch)。图13示出了用于AI模型的在线再训练或在线精化的操作的示例时间线。图14描绘了根据本公开的一个或多个方面的用于对存储介质访问的支持AI的管理的示例方法。图15描绘了基于对主机系统行为的预测来延迟存储系统的内部操作的示例方法。图16描绘了用于基于主机系统行为的预测来提前存储系统的内部操作的示例方法。图17描绘了用于基于主机系统行为的预测来更改针对设备级管理的阈值的示例方法。图18描绘了用于利用AI模型的多个实例来运行推理以使得能够进行在线再训练或精化的示例方法。图19示出了示例片上系统(SoC)环境，在该环境中，对存储介质访问的支持AI的管理的各方面可以被实现。图20示出了根据本公开的一个或多个方面的AI引擎在其中可以被实现的示例存储系统控制器。具体实施方式用于管理对存储介质的访问的传统技术经常导致冲突或低效的存储介质访问，这会使存储驱动器性能降级。通常，存储驱动器固件用于诸如通过转换从设备接收的数据命令，以按端到端的方式来管理存储驱动器的数据路径，数据命令请求对存储介质上的数据的访问。在操作期间，如果出现存储介质健康或存储介质维护问题，则存储驱动器的固件通常调度存储介质访问，以相对于与设备的数据命令相关联的存储介质访问而促进这些内部任务。利用存储介质资源的设备的数据命令还可以进一步影响存储介质的任何正在进行的健康或维护问题。换言之，传统技术经常基于存储介质健康或存储介质维护的当前状态，来调度对存储介质的访问，这是对存储驱动器需求和性能的短期或狭隘视角。因此，用于管理访问的传统技术经常导致对存储介质的冲突访问或低效访问，这会使存储驱动器的性能降级或减少。本公开描述了用于对存储介质访问的支持AI的管理的装置和技术。与传统的存储介质访问技术相比，所描述的装置和技术可以实现对存储介质访问的支持AI的管理，以用于针对优化的存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对存储介质访问的支持人工智能的管理的方法，包括：/n从主机系统并且经由存储系统的主机接口接收用于对所述存储系统的存储介质的访问的主机输入/输出(I/O)；/n向与所述存储系统相关联的人工智能引擎提供描述从所述主机系统接收的所述主机I/O的信息；/n从所述人工智能引擎接收对主机系统行为的预测，对主机系统行为的所述预测与由所述主机系统对所述存储介质的后续访问相关；以及/n基于对主机系统行为的所述预测，调度用于对所述存储系统的所述存储介质的访问的所述主机I/O。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181030 US 62/752,876;20191025 US 16/664,5281.一种用于对存储介质访问的支持人工智能的管理的方法，包括：
从主机系统并且经由存储系统的主机接口接收用于对所述存储系统的存储介质的访问的主机输入/输出(I/O)；
向与所述存储系统相关联的人工智能引擎提供描述从所述主机系统接收的所述主机I/O的信息；
从所述人工智能引擎接收对主机系统行为的预测，对主机系统行为的所述预测与由所述主机系统对所述存储介质的后续访问相关；以及
基于对主机系统行为的所述预测，调度用于对所述存储系统的所述存储介质的访问的所述主机I/O。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述存储系统具有待定的内部I/O，并且其中所述调度包括：
基于对主机系统行为的所述预测，调度用于对所述存储系统的所述存储介质的访问的、所述主机系统的所述主机I/O和所述存储系统的所述内部I/O。


3.根据权利要求2所述的方法，其中调度所述存储系统的所述内部I/O包括：基于对主机系统行为的所述预测，提前或延迟所述存储系统的所述内部I/O，以减轻用于对所述存储介质的访问的、所述内部I/O与所述主机I/O或后续主机I/O之间的争用。


4.根据权利要求2所述的方法，其中所述内部I/O与所述存储系统的闪存转换层的一个或多个任务相对应，一个或多个任务包括垃圾收集、数据迁移或损耗均衡中的一项。


5.根据权利要求1所述的方法，其中从所述人工智能引擎接收的对主机系统行为的所述预测包括以下项的指示：
直到所述主机系统变为空闲的持续时间；
所述主机系统将保持空闲的持续时间；或者
与由所述主机系统发出的下一主机I/O有关的参数。


6.根据权利要求1所述的方法，其中描述所述主机I/O的所述信息包括：针对所述主机I/O中的至少一个主机I/O的以下项的指示：
所述主机I/O的事件类型；
所述主机I/O的事件持续时间；或者
与所述主机I/O相关联的数据的事件大小。


7.根据权利要求1所述的方法，其中对所述主机I/O的所述调度基于从所述人工智能引擎接收的对主机系统行为的所述预测、以及用于所述存储介质的热管理的所述存储介质的设备级参数。


8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述人工智能引擎执行多个人工智能模型；
所述多个人工智能模型中的至少两个人工智能模型与由所述存储系统的设备级管理器或闪存转换层实现的相应内部任务相关联；以及
所述方法还包括：在将所述信息提供给所述人工智能引擎之前，将所述多个智能模型中的至少一个智能模型加载到所述人工智能引擎，以使得能够对所述主机系统行为进行预测。


9.根据权利要求8所述的方法，还包括：经由所述人工智能引擎，并发执行所述多个人工智能模型中的所述至少两个人工智能模型，以实现所述存储系统的至少两个人工智能辅助的内部任务。


10.根据权利要求8所述的方法，还包括：经由所述人工智能引擎，并行执行所述多个人工智能模型中的一个人工智能模型的两个实例，以使得能够对所述人工智能模型进行在线再训练或精化。


11.一种装置，包括：
主机接口，被配置以用于与主机系统通信；
存储介质，用以存储所述主机系统的数据；
介质接口，被配置为支持对所述存储介质的访问；
人工智能引擎；以及
介质访问管理器，被配置为：
经由所述主机接口，从所述主机系统接收用于对所述装置的所述存储介质的访问的主机输入/输出(I/O)；
向所述人工智能引擎提供描述从所述主机系统接收的所述主机I/O的信息；
从所述人工智能引擎接收对主机系统行为的预测，对主机系统行为的所述预测与由所述主机系统对所述存储介质的后续访问相关；以及
至少基于对主机系统行为的所述预测，调度用于对所述存储系统的所述存储介质的访问的所述主机I/O。


12.根据权利要求11所述的装置，其中所述介质访问管理器还被配置为：
确定所述装置具有用于对存储介质的访问的内部I/O，所述内部I/O是待定的；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·特雷尼，N·瓦尔尼卡，P·S·阮，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯;BB