支持多个主机的存储设备及其操作方法技术

一种存储设备的操作方法，所述存储设备包括分别与第一和第二主机相对应的第一和第二物理功能，所述方法包括：从所述第一主机和所述第二主机中的每一者接收性能信息；基于接收的性能信息，设置与所述第一物理功能对应的第一权重值和与所述第二物理功能对应的第二权重值；基于合计值表选择第一提交队列、第二提交队列、第三提交队列和第四提交队列之一，所述第一提交队列和所述第二提交队列由所述第一主机管理并且所述第三提交队列和所述第四提交队列由所述第二主机管理；处理来自选择的所述提交队列的命令；以及基于来自所述第一权重和所述第二权重中的与所处理的命令相关联的权重值和所述所处理的命令的输入/输出(I/O)信息来更新所述合计值表。

【技术实现步骤摘要】
支持多个主机的存储设备及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2020年2月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0012955的优先权，其公开内容通过引用整体合并于此。
在本文中描述的本专利技术构思的实施例涉及存储设备(storagedevice)，并且更具体地，涉及被配置为支持多个主机的存储设备及其操作方法。
技术介绍
半导体存储装置被分类为易失性存储装置(memorydevice)或者非易失性存储装置，在易失性存储装置中，当电源断开时，所存储的数据消失，例如静态随机存取存储器(SRAM)或动态随机存取存储器(DRAM)；在非易失性存储装置中，即使电源断开，所存储的数据也可以保留，例如闪存装置、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)或铁电RAM(FRAM)。基于闪存的大容量存储介质通过使用高速接口与外部装置通信。现今，正在开发单个存储介质支持多个主机或多个租户(tenant)的多主机存储系统。通常，在多个主机访问单个存储介质的情况下，由于单个存储介质的有限物理资源，降低了多个主机中的每个主机的性能。
技术实现思路
本专利技术构思的实施例提供了存储设备及其操作方法，所述存储设备能够通过确保多个主机中的每个主机的最低性能来改善存储系统的整体性能。根据示例性实施例，包括分别与第一主机和第二主机相对应的第一物理功能和第二物理功能的存储设备的操作方法包括：分别从所述第一主机和所述第二主机接收第一性能信息和第二性能信息；分别基于所述第一性能信息和所述第二性能信息，设置与所述第一物理功能相对应的第一权重信息和与所述第二物理功能相对应的第二权重信息；基于合计值表从多个提交队列选择提交队列，所述多个提交队列中的第一组提交队列和所述多个提交队列中的第二组提交队列分别由所述第一主机和所述第二主机管理，所述第一组提交队列和所述第二组提交队列分别被所述第一物理功能和所述第二物理功能访问；使用所述第一物理功能和所述第二物理功能中的访问所选择的提交队列的一个物理功能，执行与从所选择的提交队列获取的命令相对应的存储操作；以及基于所述第一权重信息和所述第二权重信息当中的与所述第一物理功能和所述第二物理功能中的执行所述存储操作的所述一个物理功能相对应的权重信息以及与所述命令相对应的输入/输出(I/O)信息，更新所述合计值表的条目。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种存储设备包括：非易失性存储装置；以及存储控制器，所述存储控制器连接到包括第一主机和第二主机的主机，并且被配置为控制所述非易失性存储装置。所述存储控制器包括：第一NVMe控制器，所述第一NVMe控制器被配置为处理来自所述第一主机的第一组提交队列的第一命令；第二NVMe控制器，所述第二NVMe控制器被配置为处理来自所述第二主机的第二组提交队列的第二命令；以及性能管理器，所述性能管理器被配置为：基于从所述第一主机接收的第一性能信息和从所述第二主机接收的第二性能信息，设置分别与所述第一NVMe控制器和所述第二NVMe控制器相关联的第一权重值和第二权重值；基于包括多个条目的合计值表，从包括所述第一组提交队列和所述第二组提交队列的多个提交队列中选择提交队列，所述多个条目中的每个条目与所述多个提交队列中的相应的提交队列相关联，并且基于所述相应的提交队列的权重值和与先前从所述相应的提交队列获取的命令相对应的输入/输出(I/O)信息被更新，并且处理来自所选择的提交队列的命令。根据本专利技术构思的示例性实施例，被配置为与多个主机通信的存储设备的操作方法包括：从所述多个主机接收多个性能信息；基于所述多个性能信息中的相应性能信息，设置所述多个主机中每个主机的权重值；基于合计值表从所述多个主机中的第一主机获取命令；处理所获取的命令；以及基于所处理的命令的输入/输出(I/O)信息和所述第一主机的权重值，更新所述合计值表。所述合计值表包括多个合计值，所述多个合计值先前均通过先前处理的命令的I/O信息和所述多个主机中的从其获取所述先前处理的命令的主机的权重值的乘积被更新。根据本专利技术构思的示例性实施例，包括与第一主机相对应的第一物理功能的存储设备的操作方法包括：从与所述第一物理功能相对应的第一提交队列获取第一命令；完成与获取的所述第一命令相关联的操作；基于令牌管理表，确定出是否存在与所述第一物理功能相对应的令牌，所述令牌管理表包括关于与所述第一物理功能相对应的令牌的数量的信息；以及当存在与所述第一物理功能相对应的所述令牌时向所述第一主机发送输入/输出完成，并且当不存在与所述第一物理功能相对应的所述令牌时延迟向所述第一主机发送输入/输出完成，直到计时器到期。附图说明通过参照附图详细描述本专利技术构思的示例性实施例，本专利技术构思的上述和其他目的和特征将变得清楚。图1是示出根据本专利技术构思的实施例的存储系统的框图。图2是示出图1的存储控制器的框图。图3A至图3C是用于描述图1的存储设备的物理功能的示图。图4是示出图1的存储设备的操作的流程图。图5是示出图2的合计值表的示图。图6是详细示出图4的操作S30和操作S40的流程图。图7A至图7C是用于描述根据图4和图6的流程图的存储设备的操作的示图。图8是示出图2的合计值表的示图。图9是详细示出图4的流程图的操作S30和操作S40的流程图。图10A至图10C是用于描述根据图9的流程图的存储设备的操作的示图。图11是详细示出图4的流程图的操作S20、操作S30和操作S40的流程图。图12A至图12C是用于描述根据图11的流程图的存储设备的操作的示图。图13是示出根据本专利技术构思的实施例的存储控制器的框图。图14是示出图13的令牌管理表的示图。图15是示出图13的存储控制器的操作方法的流程图。图16A和图16B是用于描述图13的存储控制器的操作的示图。图17是用于描述图13的存储控制器的操作的定时图。图18是用于描述图4的接收性能信息的配置的示图。图19是示出应用了根据本专利技术构思的存储系统的SSD系统的框图。图20是示出了应用了根据本专利技术构思的存储系统的电子设备的框图。图21是示出应用了根据本专利技术构思的实施例的存储系统的数据中心的框图。具体实施方式下面，可以以使得本领域普通技术人员实现本专利技术构思的程度来详细且清楚地描述本专利技术构思的实施例。图1是示出根据本专利技术构思的实施例的存储系统的框图。参照图1，存储系统10可以包括多个主机11至1n和存储设备100。在实施例中，存储系统10可以包括诸如个人计算机、膝上型计算机、服务器、工作站、智能电话和平板PC的各种信息处理装置中的至少一种。多个主机11至1n均可以被配置为访问存储设备100。在示例性实施例中，多个主机11至1n可以是被配置为彼此独立地工作的不同的计算节点。在示例性实施例中，多个主机11至1n均可以是被包括在相应的计算节点(或计算系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储设备的操作方法，所述存储设备包括分别与第一主机和第二主机相对应的第一物理功能和第二物理功能，所述方法包括：/n分别从所述第一主机和所述第二主机接收第一性能信息和第二性能信息；/n分别基于所述第一性能信息和所述第二性能信息，设置与所述第一物理功能相对应的第一权重信息和与所述第二物理功能相对应的第二权重信息；/n基于合计值表从多个提交队列选择提交队列，/n其中，所述多个提交队列中的第一组提交队列和所述多个提交队列中的第二组提交队列分别由所述第一主机和所述第二主机管理，并且/n其中，所述第一组提交队列和所述第二组提交队列分别被所述第一物理功能和所述第二物理功能访问；/n使用所述第一物理功能和所述第二物理功能中的访问所选择的提交队列的一个物理功能，执行与从所选择的提交队列获取的命令相对应的存储操作；以及/n基于所述第一权重信息和所述第二权重信息中的与所述第一物理功能和所述第二物理功能中的执行所述存储操作的所述一个物理功能相对应的权重信息以及与所述命令相对应的输入/输出信息，更新所述合计值表的条目。/n

【技术特征摘要】
20200204 KR 10-2020-00129551.一种存储设备的操作方法，所述存储设备包括分别与第一主机和第二主机相对应的第一物理功能和第二物理功能，所述方法包括：
分别从所述第一主机和所述第二主机接收第一性能信息和第二性能信息；
分别基于所述第一性能信息和所述第二性能信息，设置与所述第一物理功能相对应的第一权重信息和与所述第二物理功能相对应的第二权重信息；
基于合计值表从多个提交队列选择提交队列，
其中，所述多个提交队列中的第一组提交队列和所述多个提交队列中的第二组提交队列分别由所述第一主机和所述第二主机管理，并且
其中，所述第一组提交队列和所述第二组提交队列分别被所述第一物理功能和所述第二物理功能访问；
使用所述第一物理功能和所述第二物理功能中的访问所选择的提交队列的一个物理功能，执行与从所选择的提交队列获取的命令相对应的存储操作；以及
基于所述第一权重信息和所述第二权重信息中的与所述第一物理功能和所述第二物理功能中的执行所述存储操作的所述一个物理功能相对应的权重信息以及与所述命令相对应的输入/输出信息，更新所述合计值表的条目。


2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述输入/输出信息包括关于通过所述命令被处理的数据的大小的信息。


3.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述合计值表包括所述多个提交队列的多个条目，
其中，所述第一组提交队列包括第一提交队列和第二提交队列，
其中，所述第二组提交队列包括第三提交队列和第四提交队列，
其中，所述合计值表的所述多个条目包括：
第一条目，所述第一条目存储基于所述第一权重信息和从所述第一提交队列接收并随后被处理的至少一个第一命令的输入/输出信息合计的第一提交队列合计值；
第二条目，所述第二条目存储基于所述第一权重信息和从所述第二提交队列接收并随后被处理的至少一个第二命令的输入/输出信息合计的第二提交队列合计值；
第三条目，所述第三条目存储基于所述第二权重信息和从所述第三提交队列接收并随后被处理的至少一个第三命令的输入/输出信息合计的第三提交队列合计值；和
第四条目，所述第四条目存储基于所述第二权重信息和从所述第四提交队列接收并随后被处理的至少一个第四命令的输入/输出信息合计的第四提交队列合计值。


4.根据权利要求1所述的方法，
其中，所选择的提交队列在所述合计值表中具有最低提交队列合计值。


5.根据权利要求4所述的方法，
其中，所述合计值表的所述条目是存储所述最低提交队列合计值的所述提交队列的条目，并且
其中，通过将与所述第一物理功能和所述第二物理功能中的访问所选择的提交队列的所述一个物理功能相对应的权重信息和与所述命令相对应的所述输入/输出信息的乘积加到所述提交队列的所述条目的所述最低提交队列合计值，来更新所述合计值表的所述条目。


6.根据权利要求3所述的方法，
其中，所述合计值表中的所述多个条目中的每个条目还包括第一物理功能合计值和第二物理功能合计值中的一者，
其中，基于所述第一权重信息和与从所述第一组提交队列选择的命令相对应的输入/输出信息，来更新所述第一物理功能合计值，所述第一组提交队列是从与所述第一物理功能相对应的所述第一主机接收的，并且
其中，基于所述第二权重信息和与从所述第二组提交队列选择的命令相对应的输入/输出信息，来更新所述第二物理功能合计值，所述第二组提交队列是从与所述第二物理功能相对应的所述第二主机接收的。


7.根据权利要求6所述的方法，
其中，所述的从多个提交队列选择提交队列包括：
从所述第一物理功能和所述第二物理功能中选择具有最低物理功能合计值的物理功能；和
从所述第一组提交队列和所述第二组提交队列中的与具有所述最低物理功能合计值的所述物理功能相对应的一组提交队列中选择具有最低提交队列合计值的所述提交队列。


8.根据权利要求7所述的方法，
其中，所述的更新所述合计值表的所述条目包括：
将与具有所述最低物理功能合计值的所述物理功能相对应的权重信息和与从所述提交队列获取的所述命令相对应的输入/输出信息的乘积加到与所选择的提交队列相对应的提交队列合计值；和
将与具有所述最低物理功能合计值的所述物理功能相对应的权重信息和与所述命令相对应的所述输入/输出信息的乘积加到与具有所述最低物理功能合计值的所述物理功能相对应的所述最低物理功能合计值。


9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
确定所述第一物理功能和所述第二物理功能中的哪一个物理功能执行垃圾回收；
将与被确定为执行所述垃圾回收的物理功能相对应的权重信息的权重值增加预定值。


10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
设置令牌管理表，所述令牌管理表...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹明铉，金荣昱，金镇佑，郑宰溶，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR