写入流优先级的识别和分类制造技术

本发明专利技术题为“写入流优先级的识别和分类”。如果有限数量的可用高优先级通信信道被更好地优化并分配在可能最好地利用它们的主机之间，则可实现存储设备操作效率的提高。该分配可响应于总体区域使用的评估或通过从主机接收的元数据和/或标记而发生。该存储设备可周期性地或响应于命令，重新评估每个通信信道和相关联的主机/区域对的所分配的优先级状态。例如，该存储设备可将通信信道从高优先级降级或移除到低优先级。该过程可在预先配置的时间窗口期间继续，该时间窗口可在优先级评估之前、期间或之后进行调整。该过程的连续操作可允许对存储设备内的优先级进行调整，这可进一步提高总体操作效率。步提高总体操作效率。步提高总体操作效率。

【技术实现步骤摘要】
写入流优先级的识别和分类
[0001]优先权
[0002]本申请要求2020年10月16日提交的美国临时申请号63/092,923的权益和优先权，该临时申请以其全文并入本文。


[0003]本公开涉及存储系统。更具体地讲，本公开涉及识别和动态调整与主机和区相关联的写入流的资源优先级。

技术介绍

[0004]存储设备在计算系统内无处不在。最近，能够非易失性存储的固态存储器设备已成为各种消费电子产品中的主要选择。这些存储设备可传送和利用各种协议，包括非易失性存储器标准(NVMe)和外围部件高速互连标准(PCIe)，以减少处理开销并提高效率。
[0005]随着处理能力的提高，虚拟机的使用也增加。虚拟机是计算机系统的仿真，其自身作为另一计算机系统的一部分进行处理和执行以提供与传统物理计算设备类似的功能。各种公司利用其可用计算资源将虚拟机作为服务提供给客户变得越来越普遍。一旦建立，虚拟机就可以在与一个或多个存储设备通信时充当虚拟主机。
[0006]存储设备与多个主机(包括虚拟主机)通信也变得越来越普遍。这些虚拟主机中的每一个虚拟主机都可以向存储设备发送各种命令以读取和/或写入数据(即，写入和读取流)。通常，存储设备可被划分为分配给单个主机的区域。当与存储设备通信时，许多主机可被提供有低优先级或高优先级访问权限。
[0007]与低优先级通信访问权限相比，高优先级通信访问权限可被分配有更多资源，并且可提供更快级别的访问。存储设备可被配置为使得固定数量的高优先级通信路径能够分配给一个或多个主机。然而，许多存储设备没有足够的方法来确定存储设备与一个或多个所连接主机之间的哪些通信路径应被给予优先级。因此，可能发生存储设备资源的低效使用，从而使某些主机遭受性能降低的影响。
附图说明
[0008]根据结合附图的以下若干附图所呈现的以下描述，本公开的若干实施方案的上述以及其他方面、特征和优点将更加显而易见。
[0009]图1是根据本公开的实施方案的具有适用于写入流优先级分配的存储设备的主机计算设备的示意性框图；
[0010]图2是根据本公开的实施方案的适用于写入流优先级分配的存储设备的示意性框图；
[0011]图3是根据本公开的实施方案的被格式化为分区命名空间的存储设备的概念性图示；
[0012]图4是示出了根据本公开的实施方案的用于识别和分配写入流优先级的过程的流
程图；
[0013]图5是示出了根据本公开的实施方案的用于在时间窗口内识别和分配写入流优先级的过程的流程图；并且
[0014]图6A至图6B是示出了根据本公开的实施方案的用于管理写入流优先级池的过程的流程图。
[0015]在整个附图的若干附图中，对应的附图标记指示对应的部件。若干附图中的元件是为了简单和清楚起见而示出的，并且未必按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可相对于其他元件被强调，以便于理解本文当前所公开的各种实施方案。此外，在商业上可行的实施方案中有用或必要的常见但充分了解的元件通常未被示出，以便有利于较少妨碍地查看本公开的这些各种实施方案。
具体实施方式
[0016]响应于上述问题，本文讨论了描述用于识别和分类来自与存储设备内的存储区相关联的主机的写入流优先级的设备和方法。如下文将更详细地描述，如果有限数量的可用高优先级通信信道被更好地优化并分配在可能最好地利用它们的主机之间，则可实现存储设备操作效率的提高。该分配可响应于总体区域使用的评估或通过从主机接收的元数据和/或标记而发生。
[0017]通常，存储设备将与多个虚拟主机进行通信。这些虚拟主机可在操作期间的各个点处实例化，建立连接并改变操作模式。例如，存储设备可具有分配给固定数量的虚拟主机的可用高优先级通信信道。由于接收到大量的存储设备使用命令(例如，写入流命令)，一个虚拟主机和相关联的区域可被给予最高的优先级排名。随后，生成另一组虚拟主机并建立与存储设备的连接。与初始虚拟主机相比，新的一组虚拟主机可具有更苛刻的写入流需求。另外，由于先前操作已完成，要求最高优先级资源的初始虚拟主机现在可相对休眠。在传统系统中，存储设备将无法获得该数据，并且将在维持现状配置中保持通信信道的优先级。
[0018]然而，本公开的实施方案可允许存储设备周期性地或响应于命令重新评估每个通信信道和相关联的主机/区域对的所分配的优先级状态。这可允许存储设备将通信信道从高优先级降级或移除到低优先级。该过程可在预先配置的时间窗口期间继续，该时间窗口可在优先级评估之前、期间或之后进行调整。该过程的连续操作可允许对存储设备内的优先级进行调整，这可进一步提高总体操作效率。
[0019]本公开的各方面可体现为设备、系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方面可采取完全为硬件的实施方案、完全为软件的实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施方案的形式，这些方面在本文中可全部统称为“功能”、“模块”、“设备”或“系统”。此外，本公开的各方面可采取在存储计算机可读程序代码和/或计算机可执行程序代码的一个或多个非暂态计算机可读存储介质中体现的计算机程序产品的形式。本说明书中所述的许多功能单元已被标记为功能，以便更具体地强调这些功能单元的实现独立性。例如，功能可被实现为包括定制VLSI电路或门阵列的硬件电路、现成的半导体诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立部件。功能还可在可编程硬件装置中诸如经由现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑部件、可编程逻辑装置等实现。
[0020]功能还可至少部分地在用于由各种类型的处理器执行的软件中实现。所识别的可
执行代码功能可例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，所述物理或逻辑块可例如被组织为对象、过程或函数。然而，识别的功能的可执行文件无需物理地定位在一起，但可包括存储在不同位置的不同指令，这些不同指令在逻辑地接合在一起时包括该功能并实现针对该功能所述的目的。
[0021]实际上，可执行代码功能可包括单个指令或许多指令，并且甚至可以在若干不同代码片段之上、在不同程序之间、跨若干存储器装置等分布。当功能或功能的部分在软件中实现时，这些软件部分可以存储在一个或多个计算机可读存储介质和/或计算机可执行存储介质上。可利用一个或多个计算机可读存储介质的任何组合。例如，计算机可读存储介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适组合，但不包括传播信号。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质和/或计算机可执行存储介质可以是可包含或存储用于供指令执行系统、设备、处理器或装置使用或与其结合的程序的任何有形和/或非暂态介质。
[0022]用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括面向对象的编程语言诸如Python、Java、Smalltalk、C++、C#、Objective C等，常规过程式编程语言诸如“C”编程语言，脚本编程语言和/或其他类似编程语言。程序代码可部分地或完全地在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：处理器；存储器阵列，所述存储器阵列包括多个存储器设备，其中所述多个存储器设备被分组成多个区域；多个通信信道，所述多个通信信道被配置为连接到多个主机，其中：所述多个区域中的每个区域被配置为与单个主机通信；并且所述通信信道包括高优先级信道和低优先级信道两者；以及优先级分配逻辑部件，所述优先级分配逻辑部件由所述处理器执行并被配置为分析通过一个或多个通信信道传输的数据，并且基于所分析的数据向一个或多个主机提供高优先级信道的使用。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备为存储设备。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述存储设备是基于闪存的存储设备。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述基于闪存的存储设备利用非易失性存储器标准(NVMe)协议。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述多个区域为分区命名空间。6.根据权利要求1所述的设备，其中对所传输的数据的所述分析包括在确定的时间段期间评估所接收的存储设备使用命令。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述优先级分配逻辑部件还生成与在所述确定的时间段期间所评估的所接收的存储命令对应的比率数据。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述优先级分配逻辑部件被配置为响应于所生成的比率数据来分配高优先级通信信道。9.根据权利要求1所述的设备，其中对所传输的数据的所述分析包括从所述多个主机中的与至少一个对应区域相关联的至少一个主机接收元数据。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述优先级分配逻辑部件还生成与所评估的所接收的元数据对应的比率数据。11.根据权利要求10所述的设备，其中所述优先级分配逻辑部件被配置为响应于所生成的比率数据来分配高优先级通信信道。12.根据权利要求1所述的设备，其中对所传输的数据的所述分析包括从所述多个主机中的与至少一个对应区域相关联的至少一个主机接收元数据以及在确定的时间段期间评估所接收的存储设备使用命令。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述优先级分配逻辑部件进一步响应于在所述确定的时间段期间具有所接收的元数据和所接收的存储命令两者而生成与所评估的所接收的元数据对应的比率数据。14.一种在存储设备中分配区域优先级的方法，包括：在时间段内监测多个当前可用区域；在所监测的时间段内建立起始时间和结束时间作为时间窗口；确定在所述时间窗口内每个区域发出的存储设备使用命令；生成对应于所述时间窗口内每个区域相对于其他区域所发出的存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：