数据存储设备的数据库管理架构制造技术

技术编号:33514555 阅读:4 留言:0更新日期:2022-05-19 01:23
本发明专利技术题为“数据存储设备的数据库管理架构”。本发明专利技术公开了一种用于SSD上的数据库管理架构的方法和装置。表的列表存储在该SSD中,并且表的记录跨该SSD的多个FIM存储,使得可通过同时从多个FIM读取来并行读取一组记录。该表的该记录被存储在巨块上,以无序方式组织为链接列表。将新记录添加到该链接列表的结尾。当间隙存储器大小达到表存储器大小的约20%时,经由垃圾收集重新组织具有由于数据修改或NVM管芯的坏部分引起的间隙的记录。管芯的坏部分引起的间隙的记录。管芯的坏部分引起的间隙的记录。

【技术实现步骤摘要】
数据存储设备的数据库管理架构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年11月12日提交的美国临时专利申请序列号63/113,092的权益,该申请以引用方式并入本文。

技术介绍


[0003]本公开的实施方案整体涉及在数据存储设备的数据库管理架构内存储数据。
[0004]相关领域的描述
[0005]数据库通常在主机系统上实现,该主机系统包括专用处理器、存储器和存储装置。当执行数据库文件操作(诸如将记录写入表、删除记录、修改记录或在表上选择)时,应用程序通常向主机系统提供指令,该指令继而从存储装置调用数据,将表(及其记录)加载在RAM中,以及执行所请求的操作。将结果提供给应用程序,并且根据需要将对记录或表的任何改变写入存储装置。
[0006]开发者通常尚未寻求在数据存储设备上实现数据库操作。这些设备能够存储大量数据并且可利用处理能力和快速本地存储器来缩放。然而,构建数据库文件管理系统以在典型的数据存储设备上操作所需的努力将是极其资源密集型的并且需要数年的开发时间。此外,以一般化方式构建数据存储设备以便管理SQL数据库和非SQL数据库对于开发将是类似资源和时间密集型的。
[0007]所需要的是在数据存储设备中克服现有方法的缺点以对SQL数据库和非SQL数据库进行管理和执行数据库操作的系统和方法。

技术实现思路

[0008]本公开整体涉及用于SSD上的数据库管理架构的方法和装置。表的列表存储在该SSD中,并且表的记录跨该SSD的多个FIM存储,使得可通过同时从多个FIM读取来并行读取一组记录。该表的该记录被存储在巨块上,以无序方式组织为链接列表。将新记录添加到该链接列表的结尾。当间隙存储器大小达到表存储器大小的约20%时,经由垃圾收集重新组织具有由于数据修改或非易失性存储器(NVM)管芯的坏部分引起的间隙的记录。在实施方案中,NVM管芯可以是NAND管芯、NOR管芯、或包括能够存储数据的固态存储器单元的其他管芯。
[0009]在一个实施方案中,公开了一种数据存储设备,该数据存储设备包括:前端(FE);前端模块(FM),该前端模块包括多个闪存接口模块(FIM)、表列表和巨块列表,该FM耦接到该FE;和控制器,该控制器包括处理器,该处理器被配置为执行用于数据库记录管理的方法。在实施方案中,该方法包括:将表的第一记录写入该多个FIM中的第一FIM上的第一位置;将该表的第二记录写入该多个FIM中的第二FIM的第二位置;通过该第一位置更新该巨块列表的第一条目并且通过该第二位置更新该巨块列表的第二条目;以及通过对该巨块列
表的该第一位置的引用来更新该表列表。
[0010]在另一个实施方案中,公开了一种用于数据存储设备的控制器,该控制器包括:对于一个或多个存储器设备的I/O;以及处理器,该处理器被配置为执行用于数据库记录管理的方法。在实施方案中,该方法包括:存储对第一闪存接口模块(FIM)的第一存储器位置的第一引用;存储对第二FIM的第二存储器位置的第二引用,其中该第一引用耦接到该第二引用;接收该第一存储器位置和该第二存储器位置中的一者处的数据已被修改,从而在数据中产生间隙的指示;以及将对该间隙的第一间隙引用存储在数据中。
[0011]在另一个实施方案中,公开了一种用于存储数据的系统,该系统包括:前端(FE)装置;前端模块(FM)装置,该前端模块装置包括表列表和可用块列表及数据块列表,该可用块列表包括对一个或多个闪存接口模块(FIM)上的多个位置的多个引用装置;和控制器装置,该控制器装置被配置为执行用于数据库记录管理的方法。该方法包括:接收包括记录的表;更新该表列表以引用该表;从该表接收多个记录;通过来自该多个记录中的记录的数据来更新FIM;以及更新该数据块列表以包括对该FIM上的包括来自该记录的该数据的存储器位置的引用。
附图说明
[0012]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。
[0013]图1是示出根据所公开的实施方案的存储系统的示意性框图,其中数据存储设备可用作主机设备的数据存储设备。
[0014]图2是示出根据所公开的实施方案的数据库服务器系统的示意性框图。
[0015]图3是示出根据所公开的实施方案的改善数据存储设备的示意性框图。
[0016]图4是示出根据所公开的实施方案的数据库数据存储设备的内部流的示意性框图。
[0017]图5是示出根据所公开的实施方案的数据库数据存储设备的巨块阵列的示意性框图。
[0018]图6是示出根据所公开的实施方案的将记录写入巨块阵列以及修改巨块阵列的记录的方法600的流程图。
[0019]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
[0020]在下文中,参考本公开的实施方案。然而,应当理解,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)以实现和实践本公开。此外,尽管本公开的实施方案可以实现优于其他可能解决方案和/或优于现有技术的优点,但是否通过给定实施方案来实现特定优点不是对本公开的限制。因此,以下方
面、特征、实施方案和优点仅是说明性的,并且不被认为是所附权利要求书的要素或限制,除非在权利要求书中明确地叙述。同样地,对“本公开”的引用不应当被解释为本文公开的任何专利技术主题的概括,并且不应当被认为是所附权利要求书的要素或限制,除非在权利要求书中明确地叙述。
[0021]本公开整体涉及用于SSD上的数据库管理架构的方法和装置。表的列表存储在该SSD中,并且表的记录跨该SSD的多个FIM存储,使得可通过同时从多个FIM读取来并行读取一组记录。该表的该记录被存储在巨块上,以无序方式组织为链接列表。术语块和巨块可在本文中是可互换使用的。将新记录添加到该链接列表的结尾。当间隙存储器大小达到表存储器大小的约20%时,经由垃圾收集重新组织具有由于数据修改或NVM管芯的坏部分引起的间隙的记录。
[0022]图1是示出根据所公开的实施方案的存储系统100的示意性框图,其中数据存储设备106可用作主机设备104的存储设备。例如,主机设备104可利用包括在数据存储设备106中的非易失性存储器(NVM)110存储和检索数据。主机设备104包括主机DRAM 138。在一些示例中,存储系统100可以包括可作为存储阵列工作的多个存储设备,诸如数据存储设备106。例如,存储系统100可以包括多个数据存储设备106,其被配置成共同用作主机设备104的大容量存储设备的廉价/独立磁盘(RAID)冗余阵列。
[0023]存储系统100包括主机设备104,该主机设本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据存储设备,包括:前端(FE);前端模块(FM),所述前端模块包括多个闪存接口模块(FIM)、表列表和巨块列表,所述FM耦接到所述FE;和控制器,所述控制器包括处理器,所述处理器被配置为执行用于数据库记录管理的方法,所述方法包括:将表的第一记录写入所述多个FIM中的第一FIM上的第一位置;将所述表的第二记录写入所述多个FIM中的第二FIM的第二位置;通过所述第一位置更新所述巨块列表的第一条目并且通过所述第二位置更新所述巨块列表的第二条目;以及通过对所述巨块列表的所述第一位置的引用来更新所述表列表。2.根据权利要求1所述的数据存储设备,其中所述第一条目包括对所述第二条目的引用。3.根据权利要求2所述的数据存储设备,其中所述FM还包括最后存储器缓冲器,所述方法还包括:将所述表的第三记录接收到所述最后存储器缓冲器;将所述第三记录写入所述多个FIM中的第三FIM上的第三位置;通过所述第三位置来更新所述巨块列表的第三条目;以及更新所述第二条目以耦接到所述第三条目。4.根据权利要求3所述的数据存储设备,其中所述FM还包括可用巨块列表,所述可用巨块列表包括所述多个FIM中的FIM的至少一个可用位置,所述方法还包括从所述可用巨块列表接收所述第三FIM上的所述第三位置。5.根据权利要求1所述的数据存储设备,其中所述第一位置和所述第二位置包括所述第一FIM和所述第二FIM的顺序块地址。6.根据权利要求5所述的数据存储设备,其中所述方法还包括并行读取所述第一记录和所述第二记录。7.根据权利要求6所述的数据存储设备,其中所述FM还包括可用块列表,所述可用块列表包括所述多个FIM中的每一者的可用块的列表。8.根据权利要求7所述的数据存储设备,其中所述方法还包括提供第三FIM的第三位置以用于接收所述表的第三记录,其中所述第三位置包括所述第三FIM上相对于所述第二FIM的所述第二位置的顺序块引用。9.一种用于数据存储设备的控制器,包括:对于一个或多个存储器设备的I/O;和处理器,所述处理器被配置为执行用于数据库记录管理的方法,所述方法包括:存储对第一闪存接口模块(FIM)的第一存储器位置的第一引用;存储对第二FIM的第二存储器位置的第二引用,其中所述第一引用耦接到所...

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

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