使用异构存储器类型的复制副本高速缓存制造技术

一种用于从包括异构存储器类型的高速缓存降级数据的方法，针对高速缓存中的数据元素，维护写入访问计数，在每次在高速缓存中更新数据元素时，写入访问计数被递增。高速缓存包括较高性能部分和较低性能部分。该方法根据高速缓存降级算法从较高性能部分中移除数据元素。如果数据元素也驻留在较低性能部分中并且写入访问计数低于第一阈值，则该方法将数据元素留在较低性能部分中。如果数据元素也驻留在较低性能部分中并且写入访问计数等于或高于第一阈值，则该方法从较低性能部分中移除该数据元素。数据元素。数据元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用异构存储器类型的复制副本高速缓存


[0001]本专利技术涉及用于实现由异构存储器类型构成的高速缓存的系统和方法。

技术介绍

[0002]在计算领域中，“高速缓存”通常是指用于存储最近访问的、频繁访问的、或将来可能访问的数据或指令的小型、快速存储器或存储设备。从高速缓存中读取或向高速缓存写入通常比访问其它存储器或存储设备更便宜(在访问时间和/或资源利用率方面)。一旦数据被存储在高速缓存中，就可以在高速缓存中访问它，而不是重新取回和/或重新计算数据，从而节省时间和资源两者。
[0003]高速缓存通常被提供为多级高速缓存。例如，缓存系统可以包括“主”和“次”缓存两者。当读取数据时，计算系统或设备可以首先在主高速缓存中查找数据，并且如果该数据不存在，则在次级高速缓存中查找该数据。如果数据不在任一高速缓存中，则计算系统或设备可以从驻留在高速缓存之后的盘驱动器或其他后端存储设备取回数据。当写入数据时，计算系统或设备可以将数据写入主高速缓存。该数据最终可以被降级到次级高速缓存或存储设备以在主高速缓存中腾出空间。
[0004]闪存和其它固态存储器设备可以潜在地创建具有比使用诸如动态随机存取存储器(DRAM)高速缓存的更昂贵的存储器的那些高速缓存大得多的存储容量的高速缓存。例如，存储级存储器(SCM)、非易失性类型的NAND闪存提供比固态驱动器(SSD)高得多的访问速度。SCM比DRAM便宜得多，但是具有比DRAM更高的延迟(微秒与纳秒相比)。因为SCM使用闪存来存储数据，SCM表现出一些与闪存相同的限制和缺陷，诸如写入周期限制和数据分段的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术已经响应于本领域的当前状态，并且特别地，响应于本领域中尚未被当前可用的系统和方法完全解决的问题和需要而被开发。因此，已经开发了使用异构存储器类型的实现高速缓存的系统和方法。本专利技术的特征和优点将从以下描述和所附权利要求书中变得更加完全清楚，或者可以通过如下文所述的本专利技术的实践来了解。
[0006]与前述一致，公开了一种用于从包括异构存储器类型的高速缓存降级数据的方法。该方法针对高速缓存中的数据元素维护写入访问计数，该数据元素在每次高速缓存中被更新时，该写入访问计数递增。高速缓存包括较高性能部分和较低性能部分。该方法根据高速缓存降级算法从较高性能部分中移除数据元素。如果数据元素也驻留在较低性能部分中并且写入访问计数低于第一阈值，则该方法将数据元素留在较低性能部分中。如果数据元素也驻留在较低性能部分中并且写入访问计数等于或高于第一阈值，则该方法从较低性能部分中移除该数据元素。
[0007]本文还公开并且要求保护对应的系统和计算机程序产品。
附图说明
[0008]为了容易地理解本专利技术的优点，将通过参考附图中示出的具体实施例来呈现对以上简要描述的本专利技术的更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了本专利技术的典型实施例，并且因此不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图来更具体并且详细地描述和解释本专利技术的实施例，在附图中：
[0009]图1是示出了其中可以实现根据本专利技术的系统和方法的网络环境的一个示例的高级框图；
[0010]图2是示出了用于图1的网络环境中的存储系统的一个示例的高级框图；
[0011]图3是示出包括较高性能部分(例如，DRAM高速缓存)和较低性能部分(例如，SCM高速缓存)的高速缓存的高级框图；
[0012]图4是示出根据本专利技术的高速缓存管理模块的高级框图；
[0013]图5是示出了可以响应于较高性能部分中的读取命中而执行的方法的一个实施例的流程图；
[0014]图6是示出了可以响应于较低性能部分中的读取命中而执行的方法的一个实施例的流程图；
[0015]图7是示出了可以响应于较低性能部分中的读命中而执行的方法的备选实施例的流程图；
[0016]图8是示出了可以响应于读取未命中而执行的方法的一个实施例的流程图；
[0017]图9是示出了可以响应于写入而执行的方法的一个实施例的流程图；
[0018]图10是示出了当数据元素从较高性能部分降级时可以执行的方法的一个实施例的流程图；
[0019]图11是示出了当数据元素从较低性能部分降级时可以执行的方法的一个实施例的流程图；
[0020]图12是示出了可以响应于较低性能部分中的读取命中而执行的方法的备选实施例的流程图；以及
[0021]图13是示出了当数据元素从较高性能部分降级时可以执行的方法的备选实施例的流程图。
具体实施方式
[0022]容易理解，如在本文的附图中一般性描述和示出的，本专利技术的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，如附图中所表示的，本专利技术的实施例的以下更详细的描述不旨在限制所要求保护的本专利技术的范围，而仅仅是根据本专利技术的目前预期的实施例的某些示例的代表。通过参考附图，将更好地理解目前描述的实施例，其中，在所有附图中，相同的组件由相同的附图标记表示。
[0023]本专利技术可以被实现为系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储(多个)介质，所述计算机可读程序指令用于使处理器执行本专利技术的各方面。
[0024]计算机可读存储介质可以是能够保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、
电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷举列表包括以下：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD
‑
ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、诸如上面记录有指令的打孔卡或凹槽中的凸起结构的机械编码装置，以及上述的任何适当组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不被解释为暂态信号本身，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤线缆的光脉冲)、或通过导线传输的电信号。
[0025]本文描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者经由网络，例如互联网、局域网、广域网和/或无线网络，下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并且转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
[0026]用于执行本专利技术的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据，或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言(诸如，Smalltalk、C++等)以及常规的过程式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从包括异构存储器类型的高速缓存降级数据的方法，所述方法包括：针对数据元素，维持写入访问计数，在每次数据元素在高速缓存中被更新时，所述写入访问计数被递增，所述高速缓存包括较高性能部分和较低性能部分；根据高速缓存降级算法从所述较高性能部分移除所述数据元素；确定所述数据元素是否也驻留在所述较低性能部分中并且所述写入访问计数是否低于第一阈值，并且如果是，则将所述数据元素留在所述较低性能部分中；以及确定所述数据元素是否也驻留在所述较低性能部分中并且所述写入访问计数是否等于或高于所述第一阈值，并且如果是，则从所述较低性能部分移除所述数据元素。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：如果在从所述较高性能部分移除所述数据元素时，所述数据元素也没有驻留在所述较低性能部分中，与所述数据元素相关联的写入访问计数低于所述第一阈值，并且与所述数据元素相关联的读取访问计数高于第二阈值，则将所述数据元素放置在所述较低性能部分中。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：如果所述数据元素不是顺序数据元素，则仅将所述数据元素放置在所述较低性能部分中。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据元素是磁道。5.根据权利要求1所述的方法，其中从所述较高性能部分移除所述数据元素包括：当所述较高性能部分已满时，从所述较高性能部分移除所述数据元素。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述较高性能部分由动态随机存取存储器(DRAM)组成，并且所述较低性能部分由存储级存储器(SCM)组成。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述较低性能部分具有比所述较高性能部分更大的存储容量。8.一种用于从包括异构存储器类型的高速缓存降级数据的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其中体现有计算机可用程序代码的非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可用程序代码被配置为当由至少一个处理器执行时，执行以下操作：针对数据元素，维护写入访问计数，在每次数据元素在高速缓存中被更新时，所述写入访问计数被递增，所述高速缓存包括较高性能部分和较低性能部分；根据高速缓存降级算法从所述较高性能部分移除所述数据元素；确定所述数据元素是否也驻留在所述较低性能部分中并且所述写入访问计数是否低于第一阈值，并且如果是，则将所述数据元素留在所述较低性能部分中；以及确定所述数据元素是否也驻留在所述较低性能部分中并且所述写入访问计数是否等于或高于所述第一阈值，并且如果是，则从所述较低性能部分移除所述数据元素。9.根据权利要求8所述的计算机程序产品，其中所述计算机可用程序代码还被配置为，如果在从所述较高性能部分移除所述数据元素时，所述数据元素也没有驻留在所述较低性能部分中，与所述数据元素相关联的写入访问计数低于所述第一阈值，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：