基于分区状态的分区附加命令调度制造技术

本公开整体涉及针对分区命名空间(ZNS)调度分区附加命令。可以与ZNS的开放分区一致的最有效方式来调度分区附加命令，而不是按顺序或随机地采取分区附加命令。基于分区已经连同分区状态开放的时间长度来确定分区优先级。一般来说，分区更老和/或更满会增加优先级。一旦建立了分区优先级，就调度分区附加命令以确保首先处理用于高优先级分区的分区附加命令，使得开放分区可以在关闭之前被填充。得开放分区可以在关闭之前被填充。得开放分区可以在关闭之前被填充。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于分区状态的分区附加命令调度
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年4月10日提交的美国申请号16/845685的优先级，该申请全文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针对分区命名空间(ZNS)调度分区附加命令。
[0004]相关领域的描述
[0005]分区命名空间(ZNS)是存储领域的新方向，其中数据存储设备限制写入顺序分区。ZNS旨在通过将主机写入模式与内部设备几何结构对准并减少对不直接链接到主机写入的设备侧写入的需要，从而减少设备侧写入放大和过度预配。
[0006]ZNS提供许多益处，包括：由于每个SSD(固态驱动器)的最小DRAM要求最小而降低了成本；由于减少了对NAND介质的过度预配的需要而潜在地节省；通过减少写入放大而获得更好的SSD寿命；显著降低的延迟；显著改善的吞吐量；以及实现强大软件和硬件外部系统的标准化接口。
[0007]在ZNS环境中，可以同时开放多个分区。通常，更多的开放分区，更复杂的设计。并行具有大量开放分区使实施方式复杂化。一个示例是XOR管理。每个开放分区具有专用的XOR缓冲器，并且因此具有许多开放分区需要更多通常不能存储在SRAM中的XOR缓冲器。在一些情况下，存储设备需要将缓冲器折叠到DRAM和NAND中，这使设计复杂化并降低性能。
[0008]因此，本领域需要具有开放分区的更有效管理的ZNS设备。

技术实现思路

[0009]本公开整体涉及针对分区命名空间(ZNS)调度分区附加命令。可以与ZNS的开放分区一致的最有效方式来调度分区附加命令，而不是按顺序或随机地采取分区附加命令。基于分区已经连同分区状态开放的时间长度来确定分区优先级。一般来说，分区更老和/或更满会增加优先级。一旦建立了分区优先级，就调度分区附加命令以确保首先处理用于高优先级分区的分区附加命令，使得开放分区可以在关闭之前被填充。
[0010]在一个实施方案中，一种数据存储设备包括：存储器设备；和控制器，所述控制器耦接到所述存储器设备，其中所述控制器被配置成：确定分区命名空间(ZNS)环境中的至少一个分区的状态；确定所述ZNS环境中的所述至少一个分区的年龄；基于所确定的状态和所确定的年龄来计算所述至少一个分区的优先级；并且基于所计算的优先级来处理分区附加命令。
[0011]在另一个实施方案中，一种数据存储设备包括：存储器设备；和控制器，所述控制器耦接到所述存储器设备，其中所述控制器包括：命令提取器；命令执行器；闪存接口模块，所述闪存接口模块耦接到所述存储器设备；和分区附加命令调度器，所述分区附加命令调
度器耦接到所述命令提取器、所述命令执行器和所述闪存接口模块。
[0012]在另一个实施方案中，一种数据存储设备包括：存储器设备；控制器，所述控制器耦接到所述存储器设备；和用于基于分区命名空间(ZNS)环境中的开放分区的年龄和开放分区的满度来调度分区附加命令的装置。
附图说明
[0013]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。
[0014]图1是示出根据本公开的一种或多种技术的具有可以用作主机设备的存储设备的存储设备的存储系统的示意性框图。
[0015]图2A是传统SSD的设备控制的示意图。
[0016]图2B是根据一个实施方案的ZNS SSD的设备控制的示意图。
[0017]图3是分区附加命令的示意图。
[0018]图4是根据一个实施方案的ZNS SSD的状态图的示意图。
[0019]图5是根据一个实施方案的分区附加调度的示意图。
[0020]图6是根据一个实施方案的分区附加命令调度器的示意图。
[0021]图7是示出根据一个实施方案的存储系统的示意框图。
[0022]图8是示出基于分区状态的分区附加命令优先级的图。
[0023]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
[0024]在下文中，参考本公开的实施方案。然而，应当理解的是，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。
[0025]本公开整体涉及针对分区命名空间(ZNS)调度分区附加命令。可以与ZNS的开放分区一致的最有效方式来调度分区附加命令，而不是按顺序或随机地采取分区附加命令。基于分区已经连同分区状态开放的时间长度来确定分区优先级。一般来说，分区更老和/或更满会增加优先级。一旦建立了分区优先级，就调度分区附加命令以确保首先处理用于高优先级分区的分区附加命令，使得开放分区可以在关闭之前被填充。
[0026]图1是示出根据本公开的一种或多种技术的存储系统100的示意性框图，其中数据
存储设备106可以用作主机设备104的存储设备。例如，主机设备104可以利用包括在数据存储设备106中的NVM 110来存储和检索数据。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。
[0027]存储系统100包括主机设备104，该主机设备可以向一个或多个存储设备诸如数据存储设备106存储数据和/或从其检索数据。如图1所示，主机设备104可以经由接口114与数据存储设备106通信。主机设备104可以包括多种设备中的任何一种，包括计算机服务器、网络附接存储(NAS)单元、台式计算机、笔记本(即膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、电话手机诸如所谓的“智能”电话、所谓的“智能”平板电脑、电视、相机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流设备等。
[0028]数据存储设备106包括控制器108、非易失性存储器110(NVM 110)、电源111、易失性存储器112、接口114和写入缓冲器116。在一些示例中，为了清楚起见，数据存储设备106可以包括图1中未示出的附加部件。例如，数据存储设备10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】1.一种数据存储设备，所述数据存储设备包括：存储器设备；和控制器，所述控制器耦接到所述存储器设备，其中所述控制器被配置成：确定分区命名空间(ZNS)环境中的至少一个分区的状态；确定所述ZNS环境中的所述至少一个分区的年龄；基于所确定的状态和所确定的年龄来计算所述至少一个分区的优先级；并且基于所计算的优先级来处理分区附加命令。2.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述至少一个分区的所述状态是所述至少一个分区的满度。3.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述控制器被配置成确定状态、确定年龄并且计算所述ZNS环境的所有开放分区的优先级。4.根据权利要求3所述的数据存储设备，其中所述控制器被配置成以从高优先级到低优先级的优先级顺序来处理分区附加命令。5.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述控制器包括分区附加命令调度器。6.根据权利要求5所述的数据存储设备，其中所述控制器被进一步配置成将所计算的优先级发送到所述分区附加命令调度器。7.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中计算所述优先级包括将所确定的状态和所确定的年龄添加在一起。8.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述控制器被配置成确定所述状态、确定所述年龄并且在从主机设备提取数据之前计算所述优先级。9.一种数据存储设备，所述数据存储设备包括：存储器设备；和控制器，所述控制器耦接到所述存储器设备，其中所述控制器包括：命令提取器；命令执行器；闪存接口模块，所述闪存接口模块耦接到所述存储器设备；和分区附加命令调度器，所述分区附加命令调度器耦接到所述命令提取器、所述命令执行器和所述闪存接口模块。10.根据权利要求9所述的数据存...

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