数据存储系统中的基于利用率的动态共享缓冲器技术方案

本申请公开了一种将缓冲存储器分配给多个数据存储分区的方法。在一些实施方案中，该方法可以包括：将空闲缓冲器空间大小与在重新分配循环中重新分配的重新分配阈值大小进行比较；在确定空闲缓冲器空间大小小于重新分配阈值大小时，基于占用缓冲器空间的缓冲存储器利用率的历史信息来取消对占用缓冲器空间大小的至少一区部的分配，以创建新的空闲缓冲器空间；并且基于与目标数据存储分区相对应的缓冲存储器利用率的历史信息来将现有空闲缓冲器空间和新的空闲缓冲器空间分配给目标数据存储分区。存储分区。存储分区。

【技术实现步骤摘要】
数据存储系统中的基于利用率的动态共享缓冲器


[0001]本专利文件涉及针对数据存储装置来分配缓冲器。

技术介绍

[0002]在诸如个人计算机、服务器和大型计算机的计算机系统以及诸如智能手机和平板电脑的移动装置中，主存储器和数据存储装置通过系统总线或本地存储器总线联接到诸如中央处理单元(CPU)的处理器，以向CPU提供对主存储器和数据存储装置中存储的数据的访问。当将数据写入到主存储器或数据存储装置或者从主存储器或数据存储装置读取数据时，主机系统将写入命令或读取命令发送到存储器控制器。可以将从主存储器读取的数据或者待写入主存储器或数据存储装置的数据临时存储在缓冲存储器中，以通过允许诸如文件读取或写入的同步操作快速地完成而非等待硬件中断以访问主存储器和数据存储装置，来提高主存储器和数据存储装置的性能。
[0003]各个存储器接口在主机系统与数据存储装置之间移动数据时使用这种缓冲存储器。然而，当数据存储装置的存储器空间被划分为多个区段(section)或分区(zone)时，有效的缓冲器分配变得非常重要。

技术实现思路

[0004]所公开技术的实施例涉及一种方法和系统，除了其它特征和益处之外还提供一种在多租户环境中通过提高诸如缓冲存储器的有限硬件资源的利用率来提高数据存储装置的吞吐量的算法。
[0005]在一个方面，公开了一种将缓冲存储器分配给数据存储系统的多个数据存储分区的方法。该方法包括：接收用于分配缓冲存储器的至少一部分以保存待反馈到多个数据存储分区中的第一数据存储分区的数据的请求；确定缓冲存储器的可用于分配给第一数据存储分区的空闲空间大小；将空闲空间大小与重新分配阈值大小进行比较，该重新分配阈值大小触发对当前分配的缓冲存储器空间的至少一区部的重新分配；将包括第一数据存储分区的多个数据存储分区的利用率指数与第一阈值利用率指数和第二阈值利用率指数进行比较；在确定空闲空间大小小于重新分配阈值大小时，取消对当前分配的缓冲存储器空间的区部的分配，当前分配的缓冲存储器空间的区部被分配给多个数据存储分区中的利用率指数低于第一阈值利用率指数的至少一个数据存储分区；并且在确定第一数据存储分区的利用率指数高于第二阈值利用率指数时，将缓冲存储器空间的已取消分配的区部分配给第一数据存储分区。
[0006]在另一方面，公开了一种将缓冲存储器分配给数据存储系统的多个数据存储分区的方法。该方法包括：接收用于分配缓冲存储器的至少一部分以保存待反馈到多个数据存储分区中的多个第一数据存储分区的数据的多个请求；在确定缓冲存储器的空闲空间大小小于重新分配阈值大小时，取消对当前分配的缓冲存储器空间的区部的分配，当前分配的缓冲存储器空间的区部被分配给多个数据存储分区中的利用率指数低于第一阈值利用率
指数的至少一个数据存储分区；将多个第一数据存储分区的利用率指数与第二阈值利用率指数进行比较，以确定在多个第一数据存储分区之中的利用率指数等于或大于第二阈值利用率指数的高利用率数据存储分区；将高利用率数据存储分区的利用率指数相互比较，以确定高利用率目标数据存储分区的优先级；并且基于高利用率数据存储分区的利用率优先级，将缓冲存储器的已取消分配的空间和空闲空间分配给高利用率数据存储分区。
[0007]在又一方面，公开了一种数据存储系统。该系统包括：数据存储装置，包括被配置成存储数据的多个数据存储分区；缓冲存储器，被配置成由多个数据存储分区共享，以在将数据写入数据存储装置之前临时存储该数据；处理器，与数据存储装置和缓冲存储器通信，以用于：接收用于分配待分配的缓冲存储器的至少一部分以保存待反馈到多个数据存储分区之中的多个第一数据存储分区的数据的请求；识别缓冲存储器的未分配给多个数据存储分区的现有空闲空间大小以及缓冲存储器的已分配给多个数据存储分区中的至少一个的占用空间大小；将空闲空间大小与在重新分配循环中重新分配的重新分配阈值大小进行比较；在确定空闲空间大小小于重新分配阈值大小时，基于占用空间的缓冲存储器利用率的历史信息来取消对缓冲存储器的占用空间大小的至少一区部的分配，以在缓冲存储器上创建新的空闲空间；并且基于与多个第一数据存储分区相对应的缓冲存储器利用率的历史信息来将缓冲存储器的现有空闲空间和新的空闲空间分配给多个第一数据存储分区。
附图说明
[0008]图1示出了可以用于实施所公开技术的一些实施例的存储器系统的示例。
[0009]图2示出了可以用于实施所公开技术的一些实施例的主机以及与主机通信的数据存储系统的示例配置。
[0010]图3示出了数据存储装置中的数据吞吐量的示例图。
[0011]图4示出了基于固定缓冲器或高速缓存分配方案的数据存储装置中的数据吞吐量的示例图。
[0012]图5示出了基于所公开技术的一些实施方案的数据存储装置中的数据吞吐量的示例图。
[0013]图6是示出基于所公开技术的一些实施例的基于利用率的动态共享缓冲器算法的示例的流程图。
[0014]图7是示出基于所公开技术的一些实施例的基于利用率的动态共享缓冲器算法的另一示例的流程图。
[0015]图8是示出基于所公开技术的一些实施例的基于利用率的动态共享缓冲器算法的另一示例的流程图。
[0016]图9是示出基于所公开技术的一些实施例的基于利用率的动态共享缓冲器算法的另一示例的流程图。
[0017]图10是示出基于所公开技术的一些实施例的基于利用率的动态共享缓冲器算法的另一示例的流程图。
具体实施方式
[0018]图1示出了可以用于实施所公开技术的一些实施例的存储器系统100的示例。存储
器系统100包括存储器模块110，存储器模块110可以被用于存储信息以供其它电子装置或系统使用。存储器系统100可以被并入(例如，位于电路板上)其它电子装置和系统中。可选地，存储器系统100可以被实施为诸如USB闪存驱动器和固态驱动器(SSD)的外部存储装置。
[0019]存储器系统100中包括的存储器模块110可以包括存储器区域(例如，存储器阵列)102、104、106和108。存储器区域102、104、106和108中的每一个可以被包括在单个存储器管芯或多个存储器管芯中。存储器管芯可以被包括在集成电路(IC)芯片中。
[0020]存储器区域102、104、106和108中的每一个包括多个存储器单元。可以基于存储器单位(memory unit)来执行读取操作、编程操作或擦除操作。因此，每个存储器单位可以包括预定数量的存储器单元。存储器区域102、104、106或108中的存储器单元可以被包括在单个存储器管芯或多个存储器管芯中。
[0021]存储器区域102、104、106和108中的每一个中的存储器单元可以在存储器单位中按行和列排列。存储器单位中的每一个可以是物理单位。例如，一组多个存储器单元可以形成一个存储器单位。存储器单位中的每一个还可以是逻辑单位。例如，存储器单位可以是组(bank)、块或页面，该组、块或页面可以由诸如组地址、块地址或页面地址的唯一地址来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种将缓冲存储器分配给数据存储系统的多个数据存储分区的方法，所述方法包括：接收用于分配所述缓冲存储器的至少一部分以保存待反馈到所述多个数据存储分区中的第一数据存储分区的数据的请求；确定所述缓冲存储器的可用于分配给所述第一数据存储分区的空闲空间大小；将所述空闲空间大小与重新分配阈值大小进行比较，所述重新分配阈值大小触发对当前分配的缓冲存储器空间的至少一区部的重新分配；将包括所述第一数据存储分区的所述多个数据存储分区的利用率指数与第一阈值利用率指数和第二阈值利用率指数进行比较；在确定所述空闲空间大小小于所述重新分配阈值大小时，取消对当前分配的缓冲存储器空间的区部的分配，所述当前分配的缓冲存储器空间的区部被分配给所述多个数据存储分区中的利用率指数低于所述第一阈值利用率指数的至少一个数据存储分区；并且在确定所述第一数据存储分区的利用率指数高于所述第二阈值利用率指数时，将所述缓冲存储器空间的已取消分配的区部分配给所述第一数据存储分区。2.根据权利要求1所述的方法，其中基于与所述多个数据存储分区相对应的缓冲存储器利用率的历史信息来确定所述第一阈值利用率指数和所述第二阈值利用率指数。3.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述缓冲存储器的被分配给所述多个数据存储分区的区部的利用率来更新所述多个数据存储分区的利用率指数。4.根据权利要求1所述的方法，所述第一阈值利用率指数和所述第二阈值利用率指数具有彼此相同的值。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在确定所述空闲空间大小等于或大于所述重新分配阈值大小时，将与所述空闲空间大小相对应的空闲缓冲存储器空间分配给所述多个数据存储分区中的一个或多个数据存储分区，一个或多个请求在所述一个或多个数据存储分区中排队以在重新分配循环中运行。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述重新分配阈值大小与预定的缓冲存储器大小相对应，所述预定的缓冲存储器大小小于所述缓冲存储器的总大小并且被设置成能够在重新分配循环中进行重新分配。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述重新分配循环周期性地重复。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个数据存储分区的所述利用率指数包括在使用中或已使用的当前分配的缓冲存储器空间的百分比。9.一种将缓冲存储器分配给数据存储系统的多个数据存储分区的方法，所述方法包括：接收用于分配所述缓冲存储器的至少一部分以保存待反馈到所述多个数据存储分区中的多个第一数据存储分区的数据的多个请求；在确定所述缓冲存储器的空闲空间大小小于重新分配阈值大小时，取消对当前分配的缓冲存储器空间的区部的分配，所述当前分配的缓冲存储器空间的区部被分配给所述多个数据存储分区中的利用率指数低于第一阈值利用率指数的至少一个数据存储分区；将所述多个第一数据存储分区的利用率指数与第二阈值利用率指数进行比较，以确定所述多个第一数据存储分区之中的利用率指数等于或大于第二阈值利用率指数的高利用
率数据存储分区；将所述高利用率数据存储分区的利用率指数相互比较，以确定所述高利用率数据存储分区...

【专利技术属性】
技术研发人员：申胜元，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：