网状架构上的高速NVM制造技术

本发明专利技术提供一种网络存储设备，其包括固态磁盘；网络接口适配器，其以通信方式耦合到所述固态磁盘；和非易失性半导体存储器装置，其经配置以在存储从所述主机接收的所述数据于所述多个固态磁盘中的至少一个之前，暂时存储从所述主机接收的所述数据。所述网络存储设备经配置以确定所述非易失性半导体存储器装置是否可用于存储所述数据，响应于确定所述非易失性半导体存储器装置可用于存储所述数据，在存储所述数据于所述多个固态磁盘中的至少一个之前，暂时存储所述数据于所述非易失性半导体存储器装置中，和响应于确定所述非易失性半导体存储器装置不可用于存储所述数据，将查询经由所述网络接口适配器广播到一或多个外部存储装置。存储装置。存储装置。

【技术实现步骤摘要】
网状架构上的高速NVM
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2018年8月1日、申请号为201880063437.6、专利技术名称为“网状架构上的高速NVM”的专利技术专利申请案。
[0003]相关申请案的交叉引用
[0004]本申请案主张2017年8月3日申请的标题为“网状架构上的高速NVM(NVM Express Over Fabrics)”的美国实用申请案15/668,314的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文中。


[0005]本公开涉及非易失性存储器高速存储设备和用于实施高性能存储网络中的非易失性随机存取存储器的方法。

技术介绍

[0006]对写入命令的低时延是高性能计算(HPC)中且尤其是存储网络中的重要特征。其重要性的实例是存储器内数据库(IMDB)的生长区域。计算资源(例如CPU和存储器)的增加使得能够将整个数据库加载到存储器中并且通过CPU对其进行处理。这实现大数据集的快速存储器内处理。然而，传入的事务必须是永久性的，且因此必须写入到永久性媒体。由于在对这类事务做出应答之前须暂停处理，因此这成为整个过程的瓶颈。
[0007]引入具有快速的高速外围组件接口(PCIe)接口和高效存储堆叠的高速非易失性存储器(“NVMe
TM”)装置减小了对永久性媒体的存取时间。另外，远程直接存储器存取(RDMA)网络接口控制器(NIC)已发展到提供非常快速的(个位数微秒)数据传送。引入网状架构上的NVMe
TM/>标准实现其中主机客户端可经由低时延网络结构存取NVMe
TM
磁盘的环境。每一主机客户端和存储设备具有实现网状架构中的每一元件之间的低时延传送的RDMA NIC。然而，长期以来仍需要有效地管理和实施高性能存储网络中的NVMe
TM
装置。

技术实现思路

[0008]本公开涉及一种网络存储设备，其包括固态磁盘；网络接口适配器，其以通信方式耦合到所述固态磁盘和主机客户端；非易失性半导体存储器装置，其以通信方式耦合到所述固态磁盘和所述网络接口适配器；和CPU，其以通信方式耦合到所述非易失性半导体存储器装置和所述网络接口适配器。所述网络接口适配器可从所述主机客户端检索数据并且将所述数据从所述主机客户端传送到所述固态磁盘。所述非易失性半导体存储器装置可经由所述网络接口适配器从所述主机客户端接收数据；暂时存储所述数据；和将所述数据传送到所述固态磁盘中的一个。所述CPU可经由所述网络接口适配器从所述主机客户端接收写入请求，并且确定所述非易失性半导体存储器装置是否可用于存储所述数据。在确定所述非易失性半导体装置可用于存储所述数据的情况下，所述CPU可起始所述网络接口适配器以执行所述数据从所述主机客户端经由所述网络接口适配器到所述非易失性半导体存储
器装置的所述传送。在确定所述非易失性半导体存储器装置不可用于存储所述数据的情况下，所述CPU可起始所述网络接口适配器经由所述网络接口适配器将查询广播到一或多个外部存储装置。此外，所述CPU可将应答状态经由所述网络接口适配器发送到所述主机客户端，所述应答状态指示所述数据已经存储于非易失性半导体存储器装置中。
[0009]根据一个实施方案，非易失性半导体存储器装置可包括电阻式随机存取存储器、磁阻式随机存取存储器、纳米随机存取存储器和具有备用电池的动态随机存取存储器中的一个。
[0010]在一些实施方案中，网络存储设备可包含易失性存储器装置，其以通信方式耦合到所述多个固态磁盘和所述网络接口适配器。所述易失性存储器装置可在确定所述非易失性半导体存储器装置不可用于存储所述数据的情况下，经由所述网络接口适配器从所述一或多个外部存储装置接收数据。所述一或多个外部存储装置可对应于一或多个第二网络存储设备。所述易失性存储器装置可包括动态随机存取存储器(DRAM)。
[0011]在其它实施方案中，所述易失性半导体存储器装置可暂时存储所述数据并且将数据传送到固态磁盘中的一个。
[0012]在某些实施方案中，CPU可经由所述网络接口适配器从所述一或多个外部存储装置中的第一外部存储装置接收对查询的响应。所述对查询的响应可指示第一外部存储装置可用于存储所述数据。所述CPU可将第二写入请求经由网络接口适配器发送到第一外部存储装置。所述一或多个外部存储装置可为存储网络中的多个网络存储设备中的一或多个。
[0013]根据一个实施方案，第二写入请求可起始第一外部存储装置开始所述数据从主机客户端到第一外部存储装置的传送。
[0014]在一些实施方案中，CPU可经由网络接口适配器从一或多个外部存储装置接收信号。所述信号可指示所述数据已经存储于所述一或多个外部存储装置中。
[0015]在其它实施方案中，所述CPU可将第二应答状态经由网络接口适配器发送到主机客户端。所述第二应答状态可指示所述数据已经存储于所述一或多个外部存储装置中。
[0016]根据一些实施方案，网络接口适配器根据远程直接存储器存取(RDMA)协议起作用。网络接口适配器可连接到网络通信网状架构。根据一个实施方案，网络接口适配器以独立于CPU的方式存取非易失性半导体存储器装置。
[0017]在一些实施方案中，所述非易失性半导体存储器装置可包括用于主机客户端的预留存储区域。所述非易失性半导体存储器装置可另外包括本地存储区域和远程存储区域。
[0018]在某些实施方案中，所述非易失性半导体存储器装置可确定所述预留存储区域是否可用于存储所述数据。响应于确定所述预留存储区域可用于存储所述数据，所述非易失性半导体存储器装置可分配来自所述预留存储区域的用于存储所述数据的空间。
[0019]在其它实施方案中，所述非易失性半导体存储器装置可响应于确定所述预留存储区域不可用于存储所述数据，确定所述本地存储区域是否可用于存储所述数据。响应于确定所述本地存储区域可用于存储所述数据，所述非易失性半导体存储器装置可分配来自所述本地存储区域的用于存储所述数据的空间。
[0020]根据一个实施方案，所述非易失性半导体存储器装置可确定所述远程存储区域是否可用于存储所述数据。响应于确定所述远程存储区域可用于存储所述数据，所述非易失性半导体存储器装置可分配来自所述远程存储区域的用于存储所述数据的空间。
[0021]在一些实施方案中，所述数据在大于0.1微秒且小于1微秒的时间段内从所述主机客户端传送到所述目标网络存储设备的所述非易失性半导体存储器装置。
[0022]本公开的第二方面涉及一种将来自主机客户端的数据传送到网络存储设备的方法。所述方法包括将第一写入请求从主机客户端经由网络接口适配器发送到目标网络存储设备。所述方法还包括将第二写入请求从所述目标网络存储设备经由所述网络接口适配器发送到第二网络存储设备。所述方法另外包括将与所述第一写入请求相关联的数据从所述主机客户端经由所述网络接口适配器传送到所述第二网络存储设备的非易失性半导体存储器装置。此外，所述方法包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络存储设备，其包括：多个固态磁盘；网络接口适配器，其以通信方式耦合到所述多个固态磁盘，所述网络接口适配器经配置以从主机接收写入请求以及对应于所述写入请求的数据；以及非易失性半导体存储器装置，其经配置以在存储从所述主机接收的所述数据于所述多个固态磁盘中的至少一个之前，暂时存储从所述主机接收的所述数据；其中，所述网络存储设备经配置以：确定所述非易失性半导体存储器装置是否可用于存储所述数据，响应于确定所述非易失性半导体存储器装置可用于存储所述数据，在存储所述数据于所述多个固态磁盘中的至少一个之前，暂时存储所述数据于所述非易失性半导体存储器装置中，和响应于确定所述非易失性半导体存储器装置不可用于存储所述数据，将查询经由所述网络接口适配器广播到一或多个外部存储装置。2.根据权利要求1所述的网络存储设备，其中所述非易失性半导体存储器装置包括：电阻式随机存取存储器，磁阻式随机存取存储器，纳米随机存取存储器，或具有备用电池的动态随机存取存储器。3.根据权利要求1所述的网络存储设备，其另外包括：易失性存储器装置，其经配置以响应于确定所述非易失性半导体存储器装置不可用于存储所述数据，从所述一或多个外部存储装置接收所述数据。4.根据权利要求1所述的网络存储设备，其中所述网络存储设备进一步经配置以将对应于所述写入请求的应答状态发送到所述主机。5.根据权利要求1所述的网络存储设备，其中所述网络存储设备进一步经配置以：从所述一或多个外部存储装置中的第一外部存储装置接收对所述查询的响应；和将对应于所述数据的第二写入请求发送到所述第一外部存储装置。6.根据权利要求5所述的网络存储设备，其中所述网络存储设备进一步经配置以从所述第一外部存储装置接收信号，所述信号指示所述数据已经存储于所述第一外部存储装置中。7.根据权利要求5所述的网络存储设备，其中所述网络存储设备进一步经配置以将所述数据传送到所述第一外部存储装置。8.根据权利要求7所述的网络存储设备，其中所述网络接口适配器经配置以将所述数据传送到所述第一外部存储装置。9.根据权利要求8所述的网络存储设备，其中所述网络接口适配器经配置以使用远程直接存...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚伦，
申请(专利权)人：铠侠股份有限公司，
类型：发明
国别省市：