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用于优化硬盘驱动器吞吐量的系统和方法技术方案

技术编号:39037949 阅读:8 留言:0更新日期:2023-10-10 11:51
公开的计算机实现的方法包括访问硬盘驱动器以测量其操作特性。该方法还包括基于测量的操作特性导出控制硬盘驱动器的硬盘驱动器健康因素。导出的硬盘驱动器健康因素包括指示硬盘驱动器查找要被读取的指定数据花费的平均时间量的平均每次查找时间和指示硬盘驱动器读取指定数据花费的平均时间量的平均读取速度。该方法还包括基于导出的硬盘驱动器健康因素和操作特性来确定在硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量,然后根据确定的可用的负载服务容量的量来调节由硬盘驱动器执行的负载服务量。还公开了各种其它方法、系统和计算机可读介质。算机可读介质。算机可读介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于优化硬盘驱动器吞吐量的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年1月15日提交的、标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR OPTIMIZING HARD DRIVE THROUGHPUT(用于优化硬盘驱动器吞吐量的系统和方法)”的第17/150507号美国非临时申请的优先权,其全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]虽然固态驱动器(solid state drive,SSD)技术有所进步,但是硬盘驱动器仍然广泛用于存储数字数据。在这些硬盘驱动器中使用的技术和组件也在过去几年中有所发展。例如,硬盘驱动器的存储容量持续增长,同时成本降低。因此,硬盘驱动器仍然是用于存储大量数字数据的首选。
[0004]虽然硬盘驱动器仍然广泛用于工业中,但是硬盘驱动器可能会因读取或写入的需求大而变得过载。硬盘驱动器毕竟是以高RPM旋转存储盘片并且试图从越来越小的磁区读取数据的机械设备,这些磁区拥有构成所存储的数字数据的1和0。基于各种因素(包括数据被存储在盘片上的位置、数据是被分割还是被分解、以及盘片旋转的速度),数据从驱动器读取的速度存在有限极限。

技术实现思路

[0005]如下面将更详细地描述的,本公开描述了用于根据替代硬盘驱动器健康因素来调节硬盘驱动器负载服务的方法和系统。因为硬盘驱动器常常由于读取或写入的需求大而变得过载,所以本文的实施例被设计以根据传统硬盘驱动器监视系统未考虑的健康因素来调节服务任何一个硬盘驱动器性能所执行的负载量。
[0006]在一个示例中,提供了一种计算机实现的方法,该方法用于根据硬盘驱动器健康因素调节硬盘驱动器负载服务。该方法包括:访问硬盘驱动器以测量硬盘驱动器的操作特性。该方法接下来包括:基于所测量的操作特性导出用于控制硬盘驱动器的硬盘驱动器健康因素。所导出的硬盘驱动器健康因素包括平均每次查找时间(average per

seek time)和平均读取速度,其中平均每次查找时间指示硬盘驱动器查找要被读取的指定数据所花费的平均时间量,平均读取速度指示硬盘驱动器读取指定数据所花费的平均时间量。该方法接下来包括:基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量。该方法然后包括:根据所确定的可用的负载服务容量的量来调节由硬盘驱动器执行的负载服务量。
[0007]在一些情况下,硬盘驱动器的操作特性包括从硬盘驱动器读取的每秒输入/输出操作(IOPS)或从硬盘驱动器读取的每秒兆字节(MBPS)。在一些示例中,基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量还包括:计算组合硬盘驱动器健康因素,该组合硬盘驱动器健康因素包括IOPS与平均每次查找时间的乘积加上MBPS的读取值与平均读取速度的商。
[0008]在一些示例中,基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定硬
盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量的步骤还包括:识别要由硬盘驱动器维持的服务时限,以及动态地调整所确定的负载服务容量的量以维持所识别的服务时限。在一些情况下,基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量还包括:计算组合硬盘驱动器健康因素,该组合硬盘驱动器健康因素包括IOPS与平均每次查找时间的乘积加上MBPS的读取值与平均读取速度的商;估计组合硬盘驱动器健康因素的目标值;以及计算经缩放的硬盘驱动器健康因素,经缩放的硬盘驱动器健康因素将组合硬盘驱动器健康因素除以第一组合硬盘驱动器健康因素的估计目标值。
[0009]在一些实施例中,根据所确定的可用的负载服务容量的量来调节由硬盘驱动器执行的负载服务量还包括:根据所计算的经缩放的硬盘驱动器健康因素来调节由硬盘驱动器执行的负载服务的量。在一些情况下,该方法还包括:针对所计算的组合硬盘驱动器健康因素和所计算的经缩放的硬盘驱动器健康因素建立相应的极限。在一些示例中,针对所计算的组合硬盘驱动器健康因素和所计算的经缩放的硬盘驱动器健康因素的相应的极限包括基于一个或多个因素而变化的动态极限。
[0010]在一些情况下,存储在硬盘驱动器上的数据被存储在硬盘驱动器上的指定位置中,并且在硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量还基于所存储的数据的位置来确定。在一些实施例中,较频繁被访问的数据被存储在硬盘驱动器的外部,并且较不频繁被访问的数据被存储在硬盘驱动器的内部。
[0011]在一些示例中,该方法还包括:确定被存储在硬盘驱动器上的多少数据是从驱动器的外部提供的,以及确定被存储在硬盘驱动器上的多少数据是从驱动器的内部提供的。在一些情况下,在确定被存储在硬盘驱动器的内部的数据的至少一部分相比于被存储在硬盘驱动器的外部的数据的至少一部分被更频繁地访问时,被存储在硬盘驱动器的内部的数据被移动到硬盘驱动器的外部。在一些示例中,平均每次查找时间和/或平均读取速度还根据指定数据在硬盘驱动器上被存储的位置来导出。
[0012]在一些实施例中,提供了一种系统,该系统包括:至少一个实体处理器,以及包括计算机可执行指令的实体存储器,计算机可执行指令在由实体处理器执行时使实体处理器:访问硬盘驱动器以测量硬盘驱动器的操作特性。实体处理器然后基于所测量的操作特性导出用于控制硬盘驱动器的硬盘驱动器健康因素。所导出的硬盘驱动器健康因素包括平均每次查找时间和平均读取速度,其中平均每次查找时间指示硬盘驱动器查找要被读取的指定数据所花费的平均时间量,平均读取速度指示硬盘驱动器读取指定数据所花费的平均时间量。实体处理器然后基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量,以及根据所确定的可用的负载服务容量的量来调节由硬盘驱动器执行的负载服务量。
[0013]在一些示例中,硬盘驱动器是通过计算机网络服务媒体内容的硬盘驱动器集群的一部分。在一些情况下,通过计算机网络服务媒体内容的硬盘驱动器集群被配置为接收和处理多个同时的数据读取请求。在一些实施例中,所确定的在硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量指示硬盘驱动器是应该被添加到硬盘驱动器集群还是从硬盘驱动器集群中移除。在一些情况下,硬盘驱动器集群包括硬盘驱动器虚拟集群,硬盘驱动器虚拟集群允许可变数量的硬盘驱动器在给定时间操作。在这种情况下,根据硬盘驱动器是应该被添加
到硬盘驱动器虚拟集群还是从硬盘驱动器虚拟集群中移除的指示,一个或多个硬盘驱动器被自动地从虚拟集群中移除或添加到虚拟集群。在一些情况下,硬盘驱动器被添加到硬盘驱动器集群或从硬盘驱动器集群中移除,以便维持指定的服务时限。
[0014]在一些实施例中,提供了一种非暂时性计算机可读介质,包括计算机可执行指令,这些计算机可执行指令在由计算设备的处理器执行时使该计算设备:访问硬盘驱动器以测量硬盘驱动器的操作特性,并且基于所测量的操作特性导出用于控制硬盘驱动器的硬盘驱动器健康因素。所导出的硬盘驱动器健康因素包括平均每次查找时间和平均读本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机实现的方法,包括:访问至少一个硬盘驱动器以测量所述硬盘驱动器的一个或多个操作特性;基于所测量的操作特性导出用于控制所述硬盘驱动器的一个或多个硬盘驱动器健康因素,所导出的一个或多个硬盘驱动器健康因素包括平均每次查找时间和平均读取速度,其中所述平均每次查找时间指示所述硬盘驱动器查找要被读取的指定数据所花费的平均时间量,所述平均读取速度指示所述硬盘驱动器读取所述指定数据所花费的平均时间量;基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在所述硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量;以及根据所确定的可用的负载服务容量的量来调节由所述硬盘驱动器执行的负载服务量。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,其中,所述硬盘驱动器的所述操作特性包括从所述硬盘驱动器读取的每秒输入/输出操作(IOPS)或从所述硬盘驱动器读取的每秒兆字节(MBPS)中的至少一者。3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,其中,基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在所述硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量还包括:计算组合硬盘驱动器健康因素,所述组合硬盘驱动器健康因素包括所述IOPS与所述平均每次查找时间的乘积加上所述MBPS的读取值与所述平均读取速度的商。4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,其中,基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在所述硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量还包括:识别要由所述硬盘驱动器维持的服务时限;以及动态地调整所确定的负载服务容量的量以维持所识别的服务时限。5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法,其中,基于所导出的硬盘驱动器健康因素和所测量的操作特性来确定在所述硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量还包括:计算组合硬盘驱动器健康因素,所述组合硬盘驱动器健康因素包括所述IOPS与所述平均每次查找时间的乘积加上所述MBPS的读取值与所述平均读取速度的商;估计所述组合硬盘驱动器健康因素的目标值;以及计算经缩放的硬盘驱动器健康因素,所述经缩放的硬盘驱动器健康因素将所述组合硬盘驱动器健康因素除以第一组合硬盘驱动器健康因素的估计目标值。6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法,其中,根据所确定的可用的负载服务容量的量来调节由所述硬盘驱动器执行的负载服务量还包括:根据所计算的经缩放的硬盘驱动器健康因素来调节由所述硬盘驱动器执行的负载服务的量。7.根据权利要求5所述的计算机实现的方法,其中,还包括:针对所计算的组合硬盘驱动器健康因素和所计算的经缩放的硬盘驱动器健康因素建立相应的极限。8.根据权利要求7所述的计算机实现的方法,其中,针对所计算的组合硬盘驱动器健康因素和所计算的经缩放的硬盘驱动器健康因素的所述相应的极限包括基于一个或多个因素而变化的动态极限。9.根据权利要求1所述的计算机实现的方法,其中,存储在所述硬盘驱动器上的数据被存储在所述硬盘驱动器上的指定位置中,并且其中,在所述硬盘驱动器处当前可用的负载服务容量的量还基于所存储的数据的位置来确定。10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法,其中,较频繁被访问的数据被存储在所
述硬盘驱动器的外部,并且其中,较不频繁被访问的数据被存储在所述硬盘驱动器的内部。11.根据权利要求10所述的计算机实现的方法,还包括:确定被存储在所述硬盘驱动器上的多少数据是从所...

【专利技术属性】
技术研发人员:大卫
申请(专利权)人:奈飞公司
类型:发明
国别省市:

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