一种I/O机柜模块，其具备一个或多个I/O机柜，所述I/O机柜具有多个插槽以容纳电子设备。主机适配器连接到所述I/O机柜模块的第一插槽并被配置为将主机连接到所述I/O机柜。设备适配器连接到所述I/O机柜模块的第二插槽并被配置为将存储设备连接到所述I/O机柜模块。闪存高速缓存连接到所述I/O机柜模块的第三插槽，并包括被配置为缓存与通过所述I/O机柜模块处理的数据请求关联的数据的基于闪存的存储器。主处理器复合体管理通过所述I/O机柜模块处理的数据请求，方式为：与所述主机适配器、设备适配器以及闪存高速缓存通信以处理所述数据请求。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及存储系统，更具体地说，涉及将基于闪存的高速缓存集成到大型存储系统。
技术介绍
基于闪存的固态驱动器(“SSD”)的出现彻底改变了从笔记本电脑到企业存储系统的主存储计算机架构。基于闪存的SSD提供的随机I/O性能和访问延迟优于旋转硬盘驱动器(“HDD”)几个数量级。此外，基于闪存的SSD显著降低了功耗。基于闪存的存储器扩展卡成为用于存储器扩展和改进的工具，即使在网络环境中也是如此。通常，使用快速外围组件互连(PCI-e)插槽直接将这些扩展卡放置到主机中，从而将这些卡放置在更靠近主机的处理器的位置，而不是更靠近由主机通过网络访问的存储盘的位置。将扩展卡放置得更靠近处理器可防止来自盘阵列控制器和网络协议的额外延 迟。即使基于闪存的SSD和基于闪存的存储器扩展卡提供的随机输入/输出(I/O)性能和访问延迟优于HDD几个数量级，但随机读取/写入I/O性能在很大程度上取决于与设备关联的固态存储控制器的架构。例如，如所指出的，基于闪存的SSD的读取和写入延迟通常比HDD低两个数量级，但在诸如使用HDD进行存储的企业存储系统之类的大型存储系统中，动态随机存取存储器(DRAM)高速缓存的延迟仍然优于基于闪存的SSD两个数量级。就每秒I/O操作数(“I0PS”)和延迟而言，整体系统性能不仅取决于固态存储器控制器的内部架构，而且还在很大程度上取决于整体系统架构，例如基于闪存的存储器扩展如何集成到系统以及提供哪些接口。图I是示出根据现有技术的常规存储系统100的一个实施例的示意性方块图。系统100包括多个I/O机柜(enclosure) 102a-n，它们在一个或多个主机104a_n与一个或多个存储设备106a-n之间提供接口。存储设备106a-n可以容纳在机柜(例如容纳一个或多个HDD的盘机柜)中。如在此使用的，I/O机柜指容纳各种I/O适配器和连接性设备以在I/O存储单元处理器与I/O适配器之间提供通信的设备。通常，I/O机柜102a-n成对安装以提供冗余保护。包含在I/O机柜中的I/O适配器通常是主机适配器108a-n或设备适配器110a-n。I/0机柜具有多个可用插槽，主机适配器108a-n或设备适配器110a_n可以附接到这些插槽。然而，在许多情况下，I/O机柜保留几个空置插槽(open slot)以用于扩展或其他用途。主机适配器108a-n是在主机104a_n与I/O机柜102a_n之间提供连接性的适配器。主机104a-n通常跨网络112连接到主机适配器108a_n，网络112包括诸如路由器、交换机之类的各种设备。主机104a-n通常使用诸如光纤通道、光纤连接性(FIC0N)、企业系统连接(ESCON)之类的网络技术或本领域技术人员知道的其他连接性协议连接到主机适配器108a-n。设备适配器110a-n是在设备(例如存储设备106a_n)与1/0机柜102a_n之间提供连接性的设备。在一个实施例中，设备适配器110a-n可以是光纤通道仲裁环(FC-AL)设备适配器。在一个典型实施例中，每个设备适配器110a-n可以连接到为存储设备106a-n提供通信的两个单独交换网络。当设备适配器110a-n连接到存储设备106a-n时，它可以使用交换连接通过最短可能路径传输数据。通过一个或多个处理器复合体114a_b促进系统100的各种组件之间的通信。在以典型企业存储系统实现的通用架构中，使用两个处理器复合体114a_b提高可靠性并改进性能。处理器复合体114a-b通常连接到每个I/O机柜102a-n并包括在主机适配器108a_n与设备适配器110a-n之间提供通信所必需的逻辑，从而使连接到主机适配器108a-n的主机104a-n能够经由设备适配器110a-n访问存储设备106a_n。处理器复合体114a_n在此也可以称为中央电子设备复合体(CEC)。在常规系统中，处理器复合体通常包括诸如DRAM 116a_b之类的易失性存储器以及称为非易失性存储装置(NVS) 118a-b的非易失性存储器，非易失性存储器通常被配置为带后备电源的DRAM。处理器复合体的存储器116、118通常用于缓存与通过系统100处理的数据请求关联的数据。 在操作中，主机适配器108a-n首先处理来自主机104a_n的读取和写入请求，主机适配器108&-11又与处理器复合体114&交互。处理器复合体114a管理去往存储设备106a-n的逻辑卷的所有读取和写入请求。在写入请求期间，处理器复合体114a可以使用快速写入，其中数据被缓存到一个处理器复合体114a的易失性存储器116a，并且还被写入到另一个处理器复合体114b的永久性存储器118b。处理器复合体114a然后可以甚至在实际写入到盘之前，将该写入报告为完成。这将提供快速写入延迟。然而，当处理器复合体存储器116、118用作数据高速缓存时，大小、时间和功率限制可能限制该存储器的效率。当主机104a_n执行读取操作时,处理器复合体114a_b使用高性能交换网络架构从存储设备106a-n取回数据。当数据被取回并返回到主机104a-n时，该数据还可以被缓存到易失性存储器116a-b，以防在未来读取请求中再次需要该数据。在一个实施例中，处理器复合体114a-b尝试通过使用诸如自适应替换高速缓存中的顺序预取(SARC)之类的算法来预计未来读取。只要可能使用此类算法，数据便会保存在高速缓存中。如果在被请求数据已在高速缓存中的情况下发生高速缓存命中，则主机104a-n不必等待从存储设备106a-n取回数据。然而，由于处理器复合体存储器116、118的大小、时间和功率限制，这些存储器的缓存能力可能不会在所有情况下都令人满意。美国专利7，421，552-B2 (Long, M. , “Techniques for Managing Data within aData Storage System using a Flash-based Memory Vault (使用基于闪存的存储器库在数据存储系统中管理数据的技术)”)披露了以下技术使用基于闪存的存储器管理数据存储系统中的数据；使用易失性存储器存储高速缓存代表一组主机以及在数据存储系统由主电源供电时代表一组盘驱动器来执行数据存储操作。因此，本领域中需要解决上述问题。
技术实现思路
从上述讨论应显而易见的是，需要一种改进当前存储架构和数据缓存系统的装置、系统和方法。有利的，此类装置、系统和方法将基于闪存的存储设备集成到1/0机柜的一个或多个空闲插槽，以提供改进本领域公知的架构和缓存功能的缓存和存储能力。开发了本专利技术以响应本领域的目前状况，具体地说，以响应本领域中尚未完全由当前可用的存储系统架构解决的问题和需求。相应地，开发了本专利技术的一个优选实施例，以提供一种用于将闪存高速缓存(flash cache)集成到大型存储系统的装置、系统和方法，其克服了上面讨论的本领域中许多或全部缺点。用于集成基于闪存的高速缓存的装置具备多个模块和设备。所述实施例中的这些模块和设备包括输入/输出(“I/O”)机柜模块、主机适配器、设备适配器、基于闪存的缓存设备(“闪存高速缓存”)以及主处理器复合体。所述I/O机柜模块包括一个或多个I/O机柜，所述I/O机柜具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·普赖特卡，E·埃莱夫特里乌，R·哈斯，胡晓宇，YC·许，L·M·古朴塔，J·S·海登二世，M·T·本哈塞，A·E·桑切斯，K·J·阿什，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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