一种数据缓存方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种数据缓存方法及装置，应用于控制器中，所述控制器和存储设1备连接，控制器包括一级缓存，所述存储设备包括二级缓与存储器，所述二级缓存用于中继所述一级缓存与所述存储器之间交互的数据，方法包括：查询二级缓存的命中率，如果低于扩容阈值，从所述存储器中获取存储空间给所述二级缓存使用。本发明专利技术可以提高二级缓存的命中率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种数据缓存方法及装置，应用于控制器中，所述控制器和存储设1备连接，控制器包括一级缓存，所述存储设备包括二级缓与存储器，所述二级缓存用于中继所述一级缓存与所述存储器之间交互的数据，方法包括：查询二级缓存的命中率，如果低于扩容阈值，从所述存储器中获取存储空间给所述二级缓存使用。本专利技术可以提高二级缓存的命中率。【专利说明】一种数据缓存方法、装置及系统
本专利技术涉及IT领域，特别涉及一种存储技术。
技术介绍
在存储领域中，磁盘等存储介质虽然可以提供大量的存储空间，但数据的读/写(Input/Output, I/O)的速度往往不高。为了提高数据的读/写速度，会使用缓存(Cache)来暂存数据。主机读数据时,数据先从磁盘读取到控制器的缓存中，再发给主机；主机往磁盘写数据时，先把数据发送给缓存，再从缓存把数据写入主机中。控制器中，常见的作为缓存的存储介质例如同步动态随机存储设备(SynchixmousDynamic Random Access Memory, SDRAM),往往成本较高，因此厂商为存储系统提供的SDRAM存储空间有限。为了节约成本，部分厂商使用了多级缓存技术，把原来的SDRAM作为一级缓存，在SDRAM之外增加相对廉价的闪存(Flash Memory)介质例如固态硬盘(Solidstate disk, SSD)作为第二级的缓存，称为 SSD Cache (SSD 缓存)。SSD Cache 位于 SDRAM和磁盘之间，当SDRAM的空间不够用时，把SDRAM中的数据转发到SSD Cache中，然后由SSDCache把数据写入磁盘。然而，由于SSD的成本仍然比磁盘等介质更高，因此二级缓存的空间仍然是有限的。当短时间内出现有大量的数据读/写操作时，SSD的存储空间无法满足需求，造成SSD和SDRAM之间会出现数据阻塞。以至于对部分读/写请求所对应的数据而言，存储系统不得不绕过SSD Cache，直接在SDRAM和磁盘之间进行传递。这种绕开二级缓存SSD的做法也称为SSD没有命中，由于磁盘的读/写速度比SDRAM、SSD都低，SSD命中率越低，对存储系统整体效率的影响越明显。如何提高二级缓存的命中率，是需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种数据缓存技术，可以提高二级缓存的命中率。第一方面，本专利技术提供一种数据缓存方法，应用于控制器中，所述控制器和存储设备连接，控制器包括一级缓存，所述存储设备包括二级缓与存储器，所述二级缓存用于存储一级缓存发往存储器的数据，所述方法包括:查询所述二级缓存对读请求的命中率；判断命中率是否低于扩容阈值，如果低于所述扩容阈值，从所述存储器中获取存储空间给所述二级缓存使用，其中，从所述存储器中获取的存储空间是新增存储空间；使用所述二级缓存中新增存储空间，缓存所述一级缓发送的存储数据。第二方面，本专利技术提供一种数据缓存装置，用于对存储设备的存储空间进行管理，存储设备包括二级缓存与存储器，该装置包括:命中率查询模块，用于查询二级缓存对读请求的命中率，所述二级缓存用于缓存一级缓存发送的数据；扩容模块，用于判断命中率是否低于扩容阈值，如果低于所述扩容阈值，从所述存储器中获取存储空间给所述二级缓存使用，其中，从所述存储器中获取的存储空间是新增存储空间；缓存模块，用于使用所述新增存储空间，缓存所述一级缓存发往所述存储器发送的存储数据。本专利技术用存储器的存储空间对二级缓存扩容，提高了二级缓存的命中率。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例结构图；图2是本专利技术一种数据缓存方法的实施例流程图；图3是本专利技术一种数据缓存装置实施例的结构图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术存储系统由控制器和存储设备组成。存储设备提供存储空间，控制器对存储设备提供管理，并对主机提供读/写访问，对主机而言，存储设备可以是不可见的。存储设备和控制器在物理上可以是分开的两个设备；也可以集成在一个设备内，二者集成在一个设备时可以称为存储服务器。控制器包括处理器和缓存，本专利技术实施例中把控制器中的缓存称为一级缓存。存储设备由缓存和多个存储器组成，本专利技术实施例把存储设备提供的缓存称为二级缓存。控制器发往存储设备的数据，先存入一级缓存，存入一级缓存以后。一级缓存中的数据可以根据数据的冷热程度，周期性的把相对冷的数据转移到二级缓存。二级缓存中的数据，周期性的把相对冷的数据转移到存储器中。把上一级存储器件中相对较冷的数据转移到下一级存储器件的过程，也称为淘汰。此外，控制器可以在数据写入一级缓存后，发送写入完成的响应消息给主机，告诉主机已经完成写入操作；也可以在数据写入存储器后，发送写入完成的响应消息给主机，告诉主机已经完成写入操作。一级缓存和二级缓存可以是同一种存储介质，也可以不同。当采用不同介质时，一级缓存读/写速度可以比二级缓存更快，成本也更高，例如一级缓存是SDRAM，而二级缓存31是SSD。一级缓存和二级缓存使用的存储介质本身，可以是易失性存储RAM (RandomAccess Memory),也可以是非易失性存储。但是对控制器而言，把他们作为易失性存储使用，一级缓存和二级缓存中的存储的数据都可以通过老化算法进行淘汰，例如使用冷热数据的识别方法进行淘汰，以提高它们的利用率。本专利技术实施例中，一级缓存可以再次细分为多个不同的小级别，可以每个级别采用不同的存储介质，小级别存储介质之间串联，并通过淘汰算法进行数据传递。由于缓存的读写速度总体比存储器更高。因此在接收到主机的读数据时，控制器优先从一级缓存、一级缓存中获取读请求数据，如果没有找到，再到存储器中获取读请求数据。在某一个介质中找到读请求数据称为命中，在一定数量的读请求中，某个介质被命中的比例，称为这个介质的命中率，命中率用于记录从二级缓存中读取待数据时，成功读取的数量或者比例。具体而言，如果一级缓存被命中，也就是说一级缓存中存在读请求数据，则一级缓存把读请求数据发送给主机；如果二级缓存被命中，则读请求数据从二级缓存发给一级缓存，然后从一级缓存发送给主机；如果存储器被命中，则，则读请求数据从存储器发给一级缓存，然后从一级缓存发送给主机。出于成本的考虑，二级缓存SSD的存储空间是有限的，当短期有大量读请求时，往往会导致二级缓存命中率降低。虽然可以通过增加二级缓存的总容量来部分的解决这个问题，然而这种提高总容量后，会引起二级缓存的总利用率降低，这与降低二级缓存的成本这一目标是背道而驰的。此外，存储设备在出厂时其内部已经安装二级缓存、存储器等各个部件，用户想要增加额外的缓存，可能存储设备内部已经没有足够的空间安装。即使有空间，这个安装额外缓存的过程也比较复杂，普通用户难以实施。本专利技术实施例中，符号“/”是“或”的意思。本专利技术实施例可以临时增加二级缓存的存储空间，满足突发性需求，而且实施方便，对成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据缓存方法，应用于控制器中，所述控制器和存储设备连接，其特征在于，控制器包括一级缓存，所述存储设备包括二级缓与存储器，所述二级缓存用于存储一级缓存发往存储器的数据，所述方法包括：查询所述二级缓存对读请求的命中率；判断命中率是否低于扩容阈值，如果低于所述扩容阈值，从所述存储器中获取存储空间给所述二级缓存使用，其中，从所述存储器中获取的存储空间是新增存储空间；使用所述二级缓存中新增存储空间，缓存所述一级缓发送的存储数据。

【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：林宇，王宇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44