使用直接数据路径架构来存储数据以降低能量消耗和改进性能制造技术

在一个实施例中，本发明专利技术包括一种方法，其用于得到与要从远程位置下载到计算装置的文件有关的文件信息，用于基于文件信息在目的地存储装置中创建至少一个空文件，并且向网络接口传递与空文件有关的块信息，以及在网络接口中接收文件的数据分组，并且按照块信息将数据分组的有效载荷从网络接口直接发送给目的地存储装置，同时计算装置的主机处理器处于低功率状态。其它实施例被描述和要求权利。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用直接数据路径架构来存储数据以降低能量消耗和改进性能
技术介绍
半导体加工和逻辑设计方面的进步允许在集成电路装置上可存在的逻辑数量的增加。因此，计算机系统配置从系统中的单个或多个集成电路演进到单独集成电路上的多个硬件线程、多个核、多个装置和/或完整系统。。另外，随着集成电路的密度已经增长，对计算系统(从嵌入式系统到服务器)的功率要求也迅速增加。此外，软件低效及其对硬件的要求也引起计算装置能量消耗的增加。实际上，一些研究表明，计算装置消耗一个国家、例如美利坚合众国的整个电力供应的相当大的百分比。因此，存在对关联集成电路的能量效率和保存的关键需要。这些需要将随着服务器、台式计算机、笔记本、超级本、平板、移动电话、处理器、嵌入式系统等变得更为普遍(从包含于典型计算机、汽车和电视机到生物技术)而增加。随着更多消费者采用诸如智能电话、平板计算机、移动计算机、便携媒体播放器等的便携和移动装置，对基于网络的内容和服务存在极大增长。示例包括电影下载、快速同步(例如便携媒体播放器音乐/电影同步)、基于云的存储等。这些使用模型通过普遍存在和更快的连通性以及诸如智能电话、平板和超级本之类的移动装置的增加计算能力来推动。移动装置上提供这些服务的一个缺点是大量媒体内容的连通性和传递能够消耗的功率消耗。上述服务以及许多其它服务的典型数据路径如下所述:对装置的进入数据在装置的源组件、例如网络接口控制器(NIC)中接收，并且传递给装置的宿(sink)组件、例如存储装置。这个数据路径涉及主机中央处理器(CPU)处置经过系统存储器从装置的一个组件到另一个组件的数据移动。按照典型装置架构和数据路径，主机CPU和系统存储器极大地涉及到从输入装置到输出装置的数据控制和移动中，这包括处置源组件与系统存储器之间、或者甚至内核空间与用户空间之间的数据的多个副本。这种开销引起高功率消耗并且降低性能。【附图说明】图1是按照本专利技术的一个实施例的系统的框图。图2是按照本专利技术的一个实施例的直接路径架构的应用视图的高级框图。图3是按照本专利技术的一个实施例的网络-存储直接数据传输的高级架构图示。图4是按照本专利技术的一个实施例、建立和执行直接数据传输的方法的流程图。图5是按照本专利技术的一个实施例的架构布置的框图。图6是按照本专利技术的一个实施例的SoC的的高级框图。图7是按照本专利技术的一个实施例的移动平台的软件架构的框图。图8是实施例能够与其配合使用的示例系统的框图。图9是按照本专利技术的一个实施例的网络的框图。【具体实施方式】实施例可提供所谓的“直接路径”架构，其能够实现快速和节省能量的数据传输路径，其中数据从源知识产权(IP)块直接传递给宿IP块，而无需涉及用于数据处理的CPU。虽然本专利技术的范围并不局限于这个方面，但是实施例可以可适用于芯片上系统(SoC)，其包括单个半导体管芯或者集成电路封装的多管芯上的多个单独IP代理器或块或者经过总线所连接并且可形成移动装置的处理系统的主干的多个分立组件。如本文所使用的术语“IP块”、“IP逻辑”或“IP代理器”用来表示多样化类型的硬件，包括通用处理器、固定功能单元、图形单元、媒体处理器、网络单元、存储单元等。数据传输路径的示例能够根据使用模型而改变，但是能够包括网络-存储、存储-网络、捕获装置(例如音频或视频装置)-编码器-网络或者音频或视频播出等等。在各个实施例中，数据传输架构可提供控制路径，以便由按照Intel架构(IA)指令集架构(ISA)的主机处理器、例如单核或多核处理器以及主机操作系统(OS)来处置，以建立硬件数据路径。然后，数据在SoC内部从源IP代理器直接传输到目的地IP代理器，而对传输无需CPU涉及。注意，在一些实施例中，CPU能够是SoC的一部分，或者能够附连在SoC的上游。类似地，目的地IP代理器能够直接在SoC内部，或者是耦合到SoC的分立装置。通过这样做，这种直接路径架构可显著改进性能并且降低平台/CPU功率。这通过下列步骤来实现:建立源与目的地装置之间的直接通信路径；对于不要求CPU处理的长期数据移动绕过CPU，同时对网络协议栈处理的控制方面、例如传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)控制保持所涉及的CPU。在各个实施例中，这种直接数据路径能够在没有对网络栈生态系统的任何变更的情况下实现，因为栈仍然没有改变地处理网络协议。相应地，对于例如从内容服务器所接收的进入通信等，也不存在对源侧的变更。在一些实施例中，源IP代理器与目的地IP代理器之间的这种直接存储器存取(DMA)能够平衡连接构造体(fabric)支持IP块的直接“组对”的能力，因此能够从源到目的地IP块对数据直接进行DMA。值得注意，虽然架构可在源IP与目的地IP块之间直接通信，但是一些实施例还可允许数据也经过多跳，以到达其最终目的地。例如，通信可经过中间IP块、例如安全IP块来干涉，以便对数据执行安全任务。实施例可经由按照本专利技术的一个实施例的直接路径架构，来实现吞吐量改进和显著能量节省。通过按照本专利技术的一个实施例的直接路径架构和方法，数据有效载荷不需要经过涉及主机CPU的系统存储器和存储器副本来经过多个DMA事务。该架构允许源IP块将数据直接发送给目的地IP块，而对这些源与宿块之间的数据移动无需CPU涉及，因而允许CPU及关联非核组件连同其它系统组件、例如系统存储器(其原本会沿它到最终目的地的路由来接收数据)一起停留在低功率状态。对于初始数据传输建立阶段期间的特定网络-存储使用模型，预先分配文件空间能够被创建并且传递给源逻辑。有效载荷的数据部分又将直接经DMA而进入目的地存储装置，从而显著降低开销。同时，仍然将分组控制报头发送给主机以供处理，以避免到源IP代理器的完全TCP卸载。在SoC中实现实施例时，可改进网络吞吐量性能，同时节省CPU循环以用于更增值的数据处理。实施例可特别适合于包括较低性能CPU的系统，因为CPU能够用于其它处理，从而实现更高吞吐量和更低能量消耗。改进的网络吞吐量实现更快存储装置的使用，从而实现较高速度的固态驱动器(SSD)装置。对于执行下载的典型客户端应用，进行读和写的组合，以通过套接字来接收文件并且将文件写出到盘。在各个实施例中，客户端应用而是能够直接路径感知的，使得它实现控制路径的建立，并且然后实现直接数据传输。经修改的客户端应用仍然执行与文件传输协议(FTP)相同的功能性，而没有引起服务器侧变更。虽然参照特定集成电路中、例如计算平台或处理器中的能量保存和能量效率来描述以下实施例，但是其它实施例可适用于其它类型的集成电路和逻辑装置。本文所述实施例的类似技术可适用于能够获益于更好的能量效率和能量保存的其它类型的电路或半导体装置。例如，所公开的实施例并不局限于任何特定类型的计算机系统，而是还可用于其它装置、例如手持装置、SoC和嵌入式应用中。手持装置的一些示例包括蜂窝电话、因特网协议装置、数码相机、个人数字助理(PDA)和手持PC。嵌入式应用通常包括微控制器、数字信号处理器(DSP)、网络计算机(NetPC)、机顶盒、网络集线器、广域网(WAN)交换机或者能够执行以下所述功能和操作的其它任何系统。此外，本文所述的设备、方法和系统并不局限于物理计算装置，而是还可涉及用于能量保存和效率的软件优化。如在以下描述中易本文档来自技高网...

【技术保护点】
至少一个计算机可访问媒体，包括指令，所述指令在被运行时使计算装置：得到与要从远程位置下载到计算装置的文件有关的文件信息；基于所述文件信息在所述计算装置的目的地存储装置中创建至少一个空文件，并且向所述计算装置的网络接口传递与所述至少一个空文件有关的块信息；以及在所述网络接口中接收所述文件的数据分组，并且按照所述块信息将所述数据分组的有效载荷从所述网络接口直接发送给所述目的地存储装置，同时所述计算装置的主机处理器处于低功率状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 US 13/3347291.至少一个计算机可访问媒体，包括指令，所述指令在被运行时使计算装置: 得到与要从远程位置下载到计算装置的文件有关的文件信息； 基于所述文件信息在所述计算装置的目的地存储装置中创建至少一个空文件，并且向所述计算装置的网络接口传递与所述至少一个空文件有关的块信息；以及 在所述网络接口中接收所述文件的数据分组，并且按照所述块信息将所述数据分组的有效载荷从所述网络接口直接发送给所述目的地存储装置，同时所述计算装置的主机处理器处于低功率状态。2.如权利要求1所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置将所述数据分组的控制报头转发到所述计算装置的所述主机处理器。3.如权利要求1所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置使用所述计算装置的文件系统来创建所述至少一个空文件。4.如权利要求1所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置将所述有效载荷 从所述网络接口提供给介于所述网络接口与所述目的地存储装置之间的所述计算装置的安全处理器。5.如权利要求1所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述文件包括音频信息，以及所述目的地存储装置包括所述计算装置的随机存取存储器(RAM)盘。6.如权利要求1所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置将所述有效载荷从所述网络接口直接发送给所述目的地存储装置，而无需中途将所述有效载荷存储在所述计算装置的系统存储器中。7.如权利要求6所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置在文件被下载到所述计算装置的同时将所述系统存储器保持在低功率状态。8.如权利要求1所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置在将所述有效载荷从所述网络接口直接发送给所述目的地存储装置的同时将所述计算装置的芯片上系统(SoC)的核域断电。9.如权利要求8所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置在将所述有效载荷从所述网络接口直接发送给所述目的地存储装置的同时向所述SoC的互连域和装置域供电，所述装置域包括所述网络接口。10.如权利要求9所述的至少一个计算机可访问媒体，其中，所述指令还使所述计算装置在所述网络接口接收所述文件的至少一些数据分组的同时向所述SoC的核域供电，并且在所述核域中执行与所述文件不相关的处理。11.一种芯片上系统(SoC),包括: 核域，包括独立运行指令的多个核； 互...

【专利技术属性】
技术研发人员：王任，C马焦科，TYC邰，A萨米，M维伊，A拉胡纳特，J基斯，S哈恩，R亚瓦特卡，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US