应用统一缓存架构为非易失存储介质组装数据制造技术

本申请涉及存储技术，具体地，涉及应用统一缓存架构为非易失存储介质组装数据。本申请采用的技术方案是：将缓存单元关联到虚拟页；根据虚拟页提供的物理地址与缓存单元的索引，将从缓存单元获取的数据写入NVM芯片。

Using unified cache architecture to assemble data for non-volatile storage media

【技术实现步骤摘要】
应用统一缓存架构为非易失存储介质组装数据
本申请涉及存储技术，具体地，涉及应用统一缓存架构为非易失存储介质组装数据。
技术介绍
信息处理设备中频繁使用缓存，来临时存储数据，以匹配数据生产者与数据消费者之间的速度差异与波动。以存储设备为例，图1展示了存储设备的框图。存储设备102同主机相耦合，用于为主机提供存储能力。主机同固态存储设备102之间可通过多种方式相耦合，耦合方式包括但不限于通过例如SATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment，串行高级技术附件)、SCSI(SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口)、SAS(SerialAttachedSCSI，串行连接SCSI)、IDE(IntegratedDriveElectronics，集成驱动器电子)、USB(UniversalSerialBus，通用串行总线)、PCIE(PeripheralComponentInterconnectExpress,PCIe，高速外围组件互联)、NVMe(NVMExpress，高速非易失存储)、以太网、光纤通道、无线通信网络等连接主机与存储设备102。主机可以是能够通过上述方式同存储设备相通信的信息处理设备，例如，个人计算机、平板电脑、服务器、便携式计算机、网络交换机、路由器、蜂窝电话、个人数字助理等。存储设备102包括接口103、控制部件104、一个或多个NVM芯片105以及DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机访问存储器)110。NAND闪存、相变存储器、FeRAM(FerroelectricRAM，铁电存储器)、MRAM(MagneticRandomAccessMemory，磁阻存储器)、RRAM(ResistiveRandomAccessMemory，阻变存储器)、XPoint存储器等是常见的NVM。接口103可适配于通过例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太网、光纤通道等方式与主机交换数据。控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM110之间的数据传输，还用于存储管理、主机逻辑地址到闪存物理地址映射、擦除均衡、坏块管理等。控制部件104可通过软件、硬件、固件或其组合的多种方式实现，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmablegatearray，现场可编程门阵列)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，应用专用集成电路)或者其组合的形式。控制部件104也可以包括处理器或者控制器，在处理器或控制器中执行软件来操纵控制部件104的硬件来处理IO(Input/Output)命令。控制部件104还可以耦合到DRAM110，并可访问DRAM110的数据。在DRAM可存储FTL表和/或缓存的IO命令的数据。控制部件104包括闪存接口控制器(或称为介质接口控制器、闪存通道控制器)，闪存接口控制器耦合到NVM芯片105，并以遵循NVM芯片105的接口协议的方式向NVM芯片105发出命令，以操作NVM芯片105，并接收从NVM芯片105输出的命令执行结果。已知的NVM芯片接口协议包括“Toggle”、“ONFI”等。存储器目标(Target)是NAND闪存封装内的共享CE(,ChipEnable，芯片使能)信号的一个或多个逻辑单元(LUN，LogicUNit)。NAND闪存封装内可包括一个或多个管芯(Die)。典型地，逻辑单元对应于单一的管芯。逻辑单元可包括多个平面(Plane)。逻辑单元内的多个平面可以并行存取，而NAND闪存芯片内的多个逻辑单元可以彼此独立地执行命令和报告状态。存储介质上通常按页来存储和读取数据。而按块来擦除数据。块(也称物理块)包含多个页。块包含多个页。存储介质上的页(称为物理页)具有固定的尺寸，例如17664字节。物理页也可以具有其他的尺寸。在存储设备中，利用FTL(FlashTranslationLayer，闪存转换层)来维护从逻辑地址到物理地址的映射信息。逻辑地址构成了操作系统等上层软件所感知到的固态存储设备的存储空间。物理地址是用于访问固态存储设备的物理存储单元的地址。在相关技术中还可利用中间地址形态实施地址映射。例如将逻辑地址映射为中间地址，进而将中间地址进一步映射为物理地址。存储了从逻辑地址到物理地址的映射信息的表结构被称为FTL表。FTL表是固态存储设备中的重要元数据。通常FTL表的数据项记录了固态存储设备中以数据页为单位的地址映射关系。一些存储设备的FTL由存储设备所耦合的主机提供，由主机的存储器存储FTL表，主机的CPU执行软件提供FTL。还有一些被设置在主机与存储设备之间的存储管理装置提供FTL。为存储设备提供缓存，来提升存储设备的性能。例如，在中国专利申请201710219077.1、201710219096.4与201710219112.X中提供了用于固态存储设备的分布式缓存。缓存也可以由主机或存储管理装置提供。
技术实现思路
现有技术的电子设备的多个部件具有缓存，这增加了缓存的用量，增加了电子设备的成本与功耗。希望统一管理多个部件使用的缓存，提高缓存的利用率，并降低缓存的成本，提高电子设备的性能。根据本申请的第一方面，提供了根据本申请第一方面的第一应用缓存的方法，其中将缓存单元关联到虚拟页；根据虚拟页提供的物理地址与缓存单元的索引，将从缓存单元获取的数据写入NVM芯片。根据本申请的第一方面的第一应用缓存的方法，提供了根据本申请第一方面的第二应用缓存的方法，其中，同虚拟页相关联地记录缓存单元的索引，来将缓存单元关联到虚拟页。根据本申请的第一方面的第一或第二应用缓存的方法，提供了根据本申请第一方面的第三应用缓存的方法，其中，虚拟页表示一个或多个NVM芯片的一个或多个作为编程操作的最小单元的编程单元。根据本申请的第一方面的第三应用缓存的方法，提供了根据本申请第一方面的第四应用缓存的方法，其中，编程单元包括一个或多个数据帧，每个数据帧容纳一个缓存单元的数据。根据本申请的第一方面的第一至第四应用缓存的方法，提供了根据本申请第一方面的第五应用缓存的方法，其中，响应于一个或多个缓存单元承载了写入逻辑地址空间的小块的数据，将所述一个或多个缓存单元关联到虚拟页。根据本申请的第一方面的第一至第四应用缓存的方法，提供了根据本申请第一方面的第六应用缓存的方法，其中，响应于获取了一个或多个缓存单元的索引，将所述一个或多个缓存单元关联到虚拟页。根据本申请的第一方面的第一至第四应用缓存的方法，提供了根据本申请第一方面的第七应用缓存的方法，其中，响应于主机或用户的指示而将缓存单元关联到虚拟页。根据本申请的第一方面的第一至第七应用缓存的方法，提供了根据本申请第一方面的第八应用缓存的方法，其中，根据获取的缓存单元的数量与虚拟页的编程单元的空闲数据帧的关系，来匹配缓存单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用缓存的方法，包括：/n将缓存单元关联到虚拟页；/n根据虚拟页提供的物理地址与缓存单元的索引，将从缓存单元获取的数据写入NVM芯片。/n

【技术特征摘要】
20180930 CN 20181115458571.一种应用缓存的方法，包括：
将缓存单元关联到虚拟页；
根据虚拟页提供的物理地址与缓存单元的索引，将从缓存单元获取的数据写入NVM芯片。


2.如权利要求1所述的应用缓存的方法，根据获取的缓存单元的数量与虚拟页的编程单元的空闲数据帧的关系，来匹配缓存单元与虚拟页的空闲数据帧。


3.如权利要求1所述的应用缓存的方法，根据获取的缓存单元索引的数量，从虚拟页中选择能容纳获取的缓存单元数量的可用编程单元。


4.如权利要求2或3所述的应用缓存的方法，响应于统一缓存的被写入数据的缓存单元数量大于阈值，从虚拟页中选择未被填充的编程单元之一容纳缓存单元。


5.如权利要求2或3所述的应用缓存的方法，响应于统一缓存的被写入数据的缓存单元数量小于阈值，从虚拟页中选择已被部分填充的编程单元容纳缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉进，孙清涛，
申请(专利权)人：北京忆恒创源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11