用于非易失性存储器中不同数据类型的基于日志的存储制造技术

本文公开的说明性实施例是一种设备，其包含具有编程指令的处理器，所述编程指令将具有混合删除特征的数据顺序地写入中间存储装置中的第一物理擦除块(PEB)的多个数据条目。具有所述混合删除特征的所述数据包含具有第一删除特征的第一数据。所述处理器具有编程指令，所述编程指令在日志中维护多个元数据条目中的元数据。所述元数据对应于具有所述混合删除特征的所述数据。所述处理器具有编程指令，所述编程指令使用所述日志标识具有所述第一删除特征的所述第一数据，并将具有所述第一删除特征的所述第一数据撤出到主存储器中的第二PEB。

【技术实现步骤摘要】
用于非易失性存储器中不同数据类型的基于日志的存储
技术介绍
在非易失性存储器系统中，文件系统可以控制如何通过与快闪转换层的交互来存储和检索来自多个日志文件系统的数据。在某些实施例中，由于硬件限制，文件系统可以与快闪转换层交互以将来自多个日志文件系统日志的数据写入单个物理擦除块。
技术实现思路
在各种实施例中，本公开涉及非易失性存储器，且更具体地，涉及分离具有不同数据类型的混合数据。本文公开的说明性实施例是一种设备，其包含具有编程指令的处理器，所述编程指令将具有混合删除特征的数据顺序地写入中间存储装置中的第一物理擦除块(PEB)的多个数据条目。具有所述混合删除特征的所述数据包含具有第一删除特征的第一数据。所述处理器具有编程指令，所述编程指令在日志中维护多个元数据条目中的元数据。所述元数据对应于具有所述混合删除特征的所述数据。所述处理器具有编程指令，所述编程指令使用所述日志标识具有所述第一删除特征的所述第一数据，并将具有所述第一删除特征的所述第一数据撤出到主存储器中的第二PEB。本文公开的另一说明性实施例是一种系统，其包含主机日志历史(HLH)日志和耦合到所述HLH日志的控制器。所述控制器将具有混合删除特征的数据顺序地写入中间存储装置中的第一物理擦除块(PEB)的多个数据条目。具有所述混合删除特征的所述数据包含具有第一删除特征的第一数据。所述控制器在所述HLH日志中维护多个元数据条目中的元数据。所述元数据对应于具有所述混合删除特征的所述数据。所述控制器使用所述HLH日志标识具有所述第一删除特征的所述第一数据，并且将具有所述第一删除特征的所述第一数据撤出到主存储器中的第二PEB。本文公开的另一说明性实施例是一种方法，其包含由控制器将具有混合删除特征的数据顺序地写入中间存储装置中的第一物理擦除块(PEB)的多个数据条目。具有所述混合删除特征的所述数据包含具有第一删除特征的第一数据。所述方法包含由所述控制器在日志中维护多个元数据条目中的元数据。所述元数据对应于具有所述混合删除特征的所述数据。所述方法包含由所述控制器并且使用所述日志标识具有所述第一删除特征的所述第一数据；以及由所述控制器将具有所述第一删除特征的所述第一数据撤出到主存储器中的第二PEB。附图说明图1描绘了根据一些实施例的逻辑地址空间以及例如在日志结构化文件系统中所见的顺序的、基于日志的、仅附加的写入结构的一个实施例。图2描绘了根据一些实施例的用于分离具有不同数据类型的混合数据的系统。图3A描绘了根据一些实施例的元数据条目。图3B描绘了根据一些实施例的级联的元数据条目。图4描绘了根据一些实施例的在排出候选项的选择期间HLH高速缓存的示例实施例。图5描绘了根据一些实施例的用于分离具有不同数据类型的数据的过程的示例流程图。具体实施方式在以下详细描述中参考附图，附图形成本文的一部分。在图中，除非上下文另外指出，否则相似的符号通常标识相似的组件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以作出其它改动。容易理解的是，如本文一般描述的并且在附图中示出的本公开的方面可以以各种不同的构造来布置、替换、组合和设计，所有这些都是明确预期的并且构成本公开的一部分。多日志文件系统管理多个日志文件系统(LFS)日志，以分离具有不同数据类型的数据。快闪存储装置与多日志文件系统介接，以存储若干LFS日志的数据。在移动和嵌入式存储片段中，由于资源限制，在快闪存储装置的快闪转换层(FTL)中每个LFS日志中都有打开的物理擦除块(PEB)是不切实际的。因此，在一些实施例中，所有LFS日志被写入单个打开的PEB中，并且对应的数据被混合在物理介质中。在一个PEB中混合多个LFS日志会增加PEB中逻辑顺序数据的碎片。碎片的第一个影响归因于高速缓存效率。当将日志中的数据顺序地写入PEB时，可以使用给定的压缩率压缩PEB中数据的逻辑到物理(L2P)映射，并将其高速缓存到RAM。通过RAM中可存取的L2P服务多个读取请求可以提高读取性能。但是，碎片会降低压缩率和将L2P高速缓存在RAM中的效率，进而对总体读取性能产生负面影响。碎片的第二个影响归因于FTL数据路径(DP)管道效率。DP包含并行地执行顺序读取的N个裸片。然而，当数据在物理上不连续时，并不会使用所有裸片。将所有日志混合在单个块中会导致数据在逻辑上不连续，因此在物理上也不连续，从而导致顺序读取性能下降。混合若干LFS日志会增加多个物理块中丢弃的数据的数量。多个物理块中丢弃数据的增加导致FTL元数据更新过多，并通过FTL垃圾收集(GC)多次重定位有效数据。过多的元数据更新和重定位会增加写入放大并降低快闪装置的性能。所需要的是一种系统和方法，所述系统和方法可以在资源约束下操作以分离若干LFS日志的不同数据类型，并将每种数据类型的数据存储在专用存储装置中，以确保逻辑上连续的数据在物理上也连续。在本文描述的本公开的实施例中，示出了用于分离不同数据类型的数据的系统和方法。在一个实施例中，系统跟踪具有主机日志历史(HLH)日志中的元数据条目的数据。在一个实施例中，HLH日志的一部分被高速缓存到RAM中以便更快地读取。在一个实施例中，系统基于在元数据条目中标识的数据类型来选择要撤出到主存储器的日志候选项。在一个实施例中，系统使用“最大优先”撤出策略将具有共同数据类型的多个数据条目撤出到分配给所述数据类型的物理擦除块。在本公开的一些实施例中，系统改进了LFS日志的空间局部性。因此，当逻辑上连续的数据也在物理上连续时，所述系统和方法因更好的L2P高速缓存压缩率和FTLDP管道的更好利用率而提高性能。在一些实施例中，系统减少了FTLGC动作中的写入放大。在某些实施例中，本文所使用的文件系统可以指控制如何通过与快闪转换层(FTL)的交互来存储和检索数据或数据单元的系统。如本文所描述，数据可以指已被编码以便可存储在计算机可读介质中的信息。此外，文件系统可以管理文件并对文件执行操作。在某些实施方案中，文件系统是指逻辑文件系统，其中文件系统负责存储器与用户应用程序之间的文件和文件级操作。此外，文件系统可以将请求的操作传递给快闪转换层以进行处理。在至少一个实施方案中，文件系统可以是日志结构化文件系统。如本文所使用，快闪转换层(FTL)可以指控制快闪存储器以使线性快闪存储器像磁盘驱动器一样出现在文件或操作系统中的驱动器或控制器。为了使快闪存储器表现为磁盘驱动器，FTL可能从快闪存储器的较大擦除块中创建“虚拟”小数据块。另外，FTL可以管理快闪存储器上的数据，使得当被管理的数据实际上存储在快闪存储器中的不同位置时，快闪存储器表现为“在适当位置写入”。此外，FTL可以管理快闪存储器，因此有清理/擦除的位置可以存储数据。图1描绘了逻辑地址空间120以及例如在日志结构化文件系统中所见的顺序的、基于日志的、仅附加的写入结构140的一个实施例。在所描绘的实施例中，非易失本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其包括具有编程指令的处理器，所述编程指令：/n将具有混合删除特征的数据顺序地写入中间存储装置中的第一物理擦除块(PEB)的多个数据条目，其中具有所述混合删除特征的所述数据包含具有第一删除特征的第一数据；/n在日志中维护多个元数据条目中的元数据，其中所述元数据对应于具有所述混合删除特征的所述数据；/n使用所述日志标识具有所述第一删除特征的所述第一数据；以及/n将具有所述第一删除特征的所述第一数据撤出到主存储器中的第二PEB。/n

【技术特征摘要】
20190628 US 16/457,2981.一种设备，其包括具有编程指令的处理器，所述编程指令：
将具有混合删除特征的数据顺序地写入中间存储装置中的第一物理擦除块(PEB)的多个数据条目，其中具有所述混合删除特征的所述数据包含具有第一删除特征的第一数据；
在日志中维护多个元数据条目中的元数据，其中所述元数据对应于具有所述混合删除特征的所述数据；
使用所述日志标识具有所述第一删除特征的所述第一数据；以及
将具有所述第一删除特征的所述第一数据撤出到主存储器中的第二PEB。


2.根据权利要求1所述的设备，所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令：
维护标识不同删除特征的多个日志标识符(ID)；
选择所述多个日志ID中的第一日志ID，其中所述第一日志ID标识与所述第一数据相对应的所述第一删除特征；
确定所述第二PEB是打开的，并被分配具有所述第一删除特征的任何数据；以及
将所述第一数据写入所述第二PEB。


3.根据权利要求2所述的设备，所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令：
从最早的有效元数据条目起始扫描所述多个元数据条目的窗口；以及
响应于所述第一日志ID与所述多个元数据条目的所述窗口中的最大数量的元数据条目相对应，选择所述第一日志ID。


4.根据权利要求3所述的设备，所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令响应于撤出与所述最早的有效元数据条目相对应的数据而移动所述窗口，使得所述窗口以下一个最早的有效元数据条目起始。


5.根据权利要求3所述的设备，所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令：
确定撤出了与所述第一日志ID相对应的一些数据；
确定所述第二PEB是关闭的；
标识主存储器中打开的第三PEB；
选择第二日志ID，其中所述第二日志ID标识第二删除特征，所述第二删除特征与第二数据相对应且与所述多个元数据条目的所述窗口中的更新后的最大数量的元数据条目相对应；以及
将所述第二数据写入所述第三PEB。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个元数据条目包含第一元数据条目和与所述第一元数据条目相邻的第二元数据条目，其中所述处理器还具有另外的编程指令，所述编程指令：
确定所述第一元数据条目和所述第二元数据条目具有相同的删除特征；以及
级联所述第一元数据条目和所述第二元数据条目。


7.根据权利要求1所述的设备，其中所述日志包含快闪存储器中的第一日志和随机存取存储器(RAM)中的第二日志，其中所述多个元数据条目包含所述快闪存储器中的多个第一元数据条目和所述RAM中的多个第二元数据条目，其中所述元数据包含第一元数据和第二元数据，其中所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令：
将所述元数据写入所述第一个元数据条目；以及
将所述第一元数据写入所述第二元数据条目。


8.根据权利要求7所述的设备，其中具有混合删除特征的所述数据包含与所述第一元数据相对应的第二数据，其中所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令：
撤出与所述第一元数据相对应的所述第二数据；以及
将所述第二元数据写入所述第二元数据条目。


9.根据权利要求1所述的设备，所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令：
确定所述第一PEB的所述多个数据条目的第一部分被撤出到所述主存储器；以及
擦除所述第一PEB。


10.根据权利要求9所述的设备，所述处理器具有另外的编程指令，所述编程指令维护包含写入输入/输出(I/O)类型标识符的多个I/O类型标识符，其中所述第一PEB的所述多个数据条目的所述第一部分对应于所述写入I/O类型标识符。


11.一种系统，其包括：
主机日志历史(HLH)日志；以及
耦合到所述HLH日志的控制器，其中所述控制器：
将具有混合删除特征的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·扎伊德曼，Y·哈列维，J·G·哈恩，A·阿哈罗诺夫，Y·马库斯，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US