使用优化的基于闪存的高速缓存存储器的方法和系统技术方案

技术编号:8131055 阅读:199 留言:0更新日期:2012-12-27 03:13
本发明专利技术的实施例涉及节制对闪存器件的访问。该闪存器件是包括该闪存器件和第二存储器器件的存储系统的部分。所述节制由闪存器件外部的逻辑进行,且包括响应于闪存器件的估计的剩余寿命来计算节制因子。确定该节制因子是否超出阈值。响应于确定该节制因子不超出该阈值,向闪存器件写入数据。响应于确定该节制因子超出该阈值,向第二存储器器件写入数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及存储器,且更具体地,涉及使用闪存器件作为高速缓存存储器。
技术介绍
闪存器件是可以在大块中电擦除和再编程的一类非易失性存储器件。闪存器件在由浮置栅极晶体管构造的存储器单元的阵列中存储信息。单电平单元(SLC)闪存器件在每个单元中存储一比特信息。多电平单元(MLC)闪存器件可以通过在多级电荷之间选择来施加到其单元的浮置栅极,使得每单元存储多于一比特。闪存器件具有有限寿命,因为它们仅可以支持有限次数的编程-擦除(P/E)循环。当今商业可得的闪存器件通常被保证在损耗开始影响存储的可靠性之前支持指定次数的P/E循环。使用闪存器件作为动态随机存取存储器(DRAM)和/或硬盘(HDD)的替换或补充正日益吸引人,因为闪存的成本降低,且闪存的性能增加。从成本角度,闪存当前大约比传统DRAM便宜十倍。闪存的较低成本允许存储大得多的数据组,而不相应增加存储器的成本。从性能角度,当今闪存当前具有比传统机械盘高大约两倍量级的随机读取吞吐量。使用闪存器件用于高速缓存存储器的一个缺点是闪存器件具有有限寿命,且可能不理想地存储经历大量更新的数据
技术实现思路
一个实施例是包括节制对闪存器件的访问的方法。该闪存器件是包括该闪存器件和第二存储器器件的存储系统的部分。所述节制由闪存器件外部的逻辑进行,且包括响应于闪存器件的估计的剩余寿命来计算节制因子。确定该节制因子是否超出阈值。响应于确定该节制因子不超出该阈值,向闪存器件写入数据。响应于确定该节制因子超出该阈值,向第二存储器器件写入数据。 另一实施例是包括存储器和存储器控制器的一种系统。该存储器包括闪存器件和第二存储器器件。所述存储器控制器耦合于所述闪存,且被配置以响应于闪存器件的估计的剩余寿命来计算节制因子。所述存储器控制器还被配置以确定该节制因子是否超出阈值。响应于确定该节制因子不超出该阈值,向闪存器件写入数据,且响应于确定该节制因子超出该阈值,向第二存储器器件写入数据。另一实施例是一种计算机程序产品,其包括具有其中实现的计算机只读程序代码的计算机可读存储介质。计算机可读程序代码包括被配置用于节制对闪存器件的访问的计算机可读程序代码。该闪存器件是包括该闪存器件和第二存储器器件的存储系统的部分。所述介质由闪存器件外部的逻辑进行。所述节制包括响应于闪存器件的估计的剩余寿命,计算节制因子;确定该节制因子是否超出阈值。响应于确定该节制因子不超出该阈值,向闪存器件写入数据。响应于确定该节制因子超出该阈值,向第二存储器器件写入数据。另一个实施例是包括节制对闪存器件的访问的方法。该闪存器件是包括该闪存器件和第二存储器器件的存储系统的部分。所述介质由闪存器件外部的逻辑进行。所述节制包括响应于闪存器件的估计的剩余寿命,计算寿命节制因子。另外,计算响应于闪存器件的估计的最大吞吐量的吞吐量节制因子,以及响应于寿命节制因子和吞吐量节制因子的最大节制因子。确定该最大节制因子是否超出阈值。响应于确定所述最大节制因子超出所述阈值,进行数据大小节制、预取窗口大小节制和使用节制中的至少一个。响应于所述节制,向所述闪存器件和所述第二存储器器件中的至少一个写数据。另一实施例是一种计算机程序产品,其包括具有其中实现的计算机只读程序代码的计算机可读存储介质。计算机可读程序代码包括被配置用于节制对闪存器件的访问的计算机可读程序代码。该闪存器件是包括该闪存器件和第二存储器器件的存储系统的部分。所述介质由闪存器件外部的逻辑进行。所述节制包括响应于闪存器件的估计的剩余寿命,计算寿命节制因子。也计算响应于闪存器件的估计的最大吞吐量的吞吐量节制因子,以及响应于寿命节制因子和吞吐量节制因子的最大节制因子。确定该最大节制因子是否超出阈值。响应于确定所述最大节制因子超出所述阈值,进行数据大小节制、预取窗口大小节制和使用节制中的至少一个。响应于所述节制,向所述闪存器件和所述第二存储器器件中的至少一个写数据。 通过本专利技术的技术实现其他特征和优点。在此详细描述本专利技术的其他实施例和方面,且将其考虑为要求保护的本专利技术的部分。为了便于理解具有优点和特征的本专利技术,参考说明书和附图。附图说明具体指出视为本专利技术的主题,且在本说明书的结尾的权利要求书中清楚地要求保护。从结合所附附图进行的以下详细描述,本专利技术的前述和其他特征和优点将变得更明显,其中图I图示根据实施例的用于提供快闪高速缓存存储器的系统的方框图;图2是根据实施例的用于节制向快闪高速缓存存储器写入数据的速率的处理流程;图3是根据实施例的用于基于数据大小来节制向快闪高速缓存存储器写入数据的速率的处理流程;图4是根据实施例的用于基于预取窗口大小来节制向快闪高速缓存存储器写入数据的速率的处理流程;以及图5是根据实施例的用于基于数据使用来节制向快闪高速缓存存储器写入数据的速率的处理流程。具体实施例方式一个实施例使用闪存作为在动态随机存取存储器(DRAM)和硬盘(HDD)存储器之间的第二级高速缓存。控制并由位于存储器控制器中的逻辑来节制对快闪高速缓存存储器的访问。基于正被存储的数据的特征(例如,数据访问是否是顺序的或随机的、数据的大小)来节制对快闪高速缓存存储器的访问。在一个实施例中,当检测特定数据特征时,完全避开对快闪高速缓存的访问。通过基于数据特征来节制在存储器控制器级的数据,可以使用闪存器件作为第二级高速缓存,同时仍然保证将维持闪存器件的声称的寿命。在一个实施例中,诸如图I所示的实施例,使用快闪高速缓存存储器106作为DRAM高速缓存存储器104和盘108之间的第二级高速缓存。使用位于存储器控制器中的逻辑来确定在哪里存储数据(例如,到快闪高速缓存存储器106、DRAM高速缓存存储器104和/或盘108)且跟踪先前存储的数据的位置。可以使用快闪高速缓存存储器106作为读取高速缓存和/或写入高速缓存。当用作读取高速缓存时,在从盘108返回数据到DRAM高速缓存存储器104时和/或在当DRAM高速缓存存储器104逐出未修改数据时的稍后时间,快闪高速缓存存储器106被装入数据。对于修改的数据,DRAM高速缓存存储器104 (例如被用作写入高速缓存)具有将数据降级(de-staging)到快闪高速缓存存储器106中而不到盘108中的选择。当以该方式使用时,除了吸收过写入,快闪高速缓存存储器106 (例如用作写入高速缓存)累积大量写入,其可以稍后以高效方式被归类并降级到盘108。在图I所示的系统的实施例中,该数据通过DRAM高速缓存存储器104流动,且快闪高速缓存存储器106的使用可选。这允许在存储器控制器102中的逻辑节制被发送到快 闪高速缓存存储器106的数据的量和类型。闪存器件是可以通过在此描述的示例实施例实现的受限寿命存储器器件的一个例子。其他受限寿命存储器器件,诸如、但不限于还可以由示例实施例来实现相变存储器(PCM)和其他存储类存储器(SCM)。基于传统DRAM的高速缓存算法主要关心最大化高速缓存的击中率(或最小化失误率),以便减少对底层盘的引用的数量。例如,最近最少使用(LRU)算法利用工作负荷中的时间位置来首先取出最老的未引用数据块。LRU算法已经被成功使用来减少读取和写入两者的失败的数量。类似地,数据预取是通过利用工作负荷中的空间位置来改善读取的击中率的另一技术。但是,仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法,包括:节制对闪存器件的访问,该闪存器件是包括闪存器件和第二存储器器件的存储器系统的一部分,所述节制通过闪存器件外部的逻辑进行,所述节制包括:响应于闪存器件的估计的剩余寿命,计算节制因子;确定该节制因子是否超出阈值;响应于确定该节制因子不超出该阈值,向闪存器件写入数据;以及响应于确定该节制因子超出该阈值,向第二存储器器件写入数据。

【技术特征摘要】
2011.05.20 US 13/112,8941.一种方法,包括 节制对闪存器件的访问,该闪存器件是包括闪存器件和第二存储器器件的存储器系统的一部分,所述节制通过闪存器件外部的逻辑进行,所述节制包括 响应于闪存器件的估计的剩余寿命,计算节制因子; 确定该节制因子是否超出阈值; 响应于确定该节制因子不超出该阈值,向闪存器件写入数据;以及 响应于确定该节制因子超出该阈值,向第二存储器器件写入数据。2.根据权利要求I的方法,其中,所述计算节制因子进一步响应于该数据的特征。3.根据权利要求2的方法,其中,所述特征是该数据的大小。4.根据权利要求I的方法,其中,所述计算节制因子进一步响应于所述闪存器件的估计的最大吞吐量。5.根据权利要求I的方法,其中,所述闪存器件包括高速缓存存储器。6.根据权利要求I的方法,其中,所述第二存储器器件是硬盘驱动器。7.一种系统,包括 存储器,包括闪存器件和第二存储器器件;以及 耦合于所述闪存器件的存储器控制器,所述存储器控制器被配置以 响应于所述闪存器件的估计的剩余寿命,计算节制因子; 确定该节制因子是否超出阈值; 响应于确定该节制因子不超出该阈值,向闪存器件写入数据;以及 响应于确定该节制因子超出该阈值,向第二存储器器件写入数据。8.根据权利要求7的系统,其中,所述计算节制因子进一步响应于该数据的特征。9.根据权利要求7的系统,其中,所述计算节制因子进一步响应于所述闪存器件的估计的最大吞吐量。10.根据权利要求7的系统,其中,所述闪存器件包括高速缓存存储器。11.根据权利要求7的系统,其中,所述第二存储器器件包括硬盘驱动器。12.根据权利要求7的系统,其中,所述特征是该数据的大小。13.—种方法,包括 节制对闪存器件的访问,该闪存器件是包括闪存器件和第二存储器器件的存储器系统的一部分,所述节制通过闪存器件外部的逻辑进行,所述节制包括 响应于闪存器件的估计的剩余寿命,计算寿命节制因子; 响应于闪存器件的估计的最大吞吐量,计算吞吐量节制因子; 响应于所述寿命节制因子和所述吞吐量节制因子来计算最大节制因...

【专利技术属性】
技术研发人员:WA贝洛米尼BS吉尔JL哈夫纳SR赫兹勒A尼特赞E罗特姆VG纳亚E施穆里DF史密斯
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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