有效率釋出序列輸入輸出串流的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域大致相關(guān)于電腦數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，特別是關(guān)于有效率地自一存儲控制器快取記憶體將序列輸入輸出串流釋出至存儲元件的一條紋區(qū)域的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，系藉由許多熟知的技術(shù)例如是包括寫回快取等數(shù)據(jù)快取技術(shù)來提升寫入效能。當(dāng)一存儲控制器自一主機(jī)電腦接收一寫入請求時，假如此寫入快取中尚有空間的話，此存儲控制器將寫入數(shù)據(jù)存入寫入快取，且會通知此主機(jī)電腦已完成此寫入請求。如此可以使得此主機(jī)電腦能夠繼續(xù)發(fā)出額外的讀取或是寫入請求。假如此寫入快取中并沒有空間的話，此存儲控制器則必須將寫入數(shù)據(jù)直接存入速度較慢的存儲元件中，如此會減緩寫入效能。
[0003]—旦將寫入數(shù)據(jù)存入寫入快取后，此存儲控制器會啟動不同的策略來決定在何時、選取哪些、及多少數(shù)目以將寫入數(shù)據(jù)移轉(zhuǎn)至存儲元件。與此移轉(zhuǎn)相關(guān)的這些行動通稱為自寫入快取釋出數(shù)據(jù)。釋出數(shù)據(jù)是很重要的因為其釋放出寫入快取內(nèi)的空間以自主機(jī)電腦接收新的寫入請求，且這些數(shù)據(jù)是以磁盤陣列(redundantarray of inexpensivedisk, RAID)的組態(tài)存儲于存儲元件中。磁盤陣列組態(tài)可以在單一存儲元件失效的事件中仍保留數(shù)據(jù)-且某些磁盤陣列組態(tài)-可以在多重存儲元件失效的事件中仍保留數(shù)據(jù)。因此需要提供一種有效率自一存儲控制器快取記憶體將寫入數(shù)據(jù)釋出至存儲元件的方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明系關(guān)于解決現(xiàn)有技術(shù)一些缺點(diǎn)的方案。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種有效率地自一存儲控制器釋出寫入數(shù)據(jù)至存儲元件的方法。此方法包含由該存儲控制器決定一快取元素應(yīng)該自該存儲控制器的一寫入快取記憶體移轉(zhuǎn)至該存儲元件。該快取元素為該寫入快取記憶體的一固定部分大小。此方法也包含由該存儲控制器計算出一臟水標(biāo)是在一臟水標(biāo)最大值之上，由該存儲控制器辨別一第一快取元素將自該寫入快取記憶體釋出至該存儲元件，將包含該第一快取元素的一第一數(shù)據(jù)容器自該寫入快取記憶體移轉(zhuǎn)至該存儲元件，及由該存儲控制器將一有效釋出計數(shù)增加。該臟水標(biāo)辨別在該寫入快取記憶體中的臟數(shù)據(jù)數(shù)目，且該臟數(shù)據(jù)是在該寫入快取記憶體中尚未被寫入該存儲元件內(nèi)的數(shù)據(jù)。該有效釋出計數(shù)是發(fā)至一虛擬磁盤中尚未被完成的主機(jī)寫入請求的一目前數(shù)目。該虛擬磁盤是包含一個或多個特定存儲元件的一磁盤陣列群組。此方法還包含假如該有效釋出計數(shù)是小于一有效釋出計數(shù)最大值的話，則由該存儲控制器重復(fù)該決定、計算、辨別、移轉(zhuǎn)和增加等動作。
[0005]于本發(fā)明另外的實(shí)施例中提供一種有效率地釋出寫入數(shù)據(jù)至存儲元件的存儲控制器。此存儲控制器包含一個處理器，以及一記憶體，與該處理器耦接。該記憶體包括一寫入快取記憶體，其包含復(fù)數(shù)個快取元素。該快取元素為該寫入快取記憶體的一固定部分大小。該存儲控制器決定一1決取元素應(yīng)該自該寫入快取記憶體移轉(zhuǎn)至該存儲元件，計算出一臟水標(biāo)是在一臟水標(biāo)最大值之上，辨別一第一快取元素自該寫入快取記憶體釋出至該存儲元件，將包含該第一快取元素的一第一數(shù)據(jù)容器自該寫入快取記憶體移轉(zhuǎn)至該存儲元件，將一有效釋出計數(shù)增加，以及重復(fù)該決定、計算、辨別、移轉(zhuǎn)和增加等動作，假如該有效釋出計數(shù)是小于一有效釋出計數(shù)最大值的話。該臟水標(biāo)辨別在該寫入快取記憶體中的臟數(shù)據(jù)數(shù)目，其中該臟數(shù)據(jù)是在該寫入快取記憶體中尚未被寫入該存儲元件內(nèi)的數(shù)據(jù)。該有效釋出計數(shù)是發(fā)至一虛擬磁盤中尚未被完成的主機(jī)寫入請求的一目前數(shù)目。該虛擬磁盤是包含一個或多個特定存儲元件的一磁盤陣列群組。
[0006]于本發(fā)明另外的實(shí)施例中提供一種有效率釋出寫入數(shù)據(jù)至存儲元件的系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含一個主機(jī)電腦，一存儲控制器，與該主機(jī)電腦親接，以及一虛擬磁盤其包括一個或多個存儲元件，與該存儲控制器耦接。此存儲控制器包含一個處理器，以及一記憶體，與該處理器耦接。該記憶體包括一寫入快取記憶體，其包含復(fù)數(shù)個快取元素。該快取元素為該寫入快取記憶體的一固定部分大小。該虛擬磁盤是包含一個或多個特定存儲元件的一磁盤陣列群組。該主機(jī)電腦傳送一寫入請求至該存儲控制器，為了響應(yīng)接收該寫入請求，該存儲控制器存儲該寫入請求所對應(yīng)的寫入數(shù)據(jù)至復(fù)數(shù)個快取元素中。該存儲控制器決定一快取元素應(yīng)該自該寫入快取記憶體移轉(zhuǎn)至該存儲元件，計算出一臟水標(biāo)是在一臟水標(biāo)最大值之上，辨別一第一快取元素自該寫入快取記憶體釋出至該存儲元件，將包含該第一快取元素的一第一數(shù)據(jù)容器自該寫入快取記憶體移轉(zhuǎn)至該存儲元件，將一有效釋出計數(shù)增加，以及重復(fù)該決定、計算、辨別、移轉(zhuǎn)和增加等動作，假如該有效釋出計數(shù)是小于一有效釋出計數(shù)最大值的話。該臟水標(biāo)辨別在該寫入快取記憶體中的臟數(shù)據(jù)數(shù)目，其中該臟數(shù)據(jù)是在該寫入快取記憶體中尚未被寫入該存儲元件內(nèi)的數(shù)據(jù)。該有效釋出計數(shù)是發(fā)至一虛擬磁盤中尚未被完成的主機(jī)寫入請求的一目前數(shù)目。
[0007]本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是可以藉由有效率地自一存儲控制器釋出寫入數(shù)據(jù)至存儲元件來改善一條紋虛擬磁盤的寫入效率。若是沒有使用有效率的方式將條紋釋出至一條紋區(qū)域，會發(fā)生以下兩種情況之一。一存儲控制器或許會太過度地自寫入數(shù)據(jù)快取記憶體復(fù)制數(shù)據(jù)至條紋區(qū)域，而導(dǎo)致大致上寫入數(shù)據(jù)快取記憶體的低度使用及造成其失去效果。或者是，一存儲控制器或許會太消極地自寫入數(shù)據(jù)快取記憶體復(fù)制數(shù)據(jù)至條紋區(qū)域，而導(dǎo)致寫入數(shù)據(jù)快取記憶體大致上都是滿的狀態(tài)。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)快取記憶體是滿的狀態(tài)時，存儲控制器必須暫緩新的寫入直到在此寫入數(shù)據(jù)快取記憶體有新的可用空間，或者是以寫過方式將此新的寫入數(shù)據(jù)直接寫入存儲元件內(nèi)。兩種方式都會造成效能低落的結(jié)果。
[0008]本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)釋出最大數(shù)量的可用寫入數(shù)據(jù)，其可以在寫入快取記憶體中釋放出最多空間以供主機(jī)電腦寫入數(shù)據(jù)。寫入快取記憶體中如此的最大可用空間，允許存儲控制器存儲較多的寫入請求以及在寫入快取記憶體中存儲較多的寫入請求。
[0009]本發(fā)明的又一個優(yōu)點(diǎn)是相較于現(xiàn)有技術(shù)必須依序檢查每一筆臟的快取元素可以允許更快速地搜尋可以釋出的較佳替代寫入數(shù)據(jù)。本發(fā)明利用數(shù)據(jù)容器的概念以迅速地辨別可用的滿條紋以供釋出。一般而言，數(shù)據(jù)容器的數(shù)目是遠(yuǎn)小于快取元素的，因為每一個數(shù)據(jù)容器中包含預(yù)設(shè)數(shù)目的快取元素。此外，釋出串流的數(shù)目也是遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)容器的，所以本發(fā)明所使用的搜尋釋出串流也是遠(yuǎn)快于搜尋數(shù)據(jù)容器或是快取元素。
[0010]本
【發(fā)明內(nèi)容】
說明章節(jié)目的并非在于定義本發(fā)明。本發(fā)明系由權(quán)利要求所定義。舉凡本發(fā)明的實(shí)施例、特征、目的及優(yōu)點(diǎn)等將可通過下列說明專利申請范圍及所附附圖獲得充分了解。
【附圖說明】
[0011]圖la繪示本發(fā)明第一實(shí)施例的非主機(jī)為基型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方塊圖。
[0012]圖lb繪示本發(fā)明第二實(shí)施例的非主機(jī)為基型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方塊圖。
[0013]圖lc繪示本發(fā)明第三實(shí)施例的非主機(jī)為基型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方塊圖。
[0014]圖2a繪示本發(fā)明第一實(shí)施例的主機(jī)為基型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方塊圖。
[0015]圖2b繪示本發(fā)明第二實(shí)施例的主機(jī)為基型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方塊圖。
[0016]圖2c繪示本發(fā)明第三實(shí)施例的主機(jī)為基型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方塊圖。
[0017]圖3繪示本發(fā)明一實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方塊圖。
[0018]圖4a顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一單一存儲元件條紋區(qū)域的方塊示意圖。
[0019]圖4b顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一多重存儲元件條紋區(qū)域的方塊示意圖。
[0020]圖5顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一寫入數(shù)據(jù)快取記憶體的數(shù)據(jù)流程的方塊示意圖。
[0021]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一 3+1磁盤陣列(RAID) 5條紋區(qū)域的一范例數(shù)據(jù)容器的示意圖。
[0022]圖7a顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一計算完整寫入百分比的流程圖。
[0023]圖7b顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的完整寫入百分比之一范例計算。
[0024]圖8顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一寫入數(shù)據(jù)流大數(shù)據(jù)的參數(shù)示意圖。
[0025]圖9a顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一數(shù)據(jù)流整體大數(shù)據(jù)的示意圖。
[0026]圖9b顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一數(shù)據(jù)流虛擬磁盤大數(shù)據(jù)的示意圖。
[0027]圖10顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一數(shù)據(jù)流大數(shù)據(jù)初始過程的流程圖。
[0028]圖11顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一串流釋放初始過程的流程圖。
[0029]圖12顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一主要流程的流程圖。
[0030]圖13顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一決定此目前快取元素是否能有效率地釋出的主要流程的流程圖。
[0031]圖14顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一辨別一較佳快取元素可以被釋出的主要流程的流程圖。
[0032]圖15顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一決定對應(yīng)虛擬磁盤的釋出串流梯度的主要流程的流程圖。
[0033]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0034]100數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)
[0035]104主機(jī)電腦
[0036]108、108a、108b 存儲控制器
[0037]112主機(jī)匯流排或是網(wǎng)絡(luò)
[0038]116^116a^ll6b 存儲元件
[0039]120存儲元件匯流排
[0040]124、132存儲子系統(tǒng)
[0041]128、136非主機(jī)為基型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)
[0042]140控制器間通訊鏈路
[0043]212主機(jī)匯流排轉(zhuǎn)接器
[0044]216^312中央處理器
[0045]220、316 記憶體
[0046]224應(yīng)用程序
[0047]308主機(jī)串流
[0048]320數(shù)據(jù)串流大數(shù)據(jù)
[0049]324讀取數(shù)據(jù)快取記憶體
[0050]328寫入數(shù)據(jù)快取記憶體
[0051]332主機(jī)輸入輸出寫入請求
[0052]340計時器
[0053]344存儲元件寫入
[0054]348虛擬磁盤
[0055]352快取元素
[0056]404 條紋 N
[0057]408 條紋 N+1
[0058]412 條紋 N+2
[0059]416 條紋 N+3
[0060]420 區(qū)塊 A
[0061]424 區(qū)塊 B
[0062]428 區(qū)塊 C
[0063]432 區(qū)塊 D
[0064]436 條紋 Μ
[0065]440 條紋 Μ+1
[0066]444 條紋 Μ+2
[0067]448 條紋 Μ+3
[0068]452 區(qū)塊 Ε
[0069]456 區(qū)塊 F
[0070]460 區(qū)塊 G
[0071]464 區(qū)塊 Η
[0072]468 區(qū)塊 I
[0073]472 區(qū)塊 J
[0074]476 區(qū)塊 Κ
[0075]480 區(qū)塊 L
[0076]484 區(qū)塊 Μ
[0077]488 區(qū)塊 Ν
[0078]492 區(qū)塊 0
[0079]496 區(qū)塊 Ρ
[0080]320寫入數(shù)據(jù)流大數(shù)據(jù)
[0081]328寫入數(shù)據(jù)快取記憶體
[0082]332主機(jī)輸入輸出寫入請求
[0083]344存儲元件寫入
[0084]352快取元素
[0085]504快取記憶體的空部分
[0086]508快取記憶體的臟部分
[0087]5