[发明专利]基于文件级启发式规则来执行缓存的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及高速缓存的领域，并且更具体地说涉及基于文件级启发式规则来执行缓存，但并不排除涉及其它内容。

背景技术

硬盘驱动器的性能已经显著地落后于中央处理单元的性能。同样地，到驱动器的输入/输出(I/O)数据传输仍然是计算机系统的最大的瓶颈之一。即使更快的驱动器(例如，固态驱动器)的出现减轻了该瓶颈，但是更快的驱动器的相对较高的成本还是阻碍了大规模采用更快的驱动器作为主存储设备。

为了减轻瓶颈的问题，非易失性存储器在系统中被用作硬盘驱动器的高速缓存。例如，硬盘驱动器的一些磁盘扇区或逻辑块地址(LBA)可以被缓存到非易失性存储器中，以使得中央处理器单元能够以比硬盘驱动器更快的访问速率来访问非易失性存储器中缓存的数据。

用于加速I/O数据传输的缓存方案主要基于LBA级访问模式或来自操作系统或用户的、用于锁定(pin)或解锁非易失性存储器中的LBA的具体指令。

附图说明

根据以下对所述主题的详细描述，本发明的实施例的特征和有点将变得显而易见，其中：

图1说明了根据本发明的一个实施例的、用于实现本文公开的方法的系统；

图2说明了根据本发明的一个实施例的、用于实现本文公开的方法的系统结构；

图3说明了根据本发明的一个实施例的操作系统中的模块的框图；

图4说明了根据本发明的一个实施例的操作系统(OS)中的模块的框图；

图5说明了根据本发明的一个实施例的将LBA映射到文件级信息的表；以及

图6说明了根据本发明的一个实施例的用于执行高速缓存策略的步骤的流程图。

具体实施方式

在说明书中提及的本发明的“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿说明书各处出现的短语“在一个实施例中”并不必然都是指同一实施例。

本发明的实施例提供了一种用于至少基于一个或多个文件级启发式规则(file-level heuristics)来执行高速缓存的方法和系统。在本发明的一个实施例中，高速缓存策略引擎将来自持久性存储介质的数据缓存到高速缓存设备中。高速缓存策略引擎接收存储介质的数据的I/O访问的文件级信息，并且至少基于所接收的文件级信息来将存储介质的数据缓存到高速缓存设备中或将其逐出高速缓存设备。在本发明的一个实施例中，通过使用关于与存储介质的数据相关联的文件和文件操作的信息，高速缓存策略引擎能够做出关于将从存储介质选择的数据缓存到高速缓存设备中还是将其逐出高速缓存设备的更好的决定。可以达到更高的高速缓存命中率，并且提高了使用高速缓存策略引擎的系统的性能。

存储介质可以包括但并不限于固态驱动器、硬盘驱动器、磁带驱动器、光盘(CD)、软盘、通用串行总线闪速存储器驱动器或任何其它形式的非易失性计算机数据存储介质。高速缓存设备包括，但并不限于非易失性介质、固态驱动器、NAND闪存、相变存储器或任何其它形式的非易失性计算机数据存储介质。

图1说明了根据本发明的一个实施例的用于实现本文公开的方法的系统100。系统100包括但并不限于台式计算机、膝上型计算机、笔记本电脑、上网本计算机、个人数字助(PDA)、服务器、工作站、蜂窝电话、移动计算设备、互联网装置或任何其它类型的计算设备。在另一个实施例中，用于实现本文公开的方法的系统100可以是片上系统(SOC)。

系统100包括存储器/图形控制器120和I/O控制器150。存储器/图形控制器120通常提供存储器和I/O管理功能以及可以由处理器110访问或使用的多个通用和/或专用寄存器、计时器等。可以使用一个或多个处理器或者使用多核处理器来实现处理器110。I/O控制器150具有根据本发明的实施例的高速缓存策略引擎152。高速缓存策略引擎(CPE)152便于在I/O控制器150、存储介质160和高速缓存设备170之间的I/O数据的访问。