[发明专利]基于读和写响应时间要求的降级速率的调整

说明书

技术领域

本公开涉及用于基于读和写响应时间要求的降级(destage)速率调整的方法、系统以及制品。

背景技术

存储控制器可以控制可包括磁盘、磁带等的多个存储设备。高速缓存也可由存储控制器维护，其中，高速缓存可包括与诸如硬盘、磁带等某些其他存储设备相比可更快速地存取的高速储存器。然而，高速缓存的存储容量的总量与由存储控制器控制的诸如硬盘等某些其他存储设备的存储容量相比是相对小的。高速缓存可包括可以以不同方式彼此互操作的随机存取存储器(RAM)、非易失性存储设备(NVS)、读高速缓存、写高速缓存等中的一个或多个。NVS可包括电池备份随机存取存储器，并且可允许以高速度执行写操作。存储控制器可管理来自联网主机的对多个存储设备的输入/输出(I/O)请求。

由存储控制器实现的高速缓存技术帮助隐藏I/O等待时间。高速缓存可包括用来减少从低速存储器或设备读数据或向该低速存储器或设备写数据所需的有效时间的高速存储器或存储设备。高速缓存被用于从外部储存器进行的快速数据存取，以服务于读数据存取请求，并用以提供对已修改数据的缓存。写请求被写至高速缓存且然后被写(即，降级)至外部存储设备。

引入了用于允许快速写入的NVS。一般地，在不存在NVS的情况下，数据写可能必须被同时直接地写(即，降级)到存储设备以确保一致性、正确性以及持续性。否则，服务器的故障可造成存储在高速缓存中的数据丢失。一般地，主机写入的速率超过存储设备的速度，因此在没有NVS的情况下，到存储设备的数据传输速率可能是缓慢的。NVS使得能够实现到高速缓存的快速写入，其中，写入被镜像到并被安全地存储在NVS中，直至能够将写入传输到外部存储设备为止。数据稍后以异步方式从高速缓存被降级(并从NVS被丢弃)，因此隐藏存储设备的写等待时间。高速缓存和NVS通常存储意图用于多个存储设备的更新。为了确保用于写入的持续低等待时间，可能必须将NVS中的数据排空，从而确保始终存在用于即将来临的写入的某些空空间；否则，随后的写入可有效地变成同步的，其可负面地影响用于主机写入的响应时间。另一方面，如果写入被过于激进地排空，则写高速缓存的益处可能被完全利用，因为所利用的NVS高速缓存的平均量可能是低的。

任务控制块(TCB)是包含管理特定过程所需的信息的操作系统核心中的数据结构。存储控制器可通过使用TCB来管理数据移动而向存储设备和从存储设备、且向高速缓存(包括NVS)和从高速缓存(包括NVS)移动信息。当从主机计算机向存储控制器发布写请求时，可从操作系统代码分配TCB。该TCB被用来随着要写入的数据通过高速缓存被从主机计算机传递至辅助存储设备，而保持关于从开始到结束的写过程的信息。如果高速缓存是满的，则可使得TCB排队，直至能够使高速缓存中的现有数据降级(即，被写入辅助存储设备)以便释放空间。降级操作可涉及到信息从高速缓存到RAID等级(rank)的移动，并且可分配用于降级操作的降级TCB。

发明内容

提供了一种方法、系统以及计算机程序产品，其中包括高速缓存的存储控制器从主机接收命令，其中必须满足对应于用于执行命令的读和写响应时间的标准集合。存储控制器确定对应于被耦合到存储控制器的多个卷的第一类型的等级和第二类型的等级，其中该命令是相对于第一类型的等级来执行的。对应于第一类型的等级的降级速率被调整至小于对应于第二类型的等级的默认降级速率，其中满足对应于用于执行命令的读和写响应时间的标准集合。

在某些实施方式中，对应于第一类型的等级的已调整的降级速率允许使对第一类型的等级的I/O操作的速率最大化，服从满足用于执行命令的读和写响应时间。标准集合指定平均读响应时间将小于第一阈值，且预定百分比的读取将在小于第二阈值的时间内执行。该标准集合进一步指定平均写响应时间将小于第三阈值，每个写突发将在小于第四阈值的时间内完成，并且任何两个连续写突发之间的间隔大于第五阈值。

在其他实施方式中，通过仿真基准的执行来确定对应于第二类型的等级的已调整降级速率，其中仿真包括确定读峰值是否处于与高速缓存开始填充的I/O操作速率相比较低的I/O操作速率且新写入需要等待从高速缓存降级完成。响应于确定读峰值处于与高速缓存开始填充的I/O操作速率相比较低的I/O操作速率且新写入需要等待从高速缓存降级完成，减少降级任务控制块的数目以降低降级速率。另外，响应于确定读峰值并未处于与高速缓存开始填充的I/O操作速率相比较低的I/O操作速率且新写入需要等待从高速缓存降级完成，增加降级任务控制块的数目以增加降级速率。