[发明专利]用于管理缓存接纳的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储，并且更具体地，涉及利用访问元数据管理缓存接纳。

背景技术

缓存装置可用于改进计算系统的输入/输出性能。缓存装置可以包括高性能存储装置，例如，易失性存储器、非易失性存储器(例如，闪存)等。通过选择性地接纳经常访问的数据，能够最有效地利用缓存装置。通过接纳不经常访问的数据，缓存能够“中毒”。这种不经常访问的数据可能占用缓存的有限容量而将更经常访问的数据排除在外，这可能消除缓存的性能优势。因此，需要一种用于管理缓存接纳的系统和方法，以通过基于一个或者多个缓存接纳标准选择性地接纳数据进入缓存来防止缓存中毒。

发明内容

本发明的一方面提供了一种管理非易失性存储装置的缓存的方法，该方法包括：利用由非易失性存储装置的存储层保持的索引将数据缓存到非易失性存储装置，索引将对应于后备存储器的逻辑地址空间的逻辑标识符与非易失性存储装置的物理存储位置相关联；保持访问元数据，访问元数据被配置以指示逻辑地址空间内的逻辑标识符的访问特性，包括对应于不被接纳到缓存中的数据的一个或多个逻辑标识符；响应于访问逻辑标识符的数据的请求，更新访问元数据中的对应于不被接纳到缓存中的数据的逻辑标识符的访问度量；以及响应于满足访问阈值的逻辑标识符的访问度量，接纳与逻辑标识符相关的数据进入缓存。

本发明的另一方面提供了一种管理接纳数据进入缓存的设备，该设备包括：非易失性存储装置的存储层，其用于保持与后备存储器有关的存储元数据，存储元数据包括将对应于后备存储器的逻辑地址空间的逻辑标识符与非易失性存储装置的物理存储位置相关联的索引；缓存层，其被配置为保持访问元数据以指示对逻辑地址空间内的逻辑标识符的访问请求，其中，缓存层响应于与不对应于被接纳到在非易失性存储装置上的缓存中的逻辑标识符有关的请求，更新访问元数据，以及缓存接纳模块，其被配置为确定访问元数据确定逻辑标识符的访问度量，并且响应于满足访问阈值的访问度量，接纳逻辑标识符的数据进入在非易失性存储装置上的缓存。

附图说明

为了更容易地理解本发明的优点，将通过参考附图中示出的特定实施例，对以上简要描述的本发明进行更具体的描述。需要理解的是，这些附图只描述了本发明的典型实施例，因此并不认为其限制本发明的范围，通过使用附图，将用附加的特征和细节描述和解释本发明，其中：

图1是包括非易失性存储装置的系统的框图；

图2是非易失性存储装置的一个实施例的框图；

图3是包括写入数据流水线和读取数据流水线的存储控制器的一个实施例的框图；

图4是包括虚拟存储层的系统的一个实施例的框图；

图5描述了正向索引的一个实施例；

图6描述了反向索引的一个实施例；

图7描述了非易失性存储装置的物理存储空间内的附加点的一个实施例；

图8描述了顺序的、基于日志的格式的一个例子；

图9A描述了缓存访问元数据的访问数据结构一个例子；

图9B描述了一组有序的缓存访问元数据的访问数据结构一个例子；

图10A描述了逻辑标识符和访问元数据之间的基于哈希的示例性映射；

图10B描述了逻辑标识符和访问元数据之间的基于范围的示例性映射；

图10C描述了逻辑标识符和访问元数据之间的示例性混合映射；

图11是管理缓存接纳的方法的一个实施例的流程图；

图12是管理缓存接纳的方法的另一个实施例的流程图；

图13描述了用于确定序列度量的数据访问的有序序列的一个例子；

图14是使用序列度量管理缓存接纳的方法的一个实施例的流程图；

图15A是描述动态接纳标准的一个例子的曲线图；

图15B是描述动态接纳标准的另一个例子的曲线图；

图15C是描述包括低价值接纳标准的动态接纳标准的另一个例子的曲线图；

图16是使用访问度量和序列度量管理缓存接纳的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式