[发明专利]硬件加速型存储压缩

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2015年9月3日提交的题为“Hardware-Accelerated Storage Compression(硬件加速型存储压缩)”的待决临时专利申请No.62/213,839的权益，该临时专利申请已被转让给本申请受让人并由此通过援引全部明确纳入于此。

背景

I.公开领域

本公开的技术一般涉及存储介质压缩。

II.背景技术

移动通信设备在当前社会已变得越来越普遍。这些移动通信设备的盛行部分地是由目前在此类设备上实现的许多功能来推动的。此类设备中增强的处理能力意味着移动通信设备已经从纯粹的通信工具演变成复杂的移动多媒体中心，由此实现增强的用户体验。

移动通信设备依赖于存储设备来存储操作系统、系统参数、可执行程序，以及用户数据。此类存储设备可包括硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、通用闪存(UFS)、通用串行总线(USB)存储设备和/或嵌入式多媒体卡(eMMC)。

与移动通信设备的增强的处理能力并行的是，对数据存储容量的需求也已呈指数增长。结果，移动通信设备嵌入有能够存储几百千兆字节(GB)数据的存储设备并不是常见的。遗憾的是，增加的存储容量伴随着增加的成本和复杂度。如此，经常需要在移动通信设备中执行数据压缩以帮助节省嵌入式存储设备中的存储空间。遗憾的是，诸如基于软件的压缩系统和基于存储设备的压缩系统之类的常规压缩系统在性能、等待时间和可控性方面遇到了明显的问题。

公开概述

详细描述中所公开的各方面包括硬件加速型存储压缩。在一个方面，在将未经压缩数据块写入存储设备之前，存储控制器中所提供的硬件压缩加速器将未经压缩数据块压缩成经压缩数据块，并且将经压缩数据块分配给存储设备中的存储数据块。硬件压缩加速器接着生成经修改的逻辑块地址(LBA)以将未经压缩数据块链接到经压缩数据块。在另一方面，硬件压缩加速器基于对应的经修改的LBA来定位经压缩数据块，并且将经压缩数据块解压缩成未经压缩数据块。通过在存储控制器中执行硬件加速型存储压缩，降低与常规的基于软件的压缩系统相关联的处理开销并改进对常规的存储设备驱动的压缩系统的压缩控制是可能的。此外，硬件加速型存储压缩可帮助提高数据吞吐量并降低与数据压缩相关联的功耗。

应用可通过经由主机控制接口(HCI)向存储控制器发送写请求或读请求来将未经压缩数据块写入存储设备或从存储设备读取未经压缩数据块。写请求和读请求可被编码在现有HCI命令(诸如HCI嵌入式多媒体卡(eMMC)或HCI通用闪存存储(UFS)命令)中。

就此而言，在一个方面，提供了一种主机系统。该主机系统包括耦合至存储设备的存储控制器。该存储控制器包括硬件压缩加速器。该主机设备还包括控制系统，该控制系统被配置成向该存储控制器提供要将一个或多个未经压缩数据块写入该存储设备的写请求。该一个或多个未经压缩数据块中的每一者与相应的逻辑块地址(LBA)相关联。对于该一个或多个未经压缩数据块之中的每个未经压缩数据块，该硬件压缩加速器被配置成：将未经压缩数据块压缩成经压缩数据块；将该经压缩数据块分配给该存储设备中的存储数据块；以及生成经修改LBA以将该未经压缩数据块与该经压缩数据块相关，其中该经修改LBA包括压缩位映射。

在另一方面，提供了一种用于在硬件加速型压缩系统下将数据写入存储设备的方法。该方法包括提供要将一个或多个未经压缩数据块写入存储设备的写请求。该一个或多个未经压缩数据块中的每一者与相应的LBA相关联。对于该一个或多个未经压缩数据块之中的每个未经压缩数据块，该方法提供：将未经压缩数据块压缩成经压缩数据块；将该经压缩数据块分配给该存储设备中的存储数据块；以及生成经修改LBA以将该未经压缩数据块与该经压缩数据块相关，其中该经修改LBA包括压缩位映射。