[发明专利]基于闪存的加速器及包括该加速器的计算设备

说明书

本申请涉及基于闪存的加速器及包括该加速器的计算设备。提供了一种被配置为连接到包括CPU和系统存储器的主机的基于闪存的加速器。多个处理器执行从主机卸载的多个内核。存储器系统包括用于将每个内核的数据段映射到闪存存储器的第一存储器。监督者处理器基于第一消息，将由第一内核的数据段指向的第一存储器的区域映射到闪存存储器的区域，以允许第一数据在第一存储器的区域和闪存存储器的区域之间移动，第一消息根据由多个处理器中的第一处理器对第一内核的执行被传递。网络集成了闪存主干、存储器系统、多个处理器和监督者处理器。

相关申请的交叉引用

本申请要求分别于2017年9月6日和2018年4月20日向韩国知识产权局提交的第10-2017-0114029号和第10-2018-0046379号的韩国专利申请的优先权和权益，这两个专利申请的全部内容通过引用并入本文。

背景

(a)领域

所描述的技术涉及基于闪存的加速器及包括该加速器的计算设备。

(b)相关技术的描述

在过去几年中，异构计算在广泛的数据处理应用中经历了显著的性能改进。这通过结合许多不同的协处理器(诸如图形处理单元(GPU)和集成众核(MIC))是可能实现的。这些基于众核的加速器可以通过使用成百上千个硬件线程来处理从主机卸载的程序，而这些硬件线程又可以表现出比中央处理单元(CPU)好几个数量级的性能。

加速器可以处理比它们之前曾经处理的数据更多的数据，并且预期这样的数据的量将增加。然而，加速器采用大小与主存储器相比相对较小的内部存储器。因此，加速器使用与主机连接的非易失性存储器(例如固态盘(SSD))来处理大数据集。

然而，加速器和非易失性存储器彼此完全断开连接且由不同的软件栈管理。因此，在用户空间和内核空间之间存在很多冗余的存储器分配/释放和数据拷贝，以便从非易失性存储器读取数据或将数据写入非易失性存储器。另外，由于内核模块不能直接访问用户空间存储器，因此在内核空间和用户空间之间的存储器管理和数据拷贝开销是不可避免的。此外，内核模式和用户模式切换开销连同数据拷贝同样带来数据移动的长延迟。相比于加速器的性能，这些开销导致加速改进不明显。

概述

本发明的实施例提供了一种能够执行不同的内核的基于闪存的加速器和包括该加速器的计算设备。

根据本发明的实施例，提供了一种被配置为连接到包括CPU和系统存储器的主机的基于闪存的加速器。该基于闪存的加速器包括：闪存主干，其包括闪存存储器和闪存控制器；多个处理器，其执行从主机卸载的多个内核；存储器系统；监督者(supervisor)处理器；以及网络。存储器系统包括用于将每个内核的数据段映射到闪存存储器的第一存储器。监督者处理器基于第一消息，将由第一内核的数据段指向的第一存储器的区域映射到闪存存储器的区域，以允许第一数据在第一存储器的区域和闪存存储器的区域之间移动，所述第一消息根据由多个处理器中的第一处理器对第一内核的执行被传递的。网络集成了闪存主干、存储器系统、多个处理器和监督者处理器。

第一数据可以在第一存储器和闪存存储器之间移动，而无需主机的操作系统(OS)的帮助。

第一数据可以在第一存储器和闪存存储器之间移动，而不修改现有计算设备中使用的指令集架构。

监督者处理器可将指示闪存存储器的区域的存储器请求传递到闪存控制器，且闪存控制器可根据存储器请求在第一存储器的区域与闪存存储器的区域之间移动第一数据。

第一处理器可以通过存储器请求访问闪存主干，而不修改现有的加载/存储指令。