[发明专利]提高存储系统中选定卷的高速缓存命中率

说明书

公开了一种用于在使用同步I/O时提高选定卷的高速缓存命中率的方法。在一个实施例中，这样的方法包括在高速缓存中建立来自非优选存储区域的非优选存储元素的第一集合。所述方法进一步在高速缓存中建立来自优选存储区域的优选存储元素的第二集合。该方法计算非优选存储元素在逐出之前驻留在高速缓存中的预期寿命。该方法还执行高速缓存的逐出策略，其中，优选存储元素被保持在高速缓存中的时间比非优选存储元素的预期寿命更长。还公开了相应的系统和计算机程序产品。

技术领域

本发明涉及用于提高存储系统内的选定卷的高速缓存命中率的系统和方法。

背景技术

当应用执行I/O请求时，可能要执行若干过程才能完成请求。这些过程影响I/O等待时间，I/O等待时间可能是应用响应时间的重要部分。zHyperLink是被设计为通过在主机系统和存储系统之间提供快速、可靠和直接的通信路径来减少I/O等待时间的技术。这是通过在z/OS主机系统和存储系统上安装zHyperLink适配器并且使用zHyperLink电缆将部件连接在一起而实现的。此配置在主机系统与存储系统之间产生点对点连接，与zHigh-Performance(zHPF)相比，其将I/O响应时间减少多达10倍。通过使用同步I/O请求来实现这样的低响应时间，同步I/O请求减少了某些功能(诸如I/O中断和z/OS调度操作)所需的时间量。

使用诸如zHPF的技术可用的标准I/O处理需要I/O操作以执行一系列耗时任务，诸如z/OS分派、中断处理、CPU排队和L1/L2处理器高速缓存重新加载。这些任务和I/O处理所需的其他任务可使得I/O响应时间与在虚拟存储器内传送数据相比相对较长，其中响应时间为130+微秒加上中断处理和CPU分派时间。

通常，使用zHyperLink或同步I/O，当执行同步I/O操作时，主机系统上的CPU等待或“旋转”，直到I/O完成或达到超时值。zHyperLink可以显著减少完成I/O所需的时间，因为不再需要分派、中断处理、CPU队列时间和CPU高速缓存重新加载活动。这节省了与正常I/O操作中涉及的两个上下文交换相关联的处理器时间，使线程休眠并然后重新调度它，以及执行I/O中断。

为了实现与同步I/O(例如，zHyperLink)相关联的改进的I/O响应时间，用于处理I/O的代码路径需要被高度优化。延迟同步I/O操作(例如，高速缓存未命中)的任何条件可导致向主机系统返回通知，且使用较慢通信路径(例如，zHPF)来重试所述操作。同步I/O仅在微代码能在非常短的时间量(诸如10-30微秒)内完成同步I/O操作时才成功。如果同步I/O操作在该时间量内不能完成，则同步I/O操作可能失败并且主机系统可能需要在诸如FICON的非最优路径上重试操作。

鉴于上述内容，所需要的是当使用诸如zHyperLink之类的同步I/O技术时提高选定卷的高速缓存命中率的系统和方法。这样的系统和方法将理想地减少或防止可能阻碍执行同步I/O操作的延迟。

发明内容

响应于现有技术水平，具体地，响应于当前可用的系统和方法尚未完全解决的本领域中的问题和需要，开发了本发明。相应地，开发用以在使用同步I/O过程时提高选定卷的高速缓存命中率的系统和方法。本发明的特征和优点将从以下描述和所附权利要求书中变得更加清楚，或者可以通过如下文所述的本发明的实践来学习。

与前述一致，公开了一种用于在使用同步I/O时提高选定卷的高速缓存命中率的方法。在一个实施例中，这样的方法包括在高速缓存中建立来自非优选存储区域的非优选存储元素的第一集合。所述方法进一步在所述高速缓存中建立来自优选存储区域的优选存储元素的第二集合。该方法计算非优选存储元素在逐出之前驻留在高速缓存中的预期寿命。该方法还执行高速缓存的逐出策略，其中，优选存储元素被保持在高速缓存中的时间达非优选存储元素的预期寿命的至少某个倍数。在某些实施例中，该方法通过从第一集合中的最近最常使用的非优选存储元素的时间戳中减去第一集合中的最近最少使用的非优选存储元素的时间戳来计算预期寿命。所公开的方法减少或防止在访问优选存储区域时可能损害同步I/O(例如，zHyperLink)过程的操作的延迟。