[发明专利]基于ReRAM的键值数据库存内计算框架

权利要求书

1.一种基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

包括：内存组件、ReRAM组件和磁盘组件；

内存组件，至少被配置为：将随机键值对容纳到顺序批量写入操作中；

ReRAM组件，包括存储模块和计算模块；

存储模块，至少包括：LSM-tree的最高层、次高层以及WAL文件；

计算模块，至少被配置为：采用合并加速器引擎来处理最高层和次高层合并任务；

磁盘组件，至少被配置为：执行低级别合并操作；

对于写请求，键值对首先记录到WAL文件中，并根据它们的键范围在内存表中存储，对于读请求，在读取最高层和次高层时访问ReRAM组件。

2.如权利要求1所述的基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

合并加速器引擎，包括：内存阵列、合并引擎和数据缓冲模块；

内存阵列，被配置为：存储LSM-tree的最高层、次高层以及WAL文件；

合并引擎，包括：解码模块、合并模块和编码模块，分别对应合并操作的三个阶段；

数据缓冲模块，被配置为：缓冲合并引擎的中间结果。

3.如权利要求2所述的基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

解码模块，被配置为：从SSTable中提取键值对，分为两个阶段：

从SSTable中解压数据块，包括：找到重复的位域并恢复数据块中的那些域；

从数据块中解码键值对，包括：找到每个键值对的共享前缀来展开原始键值对。

4.如权利要求2或3所述的基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

解码模块，还被配置为：通过AND操作将剩余位设置为零，然后将不重复的位域向左移动，并与重复的位域相加，得到一个完整的数据块。

5.如权利要求2或3所述的基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

解码模块，还被配置为：通过RSF操作获得首个包含共享前缀的键的前几位，然后将共享前缀向左移动，加上未共享的部分，生成一个完整的键值对。

6.如权利要求2所述的基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

合并模块，被配置为：按递增顺序对键值对进行排序并验证其有效性，包括如下过程：

将排序操作转换为多个MIN操作，执行最近距离搜索配置并搜索距离为零最近的数据以完成MIN操作，MIN过程需要列驱动器驱动交叉阵列的位线并将输入查询映射到所需的位线电压电平，修改位线驱动电压以赋予位二进制权重；

检测字线的充电和放电行为并找到最接近零的二进制值，当找到最小值时，将该行数据标记为无效，并继续重复寻找剩余数据中的最小值；

有效性验证用于检查条目是否被标记为DELETE，通过异或操作来完成。

作为可选的进一步限定，编码模块，被配置为：将属于一个SSTable的有序键值对编码为其定义的持久格式，包括两次编码操作：确定压缩部分和记录压缩部分的长度。

7.如权利要求2所述的基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

编码模块，被配置为：将属于一个SSTable的有序键值对编码为其定义的持久格式，包括两次编码操作：确定压缩部分和记录压缩部分的长度。

8.如权利要求1所述的基于ReRAM的键值数据库存内计算框架，其特征在于：

在Re-LSM中将键范围划分为多个子范围，并为每个子范围维护一个内存表，将不可变内存表替换为索引表，以记录内存表中每个键值对的WAL文件偏移量。