[发明专利]将数据存储到虚拟高速存储系统中的系统和方法

说明书

相关申请

本专利申请要求2009年12月15日提交的、序号为12/653,660、标题为“将数据存储到虚拟高速存储系统中的系统和方法（SYSTEM AND METHOD FOR STORING DATA IN A VIRTUALIZED HIGH SPPED MEMORY SYSTEM）”的在先美国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及数字计算机系统领域。尤其是，但不限于，本发明公开了一种用于数字存储系统的服务于快速访问请求的技术。

背景技术

大多数目前的计算机系统都包括至少一个处理计算机指令的处理器以及存储所述处理器所处理的指令和数据的主存储系统。该主存储系统通常是用一般称作DRAM的动态随机存取存储器的某种形式来实现。DRAM装置具有非常高的存储密度（所用集成电路每块区域上存储的数据量）、利用低功率以及相对廉价的成本。因此，DRAM装置被用于构造计算机系统的大的主存储系统。

计算机处理器的工作速度不断增加。具体而言，减小半导体晶体管的尺寸和降低这些晶体管的工作电压，以便让处理器时钟以更快的速度运行。但是，给这些更快的处理器提供数据的DRAM主存储系统的性能还没有跟上这些不断加快的处理器。因此，基于DRAM的主存储系统成了计算机性能的瓶颈。为了缓解这个问题，通常使用基于较大的静态随机存取存储器（SRAM）的高速缓冲冲存储系统。SRAM装置的工作速度比DRAM装置的工作速度快很多，但是存储密度较低、能耗较多、更为昂贵。此外，只有在出现高速缓冲“命中”（所需要的数据在高速缓冲存储系统中）时，高速缓冲存储系统才可以提高速度。当出现高速缓冲错失时，必须从低速的DRAM存储系统中取出数据。在一些快速性能需要得到保证的应用中，使用高速缓冲存储系统便不够用。因此，需要提高存储系统的速度，让存储系统能够尽可能快地处理存储的读写操作。

附图说明

在没有必要按照比例绘出的图中，在几个视图中，相同的标号描述基本上类似的部件。相同标号不同字母后缀代表基本上类似的部件的不同实例。附图总的来说是通过示例而不是用限制来图解各种实施例。

图1示出了以计算机系统为示例形式的机器的图解表示，在所述计算机系统中可以执行一组指令，让所述机器执行此处所讨论的一种或多种方法。

图2示出了现有的虚拟存储系统的概念图，现有的虚拟存储系统建立的主存储系统的外观比实际可用的大。

图3A示出了交叉存储系统。

图3B示出了说明使用图3A的交叉存储系统的时序图。

图4A示出了具有多个独立的存储库的存储系统。

图4B示出了说明使用图4A的多库存储系统的时序图。

图5示出了使用附加的物理存储让较小的虚拟存储空间提供较好的性能的虚拟存储系统的概念图。

图6A示出了虚拟存储系统的第一种实施方式的方块图。

图6B示出了虚拟存储系统的第二种实施方式的方块图。

图7A示出了虚拟存储系统同时接收读和写操作的初始开始状态。

图7B示出了图7A的虚拟存储系统在处理完所述读和写操作之后的状态。

图7C示出了图7B的虚拟存储系统接收另一组同时的读和写操作。

图7D示出了图7C的虚拟存储系统在处理完所述读和写操作之后的状态。

图8示出了描述图6A的虚拟存储系统如何工作的流程图。

图9示出了在每个存储行存储一个以上的元素的虚拟存储系统的实施方式的另一个方块图。

图10示出了虚拟存储映射表的展开视图。

图11A示出了在编码的存储映射表中建立关系的固定模式。

图11B示出了使用图11A的固定模式对存储映射表的行进行编码的例子。

图11C示出了在编码的存储映射表内建立关系的固定模式。

图11D示出了使用图11C的固定模式对存储映射表行进行编码的例子。

图12A示出了在编码的存储映射表内建立关系的固定模式。

图12B示出了使用图12A的固定模式对存储映射表的行进行编码的例子。

图12C示出了在编码后的存储映射表中建立关系的固定模式。

图12D示出了使用图12C的固定模式对存储映射表的行进行编码的例子。

图12E示出了对图12C和12D的行模式进行编码的替换示例。

图13A示出了包含有用于提高速度的复制虚拟存储表的虚拟存储系统。