[发明专利]在存储服务器中进行基于管线的存取管理的方法及设备

说明书

本发明公开了在一存储服务器中进行基于管线的存取管理的方法以及设备。所述方法包括：因应将用户数据写入所述存储服务器的请求，利用所述存储服务器中的一主装置将所述用户数据写入所述存储服务器的一存储装置层并且以所述存储服务器的管线架构开始处理对应于写入所述用户数据的所述请求的对象写入指令；利用所述主装置自多个固定大小缓冲器池选择固定大小缓冲器池；利用所述主装置自所述固定大小缓冲器池分配一缓冲器以作为所述管线架构中的至少一管线的管线模块，以缓冲所述管线；以及利用所述主装置将对应于所述用户数据的元数据写入分配到的缓冲器。本发明可解决Ceph相关控制所导致的存储装置的写入放大问题和成本问题，并且改善整体效能。

技术领域

本发明是关于数据存储，尤指一种用来在一存储服务器中进行基于管线的(pipeline-based)存取管理的方法及设备，其中所述设备的例子可包括(但不限于)：所述存储服务器的整体、所述存储服务器中的一主装置、所述主装置中的一处理电路、以及在所述处理电路中运行着对应于所述方法的一或多个程序模块的至少一处理器/处理器核心(processor core)诸如中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)/中央处理单元核心(CPU core)。

背景技术

近年来由于存储器的技术不断地发展，各种可携式以及非可携式记忆装置(例如：符合SD/MMC、CF、MS、XD或UFS标准的记忆卡；又例如：固态硬盘(solid state drive,SSD)；又例如：符合UFS或EMMC规格的嵌入式(embedded)存储装置)被广泛地实施于诸多应用中。因此，这些记忆装置中的存储器的存取控制遂成为相当热门的议题。

以常用的NAND型闪存而言，其主要可包括单阶细胞(single level cell,SLC)与多阶细胞(multiple level cell,MLC)两大类的闪存。单阶细胞闪存中的每个被当作记忆细胞(memory cell)的晶体管只有两种电荷值，分别用来表示逻辑值0与逻辑值1。另外，多阶细胞闪存中的每个被当作记忆细胞的晶体管的存储能力则被充分利用，其采用较高的电压来驱动，以通过不同的电压位准在一个晶体管中记录至少两比特的信息(诸如00、01、11、10)。理论上，多阶细胞闪存的记录密度可以达到单阶细胞闪存的记录密度的至少两倍，这对于曾经在发展过程中遇到瓶颈的NAND型闪存的相关产业而言，是非常好的消息。

相较于单阶细胞闪存，由于多阶细胞闪存的价格较便宜，并且在有限的空间里可提供较大的容量，故多阶细胞闪存很快地成为市面上的记忆装置竞相采用的主流。然而，多阶细胞闪存的不稳定性所导致的问题也一一浮现。为了确保在记忆装置中对闪存的存取控制能符合相关规范，闪存的控制器通常备有某些管理机制以妥善地管理数据的存取。

然而，具备上列管理机制的记忆装置仍有不足的地方。尤其，当记忆装置被设置在具有Ceph控制架构的存储系统上时，会发生某些问题。例如，记忆装置会因为Ceph相关(Ceph-related)控制而造成严重的写入放大。写入放大通常来自于存储系统中的日志(journal)与元数据(metadata)运作，这会造成在存储系统中额外的存储器复制与数据流量(data traffic)，因此会增加输入/输出的延迟并且降低存储系统的效能。由于区块装置可具有一特定区块大小(例如4096字节(byte)或4千字节(kilobyte；KB))，对于小于所述区块大小的任一更新(例如元数据的更新)，它会被放大为所述区块大小。存储系统的效能会因为来自小量更新(诸如日志、元数据等的更新)以及固定的区块大小的写入放大而大幅地降低。另外，记忆装置会因为对应于所述Ceph相关控制的额外的写入放大而具有较短的预期寿命。因此，需要一种新颖的方法以及相关架构，已在没有副作用或较不会带来副作用的情况下改善整体效能。

发明内容

因此，本发明的一目的在于公开一种用来在一存储服务器中进行基于管线的(pipeline-based)存取管理的方法，并公开相关设备诸如所述存储服务器、所述存储服务器中的一主装置等，以解决上述问题。