[发明专利]处理输入/输出请求的系统和方法

说明书

公开处理输入/输出请求的系统和方法，通过所述系统和方法，存储装置可以以主机提供I/O命令的顺序处理I/O命令并将I/O命令返回到主机，从而减少主机开销，所述方法包括但不限于以下步骤：接收第一I/O命令和第二I/O命令，第一I/O命令和第二I/O命令被分配序列标签；基于第一I/O命令和第二I/O命令各自的序列标签，将第一I/O命令和第二I/O命令发出到一个或多个存储通道；当第一I/O命令或第二I/O命令已分别被完成时，收集第一I/O命令或第二I/O命令的命令完成通知；以及基于完成的第一I/O命令或完成的第二I/O命令的相关联的序列标签向主机发出命令完成通知。

技术领域

本公开的方面涉及用于主机系统与存储装置之间的有序I/O命令管理的方法和系统。

背景技术

以下背景技术仅旨在提供理解在此公开的发明理念和构思的背景所需的信息。因此，该背景技术部分可包含可授予专利权的主题，并且不应被视为现有技术的公开。

从存储装置的角度来看，通常不能保证给定的I/O命令将在任何其他给定的I/O命令之前被执行。对此存在多种原因，但是值得注意的三个重要原因是：首先，I/O命令可能具有不同的大小和复杂性(例如，小的写入通常比大的写入快，并且对于一些介质，读取比写入快得多)；第二，存在用于处理命令的多个内部通道，每个内部通道与存储装置中的存储介质相关联，并且每个通道具有独立于主机的处理队列的处理队列(例如，到多个NAND闪存芯片的多个通道，每个单独的通道服务于特定的物理地址)；第三，一些存储装置具有会在不可控的时间间隔占用一个或多个内部处理通道的后台操作(例如，NAND闪存中的垃圾收集)。

当利用存储系统时，写入一致性可能是应当维持的基本属性。例如，当计算机系统请求首先写入数据，然后以该顺序读取数据时，计算机系统应该确保命令实际上以该顺序被处理。否则，如果读取命令在写入命令之前执行，则读取命令将返回不正确的(旧的)数据。作为另一示例，如果较旧的写入请求在较新的写入请求之后被处理，则将发生非法覆写，并且记录在装置上的数据将是不正确的。如果允许多个应用访问相同的数据，并且如果存在主机可通过其发出I/O命令的多个队列，则这种管理问题被放大。

因此，期望增强存储装置管理写入调度的能力的机制。

发明内容

本公开的构思的实施例的方面涉及系统和方法，通过所述系统和方法，计算系统(更具体地讲，存储装置)可以在主机以最小程度工作的情况下按顺序执行I/O命令处理和通知。一些实施例可包括并使用序列标签生成器逻辑来向I/O命令提供序列标签。一些实施例可包括命令处理器逻辑，用于以取决于I/O命令的序列标签的顺序来发起I/O命令的处理。一些实施例可包括通知逻辑，通知逻辑被配置为合并(coalesce)I/O命令通知并以I/O命令的序列标签的顺序将I/O命令通知返回到主机。

根据一个示例实施例，提供一种由存储装置按顺序处理I/O请求的方法，所述方法包括：接收第一I/O命令和第二I/O命令，第一I/O命令和第二I/O命令被分配序列标签；基于第一I/O命令和第二I/O命令各自的序列标签，将第一I/O命令和第二I/O命令发出到一个或多个存储通道；当第一I/O命令或第二I/O命令已被分别完成时，收集第一I/O命令或第二I/O命令的命令完成通知；以及基于相关联的完成的第一I/O命令或完成的第二I/O命令的序列标签向主机发出命令完成通知。

根据另一示例实施例，提供一种存储装置，所述存储装置包括：至少两个命令队列；命令处理器逻辑；至少两个物理通道，每个物理通道与一个或多个固态存储介质相关联，相应的存储介质与相应的物理地址相关联；至少两个物理通道队列，每个物理通道队列与所述至少两个存储通道中的相应存储通道相关联；以及通知管理器逻辑。所述至少两个命令队列被配置为从主机接收I/O命令，I/O命令与序列标签相关联。命令处理器逻辑被配置为：基于与I/O命令相关联的物理地址和所述命令的序列标签，将来自所述至少两个命令队列的I/O命令发出到所述至少两个物理通道队列。通知管理器逻辑被配置为基于各个完成的I/O命令的序列标签向主机发出I/O命令完成通知。