[发明专利]用于提高输入/输出性能的系统

说明书

在一个实施方式中，数据通信装置包括网络接口，其包括用于连接到分组数据网络的一个或多个端口，并且被配置为在网络上从至少一个远程设备接收内容传输请求；存储子系统，其要连接到本地的外围存储设备，并且包括至少一个外围接口和包括高速缓存和RAM的存储器子系统；以及处理电路，其响应于内容传输请求，经由外围接口和高速缓存来管理远程设备和本地外围存储设备之间内容的传输，同时响应于存储子系统的度量，调步开始服务各个内容传输请求，以便在服务内容传输请求时，其他待服务的内容传输请求在至少一个待处理队列中排队。

技术领域

本发明涉及计算机系统，具体涉及但不排他地涉及提高数据通信设备中的I/O性能。

背景技术

固态驱动器(SSD)是使用集成电路存储器(通常是基于NAND的闪存)的大容量存储设备以存储数据，同时提供模拟传统硬盘驱动器(HDD)的接口。通过与HDD进行比较，SSD提供更快的访问，降低的等待时间和更大的抗环境干扰。因此，SSD逐渐在许多存储应用中替换HDD。

由于SSD最初设计用于取代HDD，因此它们通常使用与HDD相同类型的输入/输出(I/O)总线和协议，例如SATA、SAS和光纤通道。随后，SSD变为可用于直接连接到主机计算机的外围组件接口总线，例如PCI总线。NVM Express(NVMe)定义了PCI Express SSD的寄存器接口、命令集和特征集。

高级网络接口控制器(NIC)设计用于支持远程直接存储器访问(RDMA)操作，其中NIC通过从一个计算机的存储器直接存储器访问到另一计算机的存储器来传送数据，而不涉及目标计算机的中央处理单元(CPU)。尽管RDMA通常用于将数据传送到主机存储器(RAM)和从主机存储器传送数据，但是在专利文献中已经描述了许多尝试将RDMA功能调整以用于直接从SSD读取数据和将数据直接写入SSD。

例如，美国专利申请公开2008/0313364描述了一种对固态存储设备进行远程直接存储器访问的方法，换言之允许通过网络连接的客户端的存储器到这样的设备之间的直接访问。类似地，美国专利申请公开2011/0246597描述了一种系统，其中服务器的网络接口组件可以通过网络存储访问链路来访问服务器的固态存储模块，该网络存储访问链路绕过中央处理单元(CPU)和服务器的主存储器。

此外，智能NIC(例如，数据处理单元)例如通过支持RDMA操作并响应于远程发起者请求直接读取或写入附加存储设备，来从CPU卸载关键网络、安全性和存储任务。

发明内容

根据本公开的实施方式，提供一种数据通信装置，包括：网络接口，其包括用于连接到分组数据网络的一个或多个端口，并且被配置为经由所述一个或多个端口在所述分组数据网络上从至少一个远程设备接收内容传输请求；存储子系统，其被配置为连接到本地外围存储设备，并且包括至少一个外围接口，以及包括高速缓存和随机存取存储器(RAM)的存储器子系统，所述存储器子系统被配置为将溢出从所述高速缓存驱逐到所述RAM；和处理电路，其被配置为响应于所述内容传输请求，通过所述至少一个外围接口和所述高速缓存管理所述至少一个远程设备和所述本地外围存储设备之间内容的传输，同时响应于所述存储子系统的度量，调步所述相应内容传输请求的服务的开始，以便在服务所述内容传输请求时，其他待服务的所述内容传输请求在至少一个待处理队列中排队。

此外，根据本公开的实施方式，所述处理电路被配置为响应于所述高速缓存的空闲数据容量的可用性来调步所述相应内容传输请求的所述服务的所述开始。

再进一步，根据本公开的实施方式，所述高速缓存具有尺寸并且所述处理电路被配置为响应于所述高速缓存的尺寸提供数据容量积分，和响应于所述数据容量积分的可用性，调步所述相应内容传输请求的所述服务的所述开始。

另外，根据本公开的实施方式，所述处理电路被配置为响应于所述数据容量积分之一可用开始服务所述内容传输请求之一，响应于当前服务所述一个内容传输请求，从可用性中移除所述一个数据容量积分，以及响应于所述一个内容传输请求完成服务，将所述一个数据容量积分返回到可用性。