[发明专利]动态容量缓存加速的SSD设备

说明书

本申请涉及SSD领域，公开了一种动态容量缓存加速的SSD设备。设备包括：存储器，被配置为包括多个存储子空间；缓存器，被配置为包括多个缓存子空间；缓存执行器，被配置为，在读写存储单元时，根据存储单元所属存储子空间对应的缓存子空间的必要容量、读峰值容量和写峰值容量为存储单元分配对应的缓存单元，将缓存单元的分配信息发送到缓存分配器；缓存分配器，被配置为根据外部的缓存配置请求为至少一个存储子空间设置所对应的缓存子空间的总容量，及必要容量、读峰值容量和写峰值容量的初始值，根据缓存子空间的总容量和缓存执行器提供的分配信息调整必要容量、读峰值容量和写峰值容量。本申请在不重置设备的前提下，配置并改变缓存子空间。

技术领域

本申请涉及SSD技术领域，特别涉及动态容量缓存加速的SSD设备。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是已被公开的现有技术。

存储设备将所有的存储单元，按外部要求分割成若干存储子空间。现有存储设备为设备内的存储子空间提供高速读写缓存。存储设备为了加速存储单元内容的读写带宽与减小读写延时，为一定数量的存储单元配置一定数量的设备内缓存单元。存储子空间所属的存储单元数量与对应的缓存单元数量在运行时固定或无法配置。既除非设备重置(without the need for resetting the device)，否则不能应外部请求而改变对应的缓存单元数量，从而改变这个存储子空间的平均缓存命中率。因为此限制，一个在运行时根据外部请求动态分配存储子空间容量的设备，无法同时为存储子空间提供可选的平均缓存命中率。

在此基础之上，现有操作系统使用系统内存，为存储子空间提供在设备外的高速读写缓存。操作系统运行时调整缓存单元与设备内所有被访问的存储单元之间的对应关系。与设备内缓存调整相比，该方法占用设备外额外的计算和内存资源，且不能在不重置系统的情况下，按外部要求为不同的存储子空间配置不同数量的缓存单元。

发明内容

本申请的目的在于提供一种动态容量缓存加速的SSD设备，可以在不重置设备的前提下，缓存子空间所属的缓存单元的数量可以被配置并且可以被改变。

本申请公开了一种动态容量缓存加速的SSD设备，包括：

存储器，被配置为包括多个存储子空间；

缓存器，被配置为包括多个缓存子空间，所述缓存子空间和所述存储子空间一一对应；

缓存执行器，被配置为，在读写存储单元时，根据该存储单元所属存储子空间对应的缓存子空间的必要容量、读峰值容量和写峰值容量为该存储单元分配对应的缓存单元，并将缓存单元的分配信息发送到缓存分配器；

缓存分配器，被配置为根据外部的缓存配置请求为至少一个存储子空间设置所对应的缓存子空间的总容量，以及必要容量、读峰值容量和写峰值容量的初始值，并且根据缓存子空间的总容量和所述缓存执行器提供的所述分配信息调整缓存子空间的必要容量、读峰值容量和写峰值容量。

在一个优选例中，还包括：元数据存储器，其中存储有：

用于记录每个存储子空间的元数据的存储子空间元数据结构，其中，每个存储子空间的元数据包括每个存储子空间中的存储单元的索引；

用于记录每个缓存子空间的元数据的缓存子空间元数据结构，其中，每个缓存子空间的元数据包括需求元数据、执行元数据和搜索代价数据结构；

用于记录每个存储单元的元数据的存储单元元数据结构，其中，每个存储单元的元数据包括该存储单元对应的缓存单元的索引以及该存储单元所属的存储子空间的索引；

用于记录每个缓存单元的元数据的缓存单元元数据结构，其中，每个缓存单元的元数据包括该缓存单元对应的存储单元的索引、该缓存单元所属的缓存子空间的索引以及该缓存单元的缓存状态数据结构。