[发明专利]一种存储控制系统及存储服务器

说明书

本发明涉及一种存储控制系统及存储服务器。本发明中缓存一致性组件通过一级接口耦合多核处理器，缓存一致性组件通过二级接口耦合内存；缓存一致性组件包括监听过滤器模块和仲裁模块，监听过滤器模块包括多个监听过滤器，多个监听过滤器分担监听与缓存一致性组件耦合的多核处理器的缓存处理请求，仲裁模块处理多个监听过滤器所监听的缓存处理请求之间的冲突和缓存处理请求与本地请求之间的冲突，并通过轮询仲裁的方式仲裁请求的处理顺序，保证监听过滤器模块中的多个监听过滤器监听到的缓存处理请求有序处理，形成了缓存一致性性能与多核处理性能相适配的存储控制系统，能够有效地提高产品竞争力。

技术领域

本发明涉及存储控制设计领域，尤其涉及一种存储控制系统及存储服务器。

背景技术

在现如今的固态硬盘(SSD,Solid State Disk)中，随着进程和执行程序的增多，单核处理器已经满足不了处理需求，取而代之的是多核处理器，即在系统级芯片(SOC)上，应用两个或两个以上处理器对事物进程进行处理，以此来增加处理进程能力、提高系统性能。

随着处理器核数的增加与多核处理器的可扩展性，用于维护多核处理器数据缓存的一致性是个不可避免的问题，为了更好地解决这一问题，引入了缓存一致性互联组件，其中的监听过滤器(Snoop filter)主要用来维护数据缓存一致性，但随着处理器核数增加的趋势，单一监听过滤器的性能已经不足满足多核处理器进程处理能力，即单一监听过滤器维持缓存一致性能力限制多核处理器进程处理能力，所以需要增加监听过滤器的数目。但多个监听过滤器的监听请求冲突、监听请求与本地请求的冲突等问题也随之产生，该问题会影响多核处理器的执行效率，进而降低存储控制系统的性能。其次，由于固态硬盘(SSD,Solid State Disk)中的进程较多，应用多核处理器同时通过缓存一致性组件实现数据的共享时，在同时访问内存时难免会存在大量的竞争与仲裁，这种现象会使访问延迟增大，从而降低了数据获取速率。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种存储控制系统及存储服务器。

第一方面，本发明提供一种存储控制系统，包括：至少一多核处理器、缓存一致性组件、内存、一级接口和二级接口；所述缓存一致性组件通过所述一级接口耦合所述多核处理器，所述缓存一致性组件通过所述二级接口耦合所述内存；

所述缓存一致性组件包括：监听过滤器模块和仲裁模块，所述监听过滤器模块包括多个监听过滤器，多个所述监听过滤器分担监听与所述缓存一致性组件耦合的所述多核处理器的缓存处理请求，所述缓存处理请求命中所述多核处理器缓存中缓存行时，提供指向具有该缓存行的集群的矢量，在缓存处理请求改变命中的缓存行时，通过提供的矢量确保集群的相关三级缓存的缓存一致性，所述缓存处理请求未命中所述多核处理器缓存中缓存行时，从所述内存获取数据到缓存中；所述仲裁模块处理全部所述监听过滤器所监听的缓存处理请求之间的冲突和缓存处理请求与本地请求之间的冲突，并通过轮询仲裁的方式仲裁请求的处理顺序，保证所述监听过滤器模块中的多个所述监听过滤器监听到的缓存处理请求有序处理。

更进一步地，每个所述多核处理器独立拥有三级缓存，所述三级缓存包括：L1缓存、L2缓存和L3缓存，其中，所述多核处理器的所述L1缓存和L2缓存为所述多核处理器中的集群独立拥有；且所述L1缓存为分离缓存，分为L1数据缓存和L1指令缓存分别存储数据和指令，所述L2缓存为统一缓存；所述多核处理器的L3缓存为所述多核处理器中多个所述集群共享。

更进一步地，所述一级接口接收由所述多核处理器数据缓存事务进程提供的缓存处理请求，所述一级接口通过请求管理控制和IO管理分配将所述缓存处理请求发送到所述缓存一致性组件，所述缓存处理请求包含组成缓存行的缓存数据和缓存地址信息。