[发明专利]执行并飞异运算的方法和系统

说明书

本发明涉及存储系统。

一种已知的存储系统称为“RAID”，在该系统中跨越多个盘驱动器分布并存储数据，从而在这些盘驱动器中的一个或者一个或多个存储块出故障而丢失数据时能恢复数据。为了存储以后可恢复的数据，RAID系统同时记录数据以及奇偶信息，从而可由奇偶信息恢复数据。例如，在一种类型的RAID系统中，为了在称为“条”的单元中记录四块数据和一块奇偶信息使用一组为五个的盘。

现有技术中出现的一个问题是记录奇偶信息的RAID系统需要快速地和经常地计算奇偶信息。例如，写一个条的操作需要计算至少一组一奇偶信息。计算奇偶信息主要采用XOR(“异”)操作。这需要分配相当多的计算资源，例如处理机周期、超高速缓存单元以及存储器存取周期。

一种计算奇偶信息的可能技术是设置用来控制计算“异”操作的处理机的软件。这种技术具有几种设计选择方式，例如设法调度处理机指令以避免寄存器冲突、避免不必要的等待并且减少未击中超高速缓存，从而避免不必要的存储内容转储以及处理机的不必要等待。尽管该技术达到计算奇偶信息的目标，但它具有需要相当多的计算资源(处理机周期、超高速单元、转储)的缺点。

另一种可能的计算奇偶信息的技术是设置一个带有独立存储器的第二处理机，以执行“异”运算。该第二处理机利用DMA连接和主存储器(即，第一处理机使用的存储器)耦合，该DMA连接利用DMA操作从存储器中检索“异”运算的输入，从而使第一处理机去执行其它的任务。虽然该技术达到计算奇偶信息的目标，即使它使第一处理机摆脱了一些负担，它仍具有需要相当多的转储和使用系统总线的缺点。

因此，提供一种消耗较少计算资源的执行“异”运算的方法和系统应是有好处的。本发明的实施方式可达到这种好处，在本发明的实施方式中一个专用处理机观察传送到系统总线上的存储器存取和盘存取，执行“异”运算，记录“异”运算的结果并根据处理机命令输出这些“异”运算的结果。

本发明提供一种不消耗大量计算资源的执行“异”运算的方法和系统。一个专用处理机和一组盘驱动器连接到同一总线上；该专用处理机观察盘驱动器组的往来数据传送，并且在不需要单独的传送下对往返传送于盘驱动器的数据执行“异”运算。

在最佳实施方式中，该专用处理机保持一个用于“异”运算的“异”累加器，该累加器记录“异”运算的结果，并根据处理机的命令读出结果。该“异”累加器包括一组累加器寄存器，以用于一组选出的RAID条中的每个RAID条。存储器(例如按内容寻址存储器)把一组累加器寄存器和每个选出的RAID条关连起来。

图1是执行并飞“异”的系统的方块图。

图2是操作执行并飞“异”的系统的方法的流程图。

图3是第一并飞“异”部件的方块图。

图4是第二并飞“异”部件的方块图。

在下述说明中，就最佳处理步骤及数据结构说明本发明的一种最佳实施方式。然而，熟练的技术人员应理解，在研读本申请后，可以用一个或多个在程序控制下运行的通用处理机(或者适宜于具体处理步骤及数据结构的专用处理机)实现本发明的实施方式，并且利用这样的设备实现本文中所说明的最佳处理步骤以及数据结构并不需要过多的实验或其它发明。系统部件

图1是执行并飞(fly-by)“异”的系统的方块图。

系统的100至少包括一个处理机110、一个存储器120以及一条用于连接处理机110和存储器120的系统总线130。虽然只示出一个处理机110，在对于某些应用为最佳的一些实施方式中，系统总线130可连接多于一个的处理机110并且在操作中这些处理机100相互协调。

系统100还包括多个盘驱动器140以及至少一个和盘驱动器140连接的盘I/O适配器150，适配器150用于控制盘驱动器140并利用底层总线160耦合盘驱动器140和系统总线130之间的数据。

在一种最佳实施方式中，底层总线160是PCI总线，PCI总线是周知的标准并利用PCI网桥170和系统总线130连接。

虽然在最佳实施方式中底层总线160是PCI总线，但本发明并不限制于使用PCI总线或者限制于使用任何其它特定类型的总线。类似地，虽然在本文中进一步把底层总线160描述为一个32位的总线，本发明并不受限于使用32位的总线，并且也可以用其它的总线宽度，例如64位的总线实现。这样的替代不需要过多的经验或创造。

一个并飞“异”部件180和底层总线160连接，从而从利用底层总线160的数据传送搜集数据。并飞“异”部件利用“异”缓冲器190保存“异”运算的部分或最终结果。