CN101937321A - 一种实现混合缓存的方法和装置 - Google Patents
一种实现混合缓存的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101937321A CN101937321A CN2010102819546A CN201010281954A CN101937321A CN 101937321 A CN101937321 A CN 101937321A CN 2010102819546 A CN2010102819546 A CN 2010102819546A CN 201010281954 A CN201010281954 A CN 201010281954A CN 101937321 A CN101937321 A CN 101937321A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- buffer
- controller
- hybrid cache
- volatile
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
本发明公开了一种实现混合缓存的方法和装置，缓存配置有易失缓存器和非易失缓存器，所述方法包括：控制器接收并判断服务器/主机输入的操作请求；若判断所述操作请求是写操作请求，则控制器将来自服务器/主机的数据写入非易失缓存器；若判断所述操作请求是读操作请求，则控制器将读取的数据写入易失缓存器。本发明通过易失缓存和非易失缓存的混合使用，能够实现内存数据的掉电保护，具有成本低、易实现、更环保的优势。
Description
技术领域
本发明涉及计算机和通信领域，尤其涉及一种存储系统中混合缓存的实现方法和装置。
背景技术
目前，随着数据的大量增长，存储系统设备如磁盘阵列的应用前景也被广泛看好。存储系统的稳定性是不容置疑的，因此在磁盘阵列中的掉电保护技术十分重要。所述掉电保护是指存储系统正常供电电源掉电后，存储系统能够迅速使用其他的电源进行供电，以保证数据能够在一定的时间内不丢失，当系统正常供电电源恢复供电后，存储系统在自动切换到存储系统供电电源。
目前，在服务器和磁盘存储系统中的基本做法是使用动态随机存储器DRAM外加电池的技术来实现诸如72小时的掉电保护。由于电池属于消耗品，如果在有效时间内存储系统中的数据没有被及时读出，仍具有丢失的可能性，降低了存储系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现混合缓存的方法和装置，能够解决内存数据掉电保护的技术问题。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种实现混合缓存的方法，缓存配置有易失缓存器和非易失缓存器，所述方法包括：
A)控制器接收并判断服务器/主机输入的操作请求；
B)若判断所述操作请求是写操作请求，则控制器将来自服务器/主机的数据写入非易失缓存器；
C)若判断所述操作请求是读操作请求，则控制器将读取的数据写入易失缓存器。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种实现混合缓存的装置，所述装置包括：
控制器，用于接收并判断服务器/主机输入的操作请求；
非易失缓存器，用于在控制器判断所述操作请求是写操作请求时，写入控制器传送的来自服务器/主机的数据；
易失缓存器，用于在控制器判断所述操作请求是读操作请求，写入控制器读取的数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过易失缓存和非易失缓存的混合使用，不仅实现了内存数据的掉电保护，提高了存储系统的可靠性，还具有成本低、更环保的优势。
附图说明
图1是本发明实施例提供的实现混合缓存的装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的实现混合缓存的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1显示了本发明实施例提供的实现混合缓存的装置结构示意图，如图1所示，所述装置包括控制器、非易失缓存器、易失缓存器、硬盘、固件闪存，以及芯片电源。其中：
所述控制器，用于接收并判断服务器/主机输入的操作请求，并在操作请求是写操作请求时，为使数据写入非易失缓存器，分配写缓存地址和镜像缓存地址，在操作请求是读操作请求时，为使数据写入易失缓存器，分配读缓存地址；
所述非易失缓存器，用于在控制器判断所述操作请求是写操作请求后，根据写缓存地址和镜像缓存地址，在非易失缓存器的写缓存和镜像缓存中写入控制器传送的来自服务器/主机的数据；
所述易失缓存器，用于在控制器判断所述操作请求是读操作请求后，根据读缓存地址，在易失缓存器的读缓存中写入控制器传送的从非易失缓存器或硬盘中读取的数据；
所述硬盘，用于保存所述控制器传送的从非易失缓存器中读取的数据；
所述固件闪存，用于配置非易失缓存器和易失缓存器，以及非易失缓存器和易失缓存器的区域划分；
所述芯片电源，用于为非易失缓存器和易失缓存器供电。
上述非易失缓存器包括磁性随机存储器MRAM，所述易失缓存器包括动态随机存储器DRAM。
为了实现服务器和存储系统中缓存的数据保护，需要在系统设计的时候根据软件对硬盘的读写操作要求，按照一定的比例进行读缓存、写缓存和镜像缓存的分配。根据软件对硬盘的读写操作和现有存储管理软件的要求，读缓存占混合缓存的60％-90％，写缓存和镜像缓存占混合缓存的10％-40％。在混合缓存中，由于读入到缓存的数据不需要保护，因此可以使用易失缓存器作为用于读取数据的缓存器，即所述易失缓存器的缓存容量占混合缓存的60％-90％；写入的数据需要保护，因此可以使用非易失缓存器作为用于写入数据的缓存器，即所述非易失缓存器的缓存容量占混合缓存的10％-40％。本实施例中，设定易失缓存器的缓存容量占混合缓存的60％，非易失缓存器的缓存容量占混合缓存的40％，即DRAM占60％，MRAM占40％，其中，MRAM的写缓存和镜像缓存各占20％。一般，数据完成写缓存和镜像缓存的写入后，即完成写入操作。
本实施例所述装置工作原理如下：
控制器收到服务器/主机传送的用于写入数据的操作请求时，控制器分配写缓存地址和镜像缓存地址，并根据写缓存地址和镜像缓存地址，将数据写入MRAM的写缓存和镜像缓存中，写入操作完成后，控制器按照RAID算法和I/O总线协议，将MRAM中的数据传送到硬盘中存储。
控制器收到服务器/主机传送的用于读出的操作请求时，控制器分配读缓存地址，并根据读缓存地址，将MRAM或硬盘中的数据读取到DRAM的读缓存中，读入操作完成后，控制器将DRAM中的数据传送到服务器/主机。
图2显示了本发明实施例提供的实现混合缓存的方法流程图，如图2所示，步骤如下：
当服务器/主机向混合缓存装置发出写操作请求时，控制器判断服务器/主机发出的操作请求是写操作请求，控制器分配写缓存地址和镜像缓存地址，并根据写缓存地址和镜像缓存地址，将来自服务器/主机的数据写入非易失缓存器的写缓存和镜像缓存中；数据写入写缓存和镜像缓存后，控制器在将非易失缓存器中的数据写入硬盘；
当服务器/主机向混合缓存装置发出读操作请求时，控制器判断服务器/主机发出的操作请求是读操作请求，控制器分配读缓存地址，并根据读缓存地址，把从非易失缓存器或硬盘读取的数据写入易失缓存器；
如果控制器接收读操作请求后，非易失缓存器的写入操作未完成，即非易失缓存器中的数据未被刷新，则控制器从非易失缓存器中直接读取数据，并写入易失缓存器的读缓存中，然后在控制器的控制下将易失缓存器中的数据传送到服务器/主机；如果控制器接收读操作请求后，非易失缓存器的写入操作已完成，即非易失缓存器中的数据已经刷新，则控制器向硬盘发送读操作请求，并在得到硬盘的响应后，将硬盘中的数据传送到易失缓存器的读缓存中，最后在控制器的控制下将易失缓存器中的数据传送到服务器/主机。
上述非易失缓存器包括磁性随机存储器MRAM，所述易失缓存器包括动态随机存储器DRAM。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
1、本发明利用非易失缓存器的非易失性，将非易失缓存器作为用于写入数据的缓存器，实现了数据的掉电保护，极大提升了写操作的可靠性，并且无需外加电池，使本发明更加环保；
2、本发明采用非易失缓存器和易失缓存器的混合缓存，降低了硬件实现的成本。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所做的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种实现混合缓存的方法，其特征在于，缓存配置有易失缓存器和非易失缓存器，所述方法包括：
A)控制器接收并判断服务器/主机输入的操作请求；
B)若判断所述操作请求是写操作请求，则控制器将来自服务器/主机的数据写入非易失缓存器；
C)若判断所述操作请求是读操作请求，则控制器将读取的数据写入易失缓存器。
2.根据权利要求1所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，所述步骤B)包括：
控制器判断服务器/主机输入的操作请求是写操作请求后，分配写缓存地址和镜像缓存地址；
控制器根据所述写缓存地址和镜像缓存地址，将来自服务器/主机的数据写入所述非易失缓存器的写缓存和镜像缓存中。
3.根据权利要求2所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，写操作完成后，控制器利用RAID算法和I/O总线协议，将非易失缓存器中的数据送入硬盘中。
4.根据权利要求1所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，所述步骤C)包括：
控制器判断服务器/主机输入的操作请求是读操作请求后，分配读缓存地址；
控制器根据所述读缓存地址，把从非易失缓存器或硬盘读取的数据写入读缓存。
5.根据权利要求4所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，控制器判断写操作未完成，则控制器把从非易失缓存器中读取的数据写入易失缓存器，否则，控制器把从硬盘中读取的数据写入易失缓存器。
6.根据权利要求1所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，所述非易失缓存器的缓存容量占混合缓存的10％-40％，易失缓存器的缓存容量占混合缓存的60％-90％。
7.根据权利要求6所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，所述非易失缓存器的缓存容量占混合缓存的40％，易失缓存器的缓存容量占混合缓存的60％。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，所述非易失缓存器包括磁性随机存储器MRAM，所述易失缓存器包括动态随机存储器DRAM。
9.一种实现混合缓存的装置，其特征在于，所述装置包括：
控制器，用于接收并判断服务器/主机输入的操作请求；
非易失缓存器，用于在控制器判断所述操作请求是写操作请求时，写入控制器传送的来自服务器/主机的数据；
易失缓存器，用于在控制器判断所述操作请求是读操作请求，写入控制器读取的数据。
10.根据权利要求9所述的实现混合缓存的装置，其特征在于，还包括：
固件闪存，用于配置易失缓存器和非易失缓存器，以及非易失缓存器和易失缓存器的区域划分；
硬盘，用于保存控制器传送的非易失缓存器中缓存的数据。
芯片电源，用于为所述非易失缓存器和易失缓存器供电。
11.根据权利要求9所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，所述非易失缓存器的缓存容量占混合缓存的10％-40％，易失缓存器的缓存容量占混合缓存的60％-90％。
12.根据权利要求11所述的实现混合缓存的方法，其特征在于，所述非易失缓存器的缓存容量占混合缓存的40％，易失缓存器的缓存容量占混合缓存的60％。
13.根据权利要求9-12任意一项所述的实现混合缓存的装置，其特征在于，所述非易失缓存器包括磁性随机存储器MRAM，所述易失缓存器包括动态随机存储器DRAM。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010281954 CN101937321B (zh) | 2010-09-15 | 2010-09-15 | 一种实现混合缓存的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010281954 CN101937321B (zh) | 2010-09-15 | 2010-09-15 | 一种实现混合缓存的方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101937321A true CN101937321A (zh) | 2011-01-05 |
| CN101937321B CN101937321B (zh) | 2013-08-21 |
Family
ID=43390674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010281954 Expired - Fee Related CN101937321B (zh) | 2010-09-15 | 2010-09-15 | 一种实现混合缓存的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101937321B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102521389A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 天津神舟通用数据技术有限公司 | 一种混合使用固态硬盘和传统硬盘的postgresql数据库集群系统及其优化方法 |
| CN102750202A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-24 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 数据保护方法和装置 |
| CN103207894A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-17 | 深圳市知正科技有限公司 | 一种多路实时视频数据存储系统及其进行缓存控制的方法 |
| CN104111898A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-10-22 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院 | 基于多维数据相似性的混合存储系统及数据管理方法 |
| CN105468539A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-04-06 | 上海新储集成电路有限公司 | 一种混合内存写操作的实现方法 |
| CN105607862A (zh) * | 2015-08-05 | 2016-05-25 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 一种dram与mram结合具有备份电源的固态硬盘 |
| CN105630696A (zh) * | 2015-03-27 | 2016-06-01 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 一种利用mram保护nand的方法及存储结构 |
| CN105739921A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-07-06 | 上海新储集成电路有限公司 | 一种混合硬盘的缓存结构及方法 |
| CN103885724B (zh) * | 2014-03-14 | 2016-08-24 | 山东大学 | 基于相变存储器的存储系统结构及其损耗均衡算法 |
| CN107038121A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 华为技术有限公司 | 虚拟机的内存地址分配方法以及装置 |
| CN111666044A (zh) * | 2016-02-29 | 2020-09-15 | 华为技术有限公司 | 一种访问叠瓦式磁记录smr硬盘的方法及服务器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1862475A (zh) * | 2005-07-15 | 2006-11-15 | 华为技术有限公司 | 磁盘阵列缓存的管理方法 |
| CN1904858A (zh) * | 2005-07-25 | 2007-01-31 | 索尼株式会社 | 数据存储设备、数据存储方法以及记录/再现系统 |
| CN101174245A (zh) * | 2006-11-02 | 2008-05-07 | 国际商业机器公司 | 混合数据存储的方法和装置 |
| WO2008086363A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-17 | Apple Inc. | Recovery mechanism for embedded device |
| CN101615162A (zh) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | 株式会社理光 | 存储器管理单元、图像形成设备、存储器管理方法和程序 |
-
2010
- 2010-09-15 CN CN 201010281954 patent/CN101937321B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1862475A (zh) * | 2005-07-15 | 2006-11-15 | 华为技术有限公司 | 磁盘阵列缓存的管理方法 |
| CN1904858A (zh) * | 2005-07-25 | 2007-01-31 | 索尼株式会社 | 数据存储设备、数据存储方法以及记录/再现系统 |
| CN101174245A (zh) * | 2006-11-02 | 2008-05-07 | 国际商业机器公司 | 混合数据存储的方法和装置 |
| WO2008086363A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-17 | Apple Inc. | Recovery mechanism for embedded device |
| CN101615162A (zh) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | 株式会社理光 | 存储器管理单元、图像形成设备、存储器管理方法和程序 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102521389A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 天津神舟通用数据技术有限公司 | 一种混合使用固态硬盘和传统硬盘的postgresql数据库集群系统及其优化方法 |
| CN102750202A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-24 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 数据保护方法和装置 |
| CN102750202B (zh) * | 2012-06-06 | 2015-07-08 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 数据保护方法和装置 |
| CN103207894A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-17 | 深圳市知正科技有限公司 | 一种多路实时视频数据存储系统及其进行缓存控制的方法 |
| CN103885724B (zh) * | 2014-03-14 | 2016-08-24 | 山东大学 | 基于相变存储器的存储系统结构及其损耗均衡算法 |
| CN104111898A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-10-22 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院 | 基于多维数据相似性的混合存储系统及数据管理方法 |
| CN105630696A (zh) * | 2015-03-27 | 2016-06-01 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 一种利用mram保护nand的方法及存储结构 |
| CN105607862A (zh) * | 2015-08-05 | 2016-05-25 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 一种dram与mram结合具有备份电源的固态硬盘 |
| CN105468539B (zh) * | 2015-11-19 | 2018-10-23 | 上海新储集成电路有限公司 | 一种混合内存写操作的实现方法 |
| CN105468539A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-04-06 | 上海新储集成电路有限公司 | 一种混合内存写操作的实现方法 |
| CN105739921A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-07-06 | 上海新储集成电路有限公司 | 一种混合硬盘的缓存结构及方法 |
| CN107038121A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 华为技术有限公司 | 虚拟机的内存地址分配方法以及装置 |
| US10817432B2 (en) | 2016-02-03 | 2020-10-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Memory address assignment method for virtual machine and apparatus |
| CN107038121B (zh) * | 2016-02-03 | 2020-11-17 | 华为技术有限公司 | 虚拟机的内存地址分配方法以及装置 |
| CN111666044A (zh) * | 2016-02-29 | 2020-09-15 | 华为技术有限公司 | 一种访问叠瓦式磁记录smr硬盘的方法及服务器 |
| CN111666044B (zh) * | 2016-02-29 | 2021-11-30 | 华为技术有限公司 | 一种访问叠瓦式磁记录smr硬盘的方法及服务器 |
| US11270734B2 (en) | 2016-02-29 | 2022-03-08 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method for accessing shingled magnetic recording SMR disk, and server |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101937321B (zh) | 2013-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101937321B (zh) | 一种实现混合缓存的方法和装置 | |
| US11068170B2 (en) | Multi-tier scheme for logical storage management | |
| US20140101370A1 (en) | Apparatus and method for low power low latency high capacity storage class memory | |
| US9842059B2 (en) | Wear leveling in storage devices | |
| US9645769B2 (en) | Performance acceleration during shutdown of a data storage device | |
| US10223273B2 (en) | Memory access method, storage-class memory, and computer system | |
| US20140208047A1 (en) | Method and device to distribute code and data stores between volatile memory and non-volatile memory | |
| US9582192B2 (en) | Geometry aware block reclamation | |
| CN105786400B (zh) | 一种异构混合内存组件、系统及存储方法 | |
| JP2016122227A (ja) | メモリシステムおよび情報処理システム | |
| DE112009004900T5 (de) | Vertagen von Speicheroperationen zum Reduzieren von Leselatenz in Speicherfeldern | |
| CN104461964A (zh) | 一种存储装置 | |
| US20140325134A1 (en) | Prearranging data to commit to non-volatile memory | |
| CN102541458B (zh) | 一种提高电子硬盘数据写入速度的方法 | |
| CN101446926A (zh) | 一种高速缓冲存储器掉电数据保存方法、设备和系统 | |
| US20210216239A1 (en) | Host controlled garbage collection in a solid state drive | |
| US20140068144A1 (en) | Heterogeneous data paths for systems having tiered memories | |
| CN103049220A (zh) | 存储控制方法、存储控制装置和固态存储系统 | |
| CN104077246A (zh) | 一种实现易失性存储器备份的装置 | |
| CN105607862A (zh) | 一种dram与mram结合具有备份电源的固态硬盘 | |
| CN106021159A (zh) | 大容量固态硬盘逻辑地址到物理地址映射方法 | |
| CN102789422B (zh) | 固态硬盘的数据写入方法 | |
| US20210223998A1 (en) | Method and apparatus to reduce nand die collisions in a solid state drive | |
| WO2017107162A1 (zh) | 一种异构混合内存组件、系统及存储方法 | |
| US10254985B2 (en) | Power management of storage devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130821 Termination date: 20190915 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |