CN105389268B - 资料储存系统及其运作方法 - Google Patents
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Abstract
一种资料储存系统及其运作方法。资料储存系统包括一资料储存单元、一快取单元及一资料存取单元。资料存取单元耦接资料储存单元及快取单元。当资料存取单元接收到来自一主机的一资料写入指令时,资料存取单元用以于资料写入指令中的一写入资料储存于快取单元后回复主机一写入完成指令,将资料写入指令排入一资料写入排程表,以及依据资料写入排程表将写入资料由快取单元读出并写入至资料储存单元。
Description
技术领域
本发明是有关于一种资料储存系统及其运作方法,且特别是有关于一种具有分段处理资料写入指令的资料储存系统及其运作方法。
背景技术
在目前,市面上的大量储存装置主要可分为以磁头和磁盘组成的传统硬盘(HardDriver disk,HDD)以及以非挥发性存储器(non-volatile memory)组成的固态硬盘(SolidState Disk,SSD)。一般而言,当接收到主机发出的资料写入指令时,储存装置需确认资料已完全写入主要储存单元(磁盘或非挥发性存储器)后,才能回复写入完成指令给主机。而主机于接收到写入完成指令后,才会发出下一个指令给储存装置。然而,将资料完全写入主要储存单元(磁盘或非挥发性存储器)需要花费较长的时间,如此将影响计算机系统的整体效能,因此如何同时提高资料的访问速度及安全性仍是设计储存装置的一个重点。
发明内容
本发明提供一种资料储存系统及其运作方法,其通过资料存取单元来分段处理资料写入指令,以增进资料储存系统的资料读写效率,并可大幅减少资料储存系统的资料遗失量,以提高资料储存系统的资料储存可靠性。
本发明的资料储存系统包括一资料储存单元、一快取单元及一资料存取单元。资料存取单元耦接资料储存单元及快取单元。当资料存取单元接收到来自一主机的一资料写入指令时,资料存取单元用以于资料写入指令中的一写入资料储存于快取单元后回复主机一写入完成指令,将资料写入指令排入一资料写入排程表,以及依据资料写入排程表将写入资料由快取单元读出并写入至资料储存单元。
在本发明的一实施例中,资料存取单元具有一快取资料对应表及一资料写入排程表,其中快取资料对应表用以记录快取单元中所储存的写入资料的一对应地址信息,资料写入排程表用以对资料写入指令进行写入排程。
在本发明的一实施例中,资料存取单元依据写入资料对应的一逻辑地址以及写入资料储存于快取单元的一实体地址更新快取资料对应表。
在本发明的一实施例中,资料存取单元依据写入资料对应的逻辑地址查询快取资料对应表,以取得写入资料储存于快取单元的实体地址。
在本发明的一实施例中,当资料存取单元接收到来自主机的接收到一资料读取指令时,资料存取单元通过快取资料对应表确认资料读取指令所要读取的一读取资料是否储存于快取单元。当读取资料储存于快取单元时,则资料存取单元自快取单元读出读取资料。当读取资料未储存于快取单元时,则资料存取单元自资料储存单元读出读取资料。
在本发明的一实施例中,当资料存取单元回复写入完成指令时,对应于写入完成指令的资料写入指令中的写入资料尚未写入于资料储存单元。
本发明的资料储存系统的运作方法,包括下列步骤。接收来自一主机的一资料写入指令。于资料写入指令的一写入资料储存于一快取单元后,回复一写入完成指令至主机。将资料写入指令排入一资料写入排程表。依据资料写入排程表将写入资料由快取单元读出并写入至一资料储存单元。
在本发明的一实施例中,资料储存系统的运作方法还包括:于该资料写入指令的一写入资料储存于一快取单元后,记录该写入资料的一逻辑地址及该写入资料储存于该快取单元的一实体地址于一快取资料表。
在本发明的一实施例中,资料储存系统的运作方法还包括:依据写入资料对应的一逻辑地址查询快取资料对应表,以取得写入资料储存于快取单元的一实体地址。
在本发明的一实施例中,资料储存系统的运作方法还包括:接收来自一主机的一资料读取指令;通过快取资料表格确认资料读取指令所要读取的一读取资料是否储存于快取单元;当读取资料储存于快取单元时,则资料存取单元自快取单元读出读取资料;以及,当读取资料未储存于快取单元时,则资料存取单元自资料储存单元读出读取资料。
基于上述,本发明实施例的资料储存系统及其运作方法,其资料存取单元在写入资料储存于快取单元后即回复写入完成指令至主机,由此可有效地提升主机的处理速度,并进而增进资料储存系统的资料读写效率。再者,资料储存系统于背景处理时逐步将写入资料由快取单元写入至资料储存单元,如此可大幅减少资料储存系统的资料遗失量,并提高资料储存系统的资料储存可靠性。
附图说明
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图作详细说明如下,其中:
图1为依据本发明一实施例的资料储存系统的系统示意图。
图2为依据本发明一实施例的资料储存系统的运作方法的流程图。
具体实施方式
图1为依据本发明一实施例的资料储存系统的系统示意图。请参照图1,在本实施例中,资料储存系统100包括资料储存单元110、快取单元120及资料存取单元130,其中资料储存单元110为资料储存系统100的主要储存单元,用以储存用户资料,且当资料储存系统100断电时,资料储存单元110内的储存资料不会消失。资料储存单元110例如包括硬盘及/或固态硬盘,但本发明实施例并不以此为限,资料储存单元110亦可为采用其他资料储存技术的储存装置。快取单元120用以暂时储存用户资料,其中快取单元120的资料访问速度高于资料储存单元110,且当资料储存系统100断电时,快取单元120内的储存资料将会消失。
在本实施例中,资料存取单元130耦接资料储存单元110及快取单元120,并且资料存取单元130内包含快取资料对应表132及资料写入排程表134,其中快取资料对应表132用以记录快取单元120中所储存的写入资料的对应地址信息,资料写入排程表134用以对接收到的资料写入指令进行排程。资料存取单元130用以依据接收到的资料读取指令或资料写入指令进行对应的系统运作。上述的系统运作包含但不限于回复接收到的资料写入指令、建立/更新快取资料对应表、建立/更新资料写入排程表、以及确保写入资料正确性等。以下将分别针对资料储存系统100接收到资料读取指令及资料写入指令时的运作方法作进一步的说明。
请参照图1,当资料储存系统100接收到由主机200发出的资料写入指令CWR时,资料储存系统100会将资料写入指令CWR中的写入资料DW储存于快取单元120中。同时,当资料存取单元130接收到资料写入指令CWR时,资料存取单元130会直接回复写入完成指令WRD给主机200,并且将当次的资料写入指令CWR更新至资料写入排程表134内。当主机200接收到写入完成指令WRD时,主机200便可再发出下一个指令给资料储存系统100。若主机200发出的下一个指令仍为资料写入指令CWR时,资料储存系统100会依据上述的运作流程将写入资料DW先储存于快取单元120中,同时资料存取单元130会直接回复写入完成指令WRD给主机200,并且将当次的资料写入指令CWR更新至资料写入排程表134内。
通过上述运作流程,主机200无须实际等待资料储存系统100将写入资料DW储存至资料储存单元110的写入时间,因此可有效地提升主机200的处理速度,并进而增进资料储存系统100的资料读写效率。
再者,在主机200发出的资料写入指令CWR中,除了包含写入资料DW之外,其还包含写入资料DW对应的逻辑地址。在本实施例中,当资料储存系统100将资料写入指令CWR中的写入资料DW储存于快取单元120后,资料存取单元130会依据写入资料DW对应的逻辑地址以及写入资料DW储存于快取单元120的实体地址来建立/更新快取资料对应表132。换句话说,快取资料对应表132用以记录各个资料写入指令CWR中的写入资料DW对应的逻辑地址以及写入资料DW储存于快取单元120的实体地址。
依据上述,当资料存取单元130接收到资料写入指令CWR,并直接回复写入完成指令WRD给主机200后,资料存取单元130会将接收到的资料写入指令CWR依序排入资料写入排程表134内,并依据资料写入排程表134依序将资料写入指令CWR对应的写入资料DW由快取单元120读出并写入资料储存单元110中。在本发明的一实施例中,各个资料写入指令CWR所对应的写入资料DW可利用对应的逻辑地址来查询快取资料对应表132,以找出对应的写入资料DW储存于快取单元120的实体地址。接着,资料存取单元130可通过找出的实体地址来从快取单元120中读出对应的写入资料DW并将其写入资料储存单元110中。
在本发明实施例中,资料储存系统100通过资料存取单元130将对应于资料写入指令CWR所进行的资料写入处理分为前景处理及背景处理。在前景处理中,于接收到资料写入指令CWR后,资料储存系统100先将写入资料DW储存在快取单元120中,并在将写入资料DW写入资料储存单元110之前,直接回复主机200写入完成指令WRD,以维持资料储存系统100与主机200之间的处理速度及资料读写效率。同时,在前景处理中,资料存取单元130会依据接收到的资料写入指令CWR的接收顺序建立资料写入排程表134,并于快取资料对应表132纪录对应的相关地址信息,以便于进行后续的背景处理。
依据上述,虽然在前景处理时,资料储存系统100已经直接回复主机200写入完成指令WRD,然而写入资料DW实际上尚未被写入资料储存单元110中。在本发明实施例中,写入资料DW是于背景处理时被写入资料储存单元110中。在背景处理中,资料储存系统100会依据资料写入排程表134逐步处理之前接收到的资料写入指令CWR,并通过快取资料对应表132由快取单元120中读出对应的写入资料DW,并将写入资料DW写入资料储存单元110中。由于资料储存系统100持续将写入资料DW由快取单元120写入至资料储存单元110,所以当断电发生时,虽然快取单元120内的写入资料DW会消失,但由于快取单元120中的写入资料DW已在背景处理时被写入资料储存单元110,因此可大幅减少写入资料DW资料的遗失量,以提高资料储存系统100的资料储存可靠性。
在本发明实施例中,前景处理及背景处理可同时进行或是交错进行。再者,亦可考虑资料储存系统100的运作状态,例如:忙碌或空闲状态,来决定背景处理的启动时机,以在不影响资料储存系统100的运作效率下执行将写入资料DW实际写入资料储存单元110的背景处理。
在本发明另一实施例中,资料存取单元130可于将写入资料DW写入资料储存单元110前先进行资料正确性检查。在背景处理中,资料储存系统100会依据资料写入排程表134逐步处理之前接收到的资料写入指令CWR,由于接收到的资料写入指令CWR皆被依序排入资料写入排程表134,而较晚接收到的资料写入指令CWR的指令内容有可能包含更新较早接收到的资料写入指令CWR的写入资料,因此在将写入资料DW写入资料储存单元110前,资料存取单元130可先确认后续的资料写入指令CWR是否有对资料写入排程表134中较早的资料写入指令CWR进行更新,亦即确认资料写入指令CWR是否对当前的写入资料DW进行更新,进而决定是否直接读取更新的写入资料DW,并直接将更新的写入资料DW写入资料储存单元110。如此,除了可以确保资料正确性之外,亦可省去对应同一逻辑地址的写入资料DW的重复写入时间。
举例而言,假设资料储存系统100先后接收到第一资料写入指令CWR1及第二资料写入指令CWR2,其中第一资料写入指令CWR1的指令内容包含将第一写入资料DW1写入资料储存单元110,而第二资料写入指令CWR2的指令内容包含将第一写入资料DW1更新为第二写入资料DW2。在前景处理中,资料存取单元130会分别将第一写入资料DW1及第二写入资料DW2储存于快取单元120,并将对应的相关地址信息纪录于快取资料对应表132。接着,资料存取单元130直接回复主机200写入完成指令WRD,并分别将第一资料写入指令CWR1及第二资料写入指令CWR2排入资料写入排程表134。
在背景处理中,资料存取单元130会依据资料写入排程表134逐步处理接收到的资料写入指令CWR。当进行处理第一资料写入指令CWR1时,资料存取单元130会确认资料写入排程表134内后续的资料写入指令CWR是否有对第一写入资料DW1进行更新,亦即确认是否有对应同一逻辑地址的资料写入指令CWR。当资料存取单元130发现第二资料写入指令CWR2的指令内容包含将第一写入资料DW1更新为第二写入资料DW2时,资料存取单元130可忽略第一资料写入指令CWR1而直接进行第二资料写入指令CWR2。此时,资料存取单元130通过快取资料对应表132将更新的第二写入资料DW2由快取单元120读出并写入资料储存单元110,亦即将第二资料写入指令CWR2取代第一资料写入指令CWR1,并且消除第二资料写入指令CWR2的原本资料排程。如此,可直接于资料储存单元110写入正确的更新资料(第二写入资料DW2),并省去原始写入资料DW(第一写入资料DW)的写入时间,进而提高资料储存系统100的读写效率及资料正确性。
在本发明实施例中,当资料储存系统100接收到由主机200发出的资料读取指令CRD时,资料存取单元130依据资料读取指令CRD欲读取的读取资料DR的逻辑地址来查询快取资料对应表132,以确认资料读取指令CRD所需要的读取资料DR是否储存于快取单元120中。当资料读取指令CRD所需要的读取资料DR储存于快取单元120中时,资料存取单元130会依据资料读取指令CRD欲读取的读取资料DR的逻辑地址自快取资料对应表132找到读取资料DR储存于快取单元120中的实体地址,以由快取单元120中读出资料读取指令CRD所需要的读取资料DR,并且直接回复资料读取指令CRD所需要的读取资料DR。当资料读取指令CRD所需要的读取资料DR未储存于快取单元120中时,资料存取单元130则存取资料储存单元110,以从资料储存单元110读出资料读取指令CRD所需要的读取资料DR,并且接着回复资料读取指令CRD所需要的读取资料DR。
图2为依据本发明一实施例的资料储存系统的运作方法的流程图。请参照图2,在本实施例中,资料储存系统的运作方法包括下列步骤。首先,判断主机是发出资料写入指令或资料读取指令(步骤S310)。若主机发出资料写入指令,则资料储存系统接收到资料写入指令(步骤S320)。接着,资料存取单元于资料写入指令的写入资料储存于快取单元后回复写入完成指令(步骤S330)。接着,资料存取单元将资料写入指令排入资料写入排程表(步骤S340)。接着,资料存取单元依据资料写入排程表将储存于快取单元中的写入资料读出并写入资料储存单元(步骤S350)。
另一方面,若是主机发出资料读取指令,则资料储存系统接收到资料读取指令(步骤S360)。接着,资料存取单元确认资料读取指令所要读取的读取资料是否储存于快取单元(步骤S370)。当资料读取指令所要读取的读取资料是储存于快取单元中时,亦即步骤S370的判断结果为“是”,则资料存取单元自快取单元读出读取资料(步骤S380);反之,当资料读取指令所要读取的读取资料未储存于快取单元中时,亦即步骤S370的判断结果为“否”,则资料存取单元自资料储存单元读出读取资料(步骤S390)。其中,上述步骤S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380及S390的顺序为用以说明,本发明实施例不以此为限。并且,上述步骤S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380及S390的细节可参照图1实施例所示,在此则不再赘述。
综上所述,本发明实施例的资料储存系统及其运作方法,其资料存取单元在写入资料储存于快取单元后即回复写入完成指令至主机,由此可有效地提升主机的处理速度,并进而增进资料储存系统的资料读写效率。再者,资料储存系统于背景处理时逐步将写入资料由快取单元写入至资料储存单元,如此可大幅减少资料储存系统的资料遗失量,并提高资料储存系统的资料储存可靠性。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定的为准。
Claims (10)
1.一种资料储存系统,包括:
一资料储存单元;
一快取单元;以及
一资料存取单元,耦接该资料储存单元及该快取单元;
其中,当该资料存取单元接收到来自一主机的一资料写入指令时,该资料存取单元用以于该资料写入指令中的一写入资料储存于该快取单元后回复该主机一写入完成指令,将该资料写入指令排入一资料写入排程表,以及依据该资料写入排程表将该写入资料由该快取单元读出并写入至该资料储存单元,
其中,该资料写入排程表包含一第一资料写入指令的写入排程,以及排在该第一资料写入指令之后的至少一第二资料写入指令的写入排程,
其中,该资料存取单元于执行该第一资料写入指令的写入排程,以将该第一资料写入指令的一第一写入资料写入至该资料储存单元时,先进行一资料正确性检查,其中,该资料存取单元确认该第二资料写入指令中是否有对该第一写入资料进行更新,若有,则忽略该第一资料写入指令。
2.如权利要求1所述的资料储存系统,其中该资料存取单元具有一快取资料对应表及该资料写入排程表,其中该快取资料对应表用以记录该快取单元中所储存的该写入资料的一对应地址信息,该资料写入排程表用以对该资料写入指令进行写入排程。
3.如权利要求2所述的资料储存系统,其中该资料存取单元依据该写入资料对应的一逻辑地址以及该写入资料储存于该快取单元的一实体地址更新该快取资料对应表。
4.如权利要求3所述的资料储存系统,其中该资料存取单元依据该写入资料对应的该逻辑地址查询该快取资料对应表,以取得该写入资料储存于该快取单元的该实体地址。
5.如权利要求1所述的资料储存系统,其中当该资料存取单元接收到来自该主机的接收到一资料读取指令时,该资料存取单元确认该资料读取指令所要读取的一读取资料是否储存于该快取单元,当该读取资料储存于该快取单元时,则该资料存取单元自该快取单元读出该读取资料,当该读取资料未储存于该快取单元时,则该资料存取单元自该资料储存单元读出该读取资料。
6.如权利要求1所述的资料储存系统,其中当该资料存取单元回复该写入完成指令时,对应于该写入完成指令的该资料写入指令中的该写入资料尚未写入于该资料储存单元。
7.一种资料储存系统的运作方法,包括:
接收来自一主机的一资料写入指令;
于该资料写入指令的一写入资料储存于一快取单元后,回复一写入完成指令至该主机;
将该资料写入指令排入一资料写入排程表;以及
依据该资料写入排程表将该写入资料由该快取单元读出并写入至一资料储存单元,
其中,该资料写入排程表包含一第一资料写入指令的写入排程,以及排在该第一资料写入指令之后的至少一第二资料写入指令的写入排程,
其中,于执行该第一资料写入指令的写入排程,以将该第一资料写入指令的一第一写入资料写入至该资料储存单元时,先进行一资料正确性检查,该资料正确性检查包含确认该第二资料写入指令中是否有对该第一写入资料进行更新,若有,则忽略该第一资料写入指令。
8.如权利要求7所述的资料储存系统的运作方法,其中于该资料写入指令的一写入资料储存于一快取单元后还包括:
记录该写入资料的一逻辑地址及该写入资料储存于该快取单元的一实体地址于一快取资料表。
9.如权利要求8所述的资料储存系统的运作方法,其中依据该资料写入排程表将该写入资料由该快取单元读出并写入至一资料储存单元还包括:
依据该写入资料对应的该逻辑地址查询该快取资料对应表,以取得该写入资料储存于该快取单元的该实体地址。
10.如权利要求7所述的资料储存系统的运作方法,其中当回复该写入完成指令时,对应于该写入完成指令的该资料写入指令中的该写入资料尚未写入于该资料储存单元。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200102 Address after: 21 / F, 392 Ruiguang Road, Neihu district, Taipei, Taiwan, China Patentee after: Jianxing Storage Technology Co., Ltd Address before: Ruiguang road Taiwan Taipei City Neihu district China No. 392 22 floor Patentee before: Lite-On Technology Corporation |
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TR01 | Transfer of patent right |