JP2009503731A - 大容量データ記憶システム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている以下の同時係属中の米国特許出願に関する。以下の特許出願とは、2005年2月4日に出願されたアラン・W・シンクレアが発明者である「デュアルメディア記憶装置」という米国特許出願第10/772,855号(代理人整理番号:SDK01P018)(特許文献1)、2005年2月4日に出願されたアラン・W・シンクレアが発明者である「大容量記憶アクセラレータ」という米国特許出願第10/772,789号(代理人整理番号:SDK1P019)(特許文献2)、2005年2月16日に出願されたアラン・W・シンクレアおよびピーター・J・スミスが発明者である「フラッシュメモリにおける直接データファイル記憶」という米国特許出願第11/060,249号(代理人整理番号:SDK0380.US0)(特許文献3)、2005年2月16日に出願されたアラン・W・シンクレアおよびピーター・J・スミスが発明者である「フラッシュメモリにおける直接データファイルのプログラミングおよび削除」という米国特許出願第11/060,174号(代理人整理番号:SDK0380.US1)(特許文献4)、2005年2月16日に出願されたアラン・W・シンクレアおよびピーター・J・スミスが発明者である「フラッシュメモリにおける直接データファイル記憶実施技術」という米国特許出願第11/060,248号(代理人整理番号:SDK0380.US2) (特許文献5)、アラン・W・シンクレアおよびバリー・ライトによって本願と同時に出願された「フラッシュメモリにおける直接データファイル記憶」という米国仮特許出願(特許文献6)である(以下、前述した特許出願は、「直接データファイル記憶アプリケーション」としてまとめて称せられる)。
図1Aは、本発明を利用することができる汎用計算機システム(ホストシステム)100を示す。システム100の構成要素は、コンピュータ160、マウス170などの様々な入出力(「I/O」)装置、キーボード165、モニタ120およびプリンタ125を含む。
図2Aは、大容量記憶システム(仮想フラッシュ記憶または仮想記憶装置と称してもよい)150のブロック図を示す。大容量記憶システム150は、ファイルインターフェイスチャンネル103を介してホストシステム100と連動する。ファイルインターフェイス103は、以下に記載するファイルベースのプロトコルを使用して、大容量記憶150の構成要素とホストシステム100との間でデータ/コマンドの転送を促進する。
図2Gは、2005年2月16日に出願された同時係属中の米国特許出願第11/060,249号(代理人整理番号:SDK0380.US0)(特許文献3)、および前に参照されている直接データファイル記憶アプリケーションに開示された、「直接データファイル」記憶のためのフラッシュ素子116または「直接ファイル記憶」(「DFS」)方法/システムによって使用されるレイアウトを示す。
図2Nは、1次記憶116(図2Aの1次記憶116に類似する)および2次記憶110を有する仮想フラッシュ記憶150と連動するホストシステム100を示す。
本発明の1つの態様では、1次記憶116のファイルディレクタ106は、以下に要約されるとともに、図3〜6および8A/8B〜9に例示される処理フローチャートに関して詳細に記載される様々な処理を行なう。
図4は、本発明の1つの態様による仮想記憶にデータを書き込むための実行可能なプロセスステップの処理フローチャートを示す。図3で示すように、ファイル書き込みプロセスは、ステップS306で開始する。
図5は、本発明の1つの態様によるファイル読み出しプロセスのための処理フローチャートを示す。ファイル読み出しプロセスは、図3のステップS308から開始する。ファイルディレクタ106は、ステップS500で、ファイルロケータ106Aを読み出す。
図6は、本発明の1つの態様による、データをコピーするためのフローチャートを示す。フローチャートは、図3のプロセスステップS312を実行することである。
図2Pは、ファイルディレクタ106によってデータ転送処理のリストを提供する表1を示す。
Claims (73)
- データ記憶システムであって、
ファイルベースのプロトコルを使用するインターフェイスを介してホストシステムと連動する第1の不揮発性大容量記憶装置と、
第2の不揮発性大容量記憶装置と、を含み、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、第1の不揮発性大容量記憶装置と連動し、ホストシステムからのデータは、第1の不揮発性大容量記憶装置および/または第2の不揮発性大容量記憶装置に記憶されることが可能であるデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータ転送を可能とする第2の不揮発性大容量記憶装置の論理アドレス空間に対してデータファイルをマッピングするディスクファイルシステムを含むデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動する固体メモリであるデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ハードディスクであるデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置中のインターフェイスは、ファイルバイファイル形式でフラッシュメモリからデータにアクセスする直接データファイルインターフェイスと連動するデータ記憶システム。 - 請求項5記載のデータ記憶システムにおいて、
インターフェイスは、ファイルベースの形式を使用して、フラッシュメモリからホストシステムにデータを転送するデータ記憶システム。 - 請求項5記載のデータ記憶システムにおいて、
インターフェイスは、直接データファイルインターフェイスと連動して、第2の不揮発性大容量記憶装置に、および第2の不揮発性大容量記憶装置からデータを転送し、直接データファイルインターフェイスは、ディスクファイルシステムおよびディスクドライバと連動して、論理インターフェイスを介して第2の不揮発性大容量記憶装置からデータを送信および/または受信するデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムであって、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置のアクセス時間より速いアクセス時間およびその記憶容量より少ない記憶容量を有し、第2の不揮発性大容量記憶装置が利用不可能な状態ならば、第1の不揮発性大容量記憶装置からデータがアクセスされることが可能であり、または、第2の不揮発性大容量記憶装置が利用可能な状態である場合、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との両方からデータがアクセスされることが可能であるデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第1のセグメントを保存するために使用され、第2の不揮発性大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第2のセグメントを記憶するために使用されるデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置からデータを読み出すためのキャッシュとして作動するデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して書き込みキャッシュとして作動するデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
データ記憶システムのメモリコントローラは、ホストシステムから受信されるファイルデータがどこに記憶されるべきかを決定するデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して一時的なバックアップとして機能するデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第1の不揮発性大容量記憶装置からコピーされ、ホストシステムによって実行される実行アプリケーションプログラムファイルを記憶するデータ記憶システム。 - 請求項1記載のデータ記憶システムにおいて、
不応期間にバックグラウンド処理として、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータがコピーされるデータ記憶システム。 - 請求項15記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータを転送するためにバッファが使用されるデータ記憶システム。 - データ記憶システムにおいて、
ファイルベースのプロトコルを介してホストシステムと連動する第1の不揮発性大容量記憶装置を含み、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置と連動するためのディスクドライバを含み、ホストシステムからのファイルデータが、第1の不揮発性大容量記憶装置および/または第2の不揮発性大容量記憶装置に記憶されることが可能であるデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置の論理アドレス空間にデータファイルをマッピングするディスクファイルシステムを含み、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータ転送を可能とするデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動する固体メモリであるデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ハードディスクであるデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置のアクセス時間より速いアクセス時間およびその記憶容量より少ない記憶容量を有し、第2の不揮発性大容量記憶装置が利用不可能な状態ならば、第1の不揮発性大容量記憶装置からデータがアクセスされることが可能であり、または、第2の不揮発性大容量記憶装置が利用可能な状態である場合、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との両方からデータがアクセスされることが可能であるデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第1のセグメントを保存するために使用され、第2の不揮発性大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第2のセグメントを記憶するために使用されるデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置からデータを読み出すためのキャッシュとして作動するデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して書き込みキャッシュとして作動するデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して一時的なバックアップとして機能するデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第1の不揮発性大容量記憶装置からコピーされ、ホストシステムによって実行される実行アプリケーションプログラムファイルを記憶するデータ記憶システム。 - 請求項17記載のデータ記憶システムにおいて、
不応期間にバックグラウンド処理として、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータがコピーされ、また第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータを転送するためにバッファが使用されることが可能であるデータ記憶システム。 - 第1の不揮発性大容量記憶装置および第2の不揮発性大容量記憶装置を含む、大容量記憶システムにホストシステムによって送信されるデータを書き込む方法であって、
個々のファイル内の固有ファイル識別子およびオフセットによってデータの個々のファイルを識別するステップであって、ホストシステムは、固有ファイル識別子およびオフセットを生成し、大容量記憶システムにファイル識別子およびオフセットを送信するステップと、
第1の不揮発性記憶装置において空間が利用可能ならば、第1の不揮発性大容量記憶装置にデータを記憶するステップと、
第1の不揮発性大容量記憶装置においてファイルに対する記憶空間が利用不可能であるならば、第1の不揮発性大容量記憶装置から第2の不揮発性大容量記憶装置にデータを転送するためのコピー処理の予定を決めるステップと、
を含む方法。 - 請求項28記載の方法において、
大容量記憶システムは、第1の不揮発性大容量記憶装置および/または第2の不揮発性大容量記憶装置にデータが記憶されるべきかどうかを決定する方法。 - 請求項29記載の方法において、
第1のセグメントが第1の不揮発性大容量記憶装置に記憶されるとともに第2のセグメントが第2の不揮発性大容量記憶装置に記憶されるように、ホストシステムによって送信されるファイルは分割される方法。 - 請求項28記載の方法において、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動する固体メモリである方法。 - 請求項28記載の方法において、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ハードディスクである方法。 - 第1の不揮発性大容量記憶装置および第2の不揮発性大容量記憶装置を含む、大容量記憶システムからデータを読み出す方法であって、
ファイルに対して個々の固有ファイル識別子およびオフセットを受信するステップであって、ホストシステムが固有ファイル識別子およびオフセットを生成し、データが大容量記憶システムから読み出される大容量記憶システムにファイル識別子およびオフセットを送信するステップと、
第1の不揮発性大容量記憶装置または第2の不揮発性大容量記憶装置にファイルが位置するかどうかを決定するステップと、
ファイルが第1の不揮発性大容量記憶装置に位置するならば、第1の不揮発性大容量記憶装置からデータにアクセスするステップと、
を含む方法。 - 請求項33記載の方法において、
要求されるファイルの第1のセグメントが第1の不揮発性大容量記憶装置に記憶されるとともに、第2のセグメントが第2の不揮発性大容量記憶装置に記憶されるならば、第2のセグメントが第2の不揮発性大容量記憶装置からアクセスされる間に、第1のセグメントは、ホストシステムに転送される方法。 - 請求項33記載の方法において、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動する固体メモリである方法。 - 請求項33記載の方法において、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ハードディスクである方法。 - 第1の不揮発性大容量記憶装置および第2の不揮発性大容量記憶装置を含む、大容量記憶システムにホストシステムによって送信されるデータを書き込む方法であって、
個々のファイル内の固有ファイル識別子およびオフセットによってデータの個々のファイルを識別するステップであって、ホストシステムは、固有ファイル識別子およびオフセットを生成し、大容量記憶システムにファイル識別子およびオフセットを送信するステップと、
第1の不揮発性記憶装置において空間が利用可能ならば、第1の不揮発性大容量記憶装置にファイルデータを書き込むステップと、
ファイルデータが分割されるべきかどうかを決定するステップと、
第2の不揮発性大容量記憶装置にファイルセグメントをコピーするステップと、
を含む方法。 - 請求項37記載の方法において、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動する固体メモリである方法。 - 請求項37記載の方法において、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ハードディスクである方法。 - 第1の不揮発性大容量記憶装置および第2の不揮発性大容量記憶装置を含む、大容量記憶システムにホストシステムによって送信されるデータを書き込む方法であって、
ホストシステムから書き込みコマンドを受信するステップと、
第1の不揮発性大容量記憶装置において空間が利用可能ならば、第1のファイルセグメントを書き込むための第1の不揮発性大容量記憶装置に書き込みコマンドを送信するステップと、
第2のファイルセグメントを書き込むための第2の不揮発性大容量記憶装置に書き込みコマンドを送信するステップと、
第2の不揮発性大容量記憶装置が第2のファイルセグメントを記憶する準備ができている間、第1の不揮発性大容量記憶装置に第1のファイルセグメントを記憶するステップと、
第2の不揮発性大容量記憶装置に第2のファイルセグメントを記憶するステップと、
を含む方法。 - 請求項40記載の方法において、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動する固体メモリである方法。 - 請求項40記載の方法において、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ハードディスクである方法。 - 請求項40記載の方法において、
第1の不揮発性大容量記憶装置において空間が利用不可能ならば、ファイルデータは、第2の不揮発性大容量記憶装置に記憶される方法。 - ホストシステムとデータ記憶システムとの間でデータを転送するためのシステムであって、
ファイルベースのプロトコルを使用して、データ記憶システムとホストシステムとの間でデータを転送するインターフェイスであって、データ記憶システムは、第1の不揮発性大容量記憶装置および第2の不揮発性大容量記憶装置を含み、第1の不揮発性大容量記憶装置は、第1の形式でデータを記憶し、第2の不揮発性大容量記憶装置は、第2の形式でデータを記憶するインターフェイスを含むシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置の論理アドレス空間にデータファイルをマッピングするディスクファイルシステムを含み、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータ転送を可能にするシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動する固体メモリであるシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第2の不揮発性大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ハードディスクであるシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置のアクセス時間より速いアクセス時間およびその記憶容量より少ない記憶容量を有し、第2の不揮発性大容量記憶装置が利用不可能な状態であるならば、第1の不揮発性大容量記憶装置からデータがアクセスされることが可能であり、または、第2の不揮発性大容量記憶装置が利用可能な状態である場合、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との両方からデータがアクセスされることが可能であるシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第1のセグメントを保存するために使用され、第2の不揮発性大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第2のセグメントを記憶するために使用されるシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置からデータを読み出すためのキャッシュとして作動するシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して書き込みキャッシュとして作動するシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
データ記憶システムのメモリコントローラは、ホストシステムから受信されるファイルデータがどこで記憶されるべきかを決定するシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第2の不揮発性大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して一時的なバックアップとして機能するシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置は、第1の不揮発性大容量記憶装置からコピーされ、ホストシステムによって実行される実行アプリケーションプログラムファイルを記憶するシステム。 - 請求項44記載のシステムにおいて、
不応期間にバックグラウンド処理として、第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータがコピーされるシステム。 - 請求項55記載のシステムにおいて、
第1の不揮発性大容量記憶装置と第2の不揮発性大容量記憶装置との間でデータを転送するためにバッファが使用されるシステム。 - ホストシステムとデータ記憶システムとの間でデータを転送するためのシステムであって、
ファイルベースのプロトコルを使用して、データ記憶システムとホストシステムとの間でデータを転送するインターフェイスであって、データ記憶システムは、第1の大容量記憶装置および第2の大容量記憶装置を含み、第1の大容量記憶装置は、固体の不揮発性メモリ素子であり、第2の大容量記憶装置は、非固体のメモリ素子であるインターフェイスを含むシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、1次記憶装置として作動するフラッシュメモリ装置であるシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第2の大容量記憶装置は、2次記憶装置として作動する磁気ディスクドライブであるシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、ファイルバイファイル形式でデータを記憶するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第2の大容量記憶装置は、論理インターフェイスを介して受信されるデータを記憶するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置および第2の大容量記憶装置は、異なる形式を使用して、データを記憶するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置および第2の大容量記憶装置は、同様の形式を使用して、データを記憶するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、第2の大容量記憶装置の論理アドレス空間にデータファイルをマッピングするディスクファイルシステムを含み、第1の大容量記憶装置と第2の大容量記憶装置との間でデータ転送を可能とするシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、第2の大容量記憶装置のアクセス時間より速いアクセス時間およびその記憶容量より少ない記憶容量を有し、第2の大容量記憶装置が利用不可能な状態であるならば、第1の大容量記憶装置からデータがアクセスされることが可能であり、または、第2の大容量記憶装置が利用可能な状態である場合、第1の大容量記憶装置と第2の大容量記憶装置との両方からデータがアクセスされることが可能であるシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第1のセグメントを保存するために使用され、第2の大容量記憶装置は、ホストシステムから受信されるファイルの第2のセグメントを記憶するために使用されるシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、第2の大容量記憶装置からデータを読み出すためのキャッシュとして作動するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、第2の大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して書き込みキャッシュとして作動するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
データ記憶システムのメモリコントローラは、ホストシステムから受信されるファイルデータがどこで記憶されるべきかを決定するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、第2の大容量記憶装置に書き込まれるデータに対して一時的なバックアップとして機能するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置は、第1の大容量記憶装置からコピーされ、ホストシステムによって実行される実行アプリケーションプログラムファイルを記憶するシステム。 - 請求項57記載のシステムにおいて、
不応期間にバックグラウンド処理として、第1の大容量記憶装置と第2の大容量記憶装置との間でデータがコピーされるシステム。 - 請求項72記載のシステムにおいて、
第1の大容量記憶装置と第2の大容量記憶装置との間でデータを転送するためにバッファが使用されるシステム。
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