JP6764359B2 - 重複除去dramメモリモジュール及びそのメモリ重複除去方法 - Google Patents

重複除去dramメモリモジュール及びそのメモリ重複除去方法 Download PDF

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Description

本発明はDRAMなどのメモリにおけるデータの重複除去(deduplication)に係り、更に詳細には、重複除去機能を備えたDRAMメモリモジュール及びそのメモリ重複除去方法に関する。
データ重複除去は、メモリ装置の容量費用を削減するためにメモリ装置内における冗長なデータの削減を意味する。データ重複除去で、データ物件及び/又は項目(object/item、例えば、データファイル)は1つ又はそれ以上のデータライン、チャンク、及び/又はブロックに分けられる。同一のデータから構成された複数のデータブロックを1つの格納されたデータブロックに連関させることによって、データブロックの重複コピーはコンピュータメモリによって削減されるか、或いは除去されるので、メモリ装置におけるデータの冗長なコピーの全体量は削減される。データの冗長なコピーの削減は読出しレイテンシ及びメモリ帯域幅を増加させ、ひいては電力節減をもたらし得る。
従って、仮に重複したデータコピーが1つのデータコピーに削減できれば、同一量の物理的資源を使用しながら、メモリ装置の全体使用可能な容量は増加される。その結果としてメモリ装置を経済的に使用できるのでデータ再書込み(Rewrite)回数の削減が可能になり、メモリに既に格納された重複したデータブロックに対する書込み要請が廃棄されるので、結局、データ重複除去が適用されたメモリ装置の寿命スパンは、効果的に書込み耐久性を増加させることによって延長できる。
従来の一般的なデータ重複除去方法は、CPU中心のアプローチを採用して、重複除去エンジンがCPU又はメモリコントローラ(Memory Controller、MC)に統合されているメモリ内重複除去(in−memory deduplication)技術を使用する。
このような方法は通常、メモリコントローラと動作する重複除去キャッシュ(Deduplicated Cache、DDC)を具現することにより、CPUプロセッサによる重複の認識を可能にし、そして、メモリコントローラの制御に従って重複除去メモリ動作(例えば、コンテンツ検索(Content lookups)、参照カウント更新(Reference Count Updates、以下、「update(s)」を「更新」と約す)、等)の提供をトライする。
重複除去の方法はまた、重要な経路(クリティカルパス)から変換フェッチ(Translation Fetch、主記憶からの変換命令の取出し)を除去してデータ読出しを増加させるために変換ラインをキャッシング(Caching)するキャッシュであり、索引バッファ(Lookaside Buffer)と類似である、直接変換バッファ(Direct Translation Buffer、DTB)を具現する。
重複除去は普通ハード(ディスク)ドライブ(HDD)に対して使用される。しかし、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリの領域における微細な(fine_grain)重複除去の提供に関心が寄せられている。
このような背景技術において前述した情報は、単に発明の理解を助けるために提供され、従って従来の技術を構成しない情報を含み得る。
上述した技術的課題を解決するためになされた本発明に係る重複除去メモリモジュールの目的は、重複除去アプリケーションを直ちに処理する効率的な重複除去DRAMメモリモジュール及びそのメモリ重複除去方法を提供することにある。
本発明の実施形態の一側面はDRAM(Dynamic random access memory)を含むメモリモジュールにおけるメモリ重複除去に係る。
本発明の実施形態に係り提供された、メモリ重複除去を内部的に遂行する重複除去DRAMメモリモジュールは、複数のハッシュテーブルを含むハッシュテーブルアレイに、読出し要請に従って検索される(retrieve)ことができるように複数のデータブロックを格納するハッシュテーブルメモリと、ここで、前記ハッシュテーブルの各々は、複数の物理的バケット(Buckets)及び複数の仮想バケット(Virtual buckets)を含み、前記複数の仮想バケットの各々は、複数の前記物理的バケットを含み、前記物理的バケットの各々は、ウェイ(Ways)を含み、前記物理的バケットの中で対応する1つに格納された前記データブロックの各々の位置を示す複数のポインタ(Pointers)を含むALUTM(Address lookup table memory)と、前記ハッシュテーブルアレイが満杯である場合、前記ハッシュテーブルメモリに格納されないユニークな(新規の)データブロックを格納するためのバッファメモリと、プロセッサと、メモリと、を含み、前記メモリは、前記プロセッサによって遂行される時前記DRAMメモリモジュールが外部システムとデータの交換する命令を格納する、ことを特徴とする
前記DRAMメモリモジュールは、DRAM(Dynamic random−access memory)システムオンチップ(System on a chip)で構成されることができる。
前記DRAMメモリモジュールは、アプリケーションパターン履歴プール(Application pattern history pool)、重複除去アルゴリズムプール、又は重複除去アルゴリズム選択方針の内の少なくとも1つに対応する情報を受信し、受信した前記情報に基づいて、1つ以上の重複除去アルゴリズムを定義するように構成されることができる。
前記DRAMメモリモジュールは、重複除去ラインのサイズ、前記ハッシュテーブルの数、前記ハッシュテーブルの中の1つにおける前記物理的バケットの数、前記物理的バケットの中の1つにおける前記ウェイの数、又は前記仮想バケットの中の1つにおける物理的バケットの数の内の少なくとも1つを設定するための命令を受信するように構成されることができる。
前記DRAMメモリモジュールは、各々の前記ハッシュテーブルに対してハッシュ関数を設定するための命令を受信するように構成されることができる。
前記DRAMメモリモジュールは、前記ハッシュテーブルメモリ、前記ALUTM、又は前記バッファメモリの内の少なくとも1つを定義するための命令を受信するように構成されることができる。
前記DRAMメモリモジュールは、インカミング(Incoming)データブロックに対応する書込み要請を受信し、前記書込み要請を受信した後、ハッシュ値(Hash value)を生成するために前記インカミングデータブロックをハッシュし、前記ハッシュ値に対応する値が前記ハッシュテーブルメモリに格納されているか否かを決定し、前記ハッシュテーブルメモリに格納された値に対応する前記ポインタの中対応する1つのポインタを検索し、前記ALUTMの前記対応する1つのポインタを更新し、前記ハッシュテーブルメモリの前記対応する1つのポインタの頻度カウント(frequency count)を更新するように構成されることができる。
前記DRAMメモリモジュールは、読出し要請を受信し、前記ALUTMから前記ポインタの中で対応する1つのポインタを検索し、前記ハッシュテーブルメモリから、前記対応する1つのポインタ関連付けられた前記格納されたデータブロックの中1つを検索し、前記外部システムに前記格納されたデータブロックの中1つを返還する(return)ように構成されることができる。
本発明の実施形態に係り提供されたDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、複数のハッシュテーブルを含むハッシュテーブルアレイに、読出し要請に従って検索される(retrieve)ことができるように複数のデータブロックを格納するハッシュテーブルメモリと、ここで、前記ハッシュテーブルの各々は、複数の物理的バケット(Buckets)及び複数の仮想バケット(Virtual buckets)を含み、前記複数の仮想バケットの各々は、複数の前記物理的バケットを含み、前記物理的バケットの各々は、ウェイ(Ways)を含み、前記格納されたデータブロック各々が前記物理的バケットの中のどれであるかを示す複数のポインタ(Pointers)を含むALUTM(Address lookup table memory)と、前記ハッシュテーブルアレイが満杯である場合、前記ハッシュテーブルメモリに格納されないデータブロックを格納するためのバッファメモリと、を前記DRAMメモリモジュール内に定義する段階と、重複除去アルゴリズムに従って前記ハッシュテーブルメモリ又は前記バッファメモリに前記データブロックを格納する段階と、を含むことを特徴とする
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記DRAMメモリモジュールに関連付けられたソフトウェア又はドライバによって定義される非適応形重複除去アルゴリズム、若しくは前記DRAMメモリモジュールによって受信された情報に基づく適応形重複除去アルゴリズムの内の何れか1つを、前記重複除去アルゴリズムとして選択する段階を更に含むことができる。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記DRAMメモリモジュールと連結されたメモリコントローラから情報を受信する段階を更に含み、前記受信した情報は、重複除去ラインのサイズ、前記ハッシュテーブルの数、前記ハッシュテーブルの中の1つにおける前記物理的バケットの数、前記物理的バケットの中の1つにおける前記ウェイの数、又は前記仮想バケットの中の1つにおける物理的バケットの数、の内の少なくとも1つを決定し、前記非適応形重複除去アルゴリズムは、前記受信した情報に基づき、前記受信した情報は、前記DRAMメモリモジュールと関連付けられたドライバによって設定されることができる。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記非適応形重複除去アルゴリズムに基づいてドライバを使用して複数の領域を生成することによって、前記ハッシュテーブルメモリ、前記ALUTM、及び前記バッファメモリの領域を決定する段階を更に含むことができる。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記ハッシュテーブルの各々についてハッシュアルゴリズムを受信する段階を更に含み、前記ハッシュアルゴリズムは、前記非適応形重複除去アルゴリズムに基づいて前記ドライバによって選択される。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、アプリケーションパターン履歴プール(Application pattern history pool)、重複除去アルゴリズムプール、又は重複除去アルゴリズム選択方針の内の少なくとも1つに対応する情報を受信する段階と、前記受信した情報に基づいて前記適応形重複除去アルゴリズムを設定する段階と、を更に含むことができる。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記DRAMメモリモジュールと関連付けられたドライバを使用して前処理アルゴリズム(Pre−processing algorithm)を選択する段階と、前記前処理アルゴリズムを受信する段階と、前記重複除去アルゴリズムを生成する段階と、を更に含むことができる。
本発明の実施形態に係り提供されたDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、複数のハッシュテーブルを含むハッシュテーブルアレイに、読出し要請に従って検索される(retrieve)ことができるように複数のデータブロックを格納するハッシュテーブルメモリと、ここで、前記ハッシュテーブルの各々は、複数の物理的バケット(Buckets)及び複数の仮想バケット(Virtual buckets)を含み、前記複数の仮想バケットの各々は、複数の前記物理的バケットを含み、前記物理的バケットの各々は、ウェイ(Ways)を含み、前記物理的バケットの中で対応する1つに前記格納されたデータブロック各々の位置を示す複数のポインタ(Pointers)を含むALUTM(Address lookup table memory)と、前記ハッシュテーブルアレイが満杯である場合、前記ハッシュテーブルメモリに格納されないデータブロックを格納するためのバッファメモリと、を前記DRAMメモリモジュール内に定義する段階と、インカミングデータブロックに対応する書込み要請を受信する段階と、前記インカミングデータブロックに対してハッシュ関数を遂行することによってハッシュ値を計算する段階と、前記ハッシュ値に従って前記複数の物理的バケット中の目的の物理的バケットにアクセスする段階と、前記目的の物理的バケットに前記インカミングデータブロックを格納するか否かを決定する段階と、前記インカミングデータブロックと異なる他のデータブロックが前記目的の物理的バケットに格納されている場合、前記目的の物理的バケットが位置する複数の前記仮想バケットの中の1つに属する前記物理的バケットの中の1つに前記インカミングデータブロックを格納する段階と、を含む、ことを特徴とする
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記インカミングデータブロックが前記目的の物理的バケットに格納される時、前記ALUTM内の複数のポインタの中から対応する1つのポインタを更新する段階を更に含むことができる。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記対応する1つのポインタに対応する頻度カウント(frequency count)を1だけ減少させる段階を更に含むことができる。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記頻度カウントが0に到達した時、前記目的の物理的バケットに格納された前記インカミングデータブロックを除去する段階を更に含むことができる。
前記DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法は、前記ハッシュテーブルアレイに格納された複数のデータブロックに対応する読出し要請を受信する段階と、前記複数のデータブロックに対応する前記複数のポインタの中から対応する1つのポインタを前記ALUTMから検索する段階と、前記ハッシュテーブルメモリ内前記対応する1つのポインタに基づいて前記複数のデータブロックにアクセスする段階と、再組立された(reassembled)データを生成するために前記複数のデータブロックを再組立する段階と、前記メモリモジュールからメモリコントローラに前記再組立されたデータを伝送する段階と、を更に含むことができる。

本発明の実施形態による重複除去DRAMメモリモジュールによれば、メモリアクセスが削減でき、DRAMシステムの寿命が延長できる。
本発明の実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャのブロック図である。 図1の実施形態の重複除去メモリモジュール内メモリ形態のブロック図である。 図2の実施形態のハッシュテーブルメモリのハッシュテーブルのブロック図である。 本発明の実施形態による多重ハッシュテーブルアレイのブロック図である。 (A)は、本発明の実施形態に係る仮想バケットと特定物理的バケットを連関させるためのホップワード(Hopwords)を生成するための2次元のアレイを示し、(B)は、本発明の実施形態に係る仮想バケットと特定物理的バケットを連関させるためのホップワード(Hopwords)を生成するための2次元のアレイを示し、 (C)は、本発明の実施形態に係る仮想バケットと特定物理的バケットを連関させるためのホップワード(Hopwords)を生成するための2次元のアレイを示す。 本発明の実施形態によるハッシュテーブルメモリのデータブロックのアドレッシングのための物理的ラインID(PLID)のブロック図である。 本発明の実施形態による、ホップスコッチ方法を使用するメモリモジュールの多重ハッシュテーブルアレイにデータを書き込む過程を示す順序図である。 本発明の実施形態による、メモリモジュールの多重ハッシュテーブルアレイからデータを読み出す過程を示す順序図である。
本発明の特徴、及びそれを達成する方法は実施形態の詳細な説明及び添付された図面を参照すれば、明確になる。以下、例示的な実施形態は類似な参照番号は類似な構成要素を指称する添付図面を参照して詳細に説明される。しかし本発明は、様々な多様な形態に具現でき、本明細書で単に例示された実施形態に限定されない。むしろ、このような実施形態はこの開示が徹底的、且つ完全にするための例として提供され、当業者に本発明の特徴及び機能を完全に伝達する。従って、本発明の技術分野で通常の知識を有する者が本発明の特徴及び機能を完璧に理解するために必ずしも必要としないプロセス、要素、及び技術は説明されない。特別に言及しない限り、類似な参照番号は添付された図面及び書かれた説明において類似な構成要素を示し、従って、それに対する説明は反複されない。図面中で、構成要素、層、及び領域の相対的な大きさは明確性のために誇張される場合がある。
例えば、ここで第1、第2、第3等の用語は多様な要素、成分、領域、層、及び/又はセクションを説明するために使用されるが、このような要素、成分、領域、層、及び/又はセクションはこのような用語によって限定されないと理解されるべきである。このような用語は他の要素、成分、領域、層、又はセクションから1つの要素、構成、領域、層又はセクションを区別するために使用される。従って、例えば、後述する第1構成要素、成分、領域、層、又はセクションは、本発明の思想及び範囲を逸脱せずに、第2構成要素、成分、領域、層、又はセクションを指し得る。
1つの要素又は図面で図示された他の構成要素又は特徴との特徴的な関係を説明するための説明を容易にするために“下の”、“下”、“低い”、“特定部分の下”、“上に”、“上部”と同一の空間的であり、相対的な用語がここで使用される。空間的であり、相対的な用語は図面中で示された方向に加えて、使用又は動作によっては、装置中の他の方向を含むように意図されていることが理解されるべきである。例えば、仮に図面の装置を上下逆転する場合、他の構成要素又は特徴の“下”又は“下の”又は“特定部分の下”として説明された構成要素は、他の構成要素又は特徴の“上に”合わせられるようになる。従って、“下の”又は“特定部分の下”の例示的な用語は上又は下方向の全てを含み得る。装置は異なった方向に合わせられ(例えば、90°は他の方向に回転されること)、そして空間的に相対的な技術用語はそれに従って解釈されなければならない。
要素、層、領域、又は成分が他の要素、層、領域又は成分“に”、“に結合された”、“に連結された”、と言及される時、それは他の要素、層、領域、又は成分“に直接的に”、“に直接的に結合された”、“に直接的に連結された”、である場合と、1つ又はそれ以上の要素、層、領域、又は成分が介在する場合と、を含み得る。また、要素又は層が2つの要素又は層の間として言及される時、それは単に要素又は層が2つの要素又は層の間にある場合と、1つ又はそれ以上の要素又は層が介在する場合と、を含み得る。
次の例で、x軸、y軸、及びz軸は直角座標システムの3つの軸に限定されなく、広い意味に解釈できる。例えば、x軸、y軸、及びz軸は互いに直交することができ、又は互いに直交しない他の方向を示し得る。
本明細書で使用された用語は、単に特定な実施形態を説明するために用いられ、本発明を限定する意図は無い。本明細書で使用されたように、文脈上、に明確に異なる場合を意味しない限り、単数形態の“1つ”は複数の形態も含むことと意図される。“構成される”、“構成されている”、“含む”、及び“含んでいる”の用語が本明細書で使用される時、このような用語は、ある特定の特徴、整数、段階、動作、要素、及び/又は成分の存在を明示するが、1つ又はそれ以上の他の特徴、整数、段階、動作、要素、成分、及び/又はそれらのグループの追加又は存在を排除しない。本明細書で使用されたように、“及び/又は”の用語は、1つ又はそれ以上の列挙された項目と連関された任意の、且つ全ての組合せを含む。“少なくとも1つ”のような表現は要素の全体リストを修正するが、リストの個別要素を修正しない。
本明細書で使用されたように、“大体に”、“約”の用語及びこれと類似な用語は近似値の用語として使用され、程度の用語として使用されなく、本発明の当業者によって識別される測定された又は計算された値に固有な変動を考慮するためである。また、本発明の実施形態を記述する時“することができる”の使用は“本発明の1つ以上の実施形態”を意味する。本明細書で使用されたように、“使用”、“使用される”、そして“使用された”の用語は“利用”、“利用される”、そして“利用された”の用語の同義語として各々看做され得る。また、“例示”の用語は例又は図面を意味する。
特定の実施形態は異なって具現される場合、特定プロセスの順序は説明された順序と異なって遂行され得る。例えば、説明された連続的な2つのプロセッサは同時に概ね動作遂行されるか、或いは説明された順序と反対順序に動作遂行され得る。
本明細書で記述された本発明の実施形態による電子又は電気装置及び/又は他の任意の関連装置又は構成部品は、任意の適切なハードウェア、ファームウェア(例えば、Application Specific Integrated Circuit、ASIC)、ソフトウェア、又はソフトウェア、ファームウェア、及びハードウェアの組合せを利用して具現される。例えば、このような装置の多様な要素は1つの集積回路(Integrated Circuit、IC)チップ又は互いに分離された複数のICチップ上に形成される。また、このような装置の多様な要素は柔軟印刷回路フィルム(Flexible Printed Circuit Film)、TCP(Tape Carrier Package)、印刷回路基板(Printed Circuit Board、PCB)上に具現されるか、或いは1つの基板上に形成される。また、このような装置の多様な要素は、コンピュータプログラム命令を実行し、本明細書で説明された多様な機能を遂行するための他のシステム要素と相互作用する、1つ以上のコンピューティング装置で又は1つ以上のプロセッサで遂行されるプロセス又はスレッド(Thread)である。
コンピュータプログラム命令は、例えばRAM(Random Access Memory)などの標準メモリ装置を利用するコンピューティング装置で具現されるメモリ内に格納される。コンピュータプログラム命令はまた、例えばCD−ROM、フラッシュドライブ(Flash Drive)、又は、このような他の非一時的(即ち、非揮発性)コンピュータ読出し可能なメディア(Non−transitory Computer Readable Media)に格納される場合もある。また、本発明の当業者は本発明の例示的な実施形態の思想及び範囲を逸脱せずに、多様なコンピューティング装置の機能が単一コンピューティング装置に統合されるか、又は集積され、或いは逆に、特定コンピューティング装置の機能が1つ又はそれ以上の他のコンピューティング装置に分散されることを認識するべきである。
異なって定義されない限り、本明細書で使用された全ての用語(技術的そして科学的用語を含む)は本発明が属する技術分野において当業者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。一般的に使用される辞書中に定義されているような用語は、本明細書及び/又は関連技術の文脈でそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明確に定義されない限り、理想化された意味合い、或いは過度に形式的な意味合いを以って解釈されるべきではならない。
図1は本発明の実施形態による重複除去(DRAM)メモリモジュールを含むシステム(以下、重複除去DRAMシステムアーキテクチャという)のブロック図である。
図1を参照すれば、コンピュータメモリとして機能するために重複除去メモリは、原データのコンテンツ及び重複除去されたユニークなメモリブロックの集合(Set)の間の関係を記録するための“変換(Translation)”として公知された機能を遂行し、記録された関係は圧縮された形態で記録される。例えば、原データのアドレスは検索テーブル(Lookup Table)に格納される。
一般的に、CPUのプロセッサ(Processor)110は物理的メモリ(例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130)への直接的なアクセスが難しく、上述した物理的メモリはその代わりにメモリライン(Memory Lines)のアレイ(Array)としてメモリコントローラ120によって管理される。CPU中心の重複除去システムはデータがメモリシステムに到達する前にCPU内部のキャッシュデータを探索(seek)する。
本発明の実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャ(Deduplication DRAM System Architecture)100は、従来のCPU中心の重複除去ではなくメモリ中心の重複除去を使用し、これは、重複除去DRAMメモリモジュール130がプロセッサ110からの命令が無い場合でもメモリ重複除去を遂行することを意味する。重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100はまた、メモリの容量利得を増加し、これにより高容量メモリソリューションを提供するために、重複除去DRAMメモリモジュール130に格納された構成可能な重複除去アルゴリズムを使用する。即ち、CPU中心の重複除去と異なり、本発明の実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100はRAMモジュール(例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130)内に含まれた全ての重複除去知能(Intelligence)を有する。
従って重複除去は、CPUモジュール140が知らない間に重複除去DRAMメモリモジュール130内で遂行されることが可能であり、これによって重複除去DRAMメモリモジュール130の容量が増加される。即ち重複除去は微細ブロック単位で遂行され、そして揮発性メモリ(例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130)内で動作するので、本発明の実施形態による全ての重複除去情報は重複除去DRAMメモリモジュール130の自体内で発生し、反面にCPU内カーネルモジュール(Kernel Module)140は、重複除去DRAMメモリモジュール130内で遂行される重複除去動作の細部事項を知らない。
本発明の実施形態は重複除去メモリモジュール130としてDRAMを使用して説明したが、他の種類のメモリが本発明の他の実施形態では使用されることが理解されなければならない。また、本発明の実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100は多様な種類のメモリとインタフェイシング(Interfacing)を支援することが可能である。即ち、本発明の実施形態による重複除去DRAMメモリモジュール130はメモリコントローラ120を通じて多様な他の種類のメモリインタフェイスと連関できる(例えば、DDR4(Double Data Rate Fourth−Generation Synchronous Dynamic Random−Access Memory)、コンピュータと1つ以上の周辺装置とを連結するための直列拡張バス標準であるPCIe(Peripheral Component Interconnect Express)、DDR−T、及びKTI)。従って、重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100に重複除去DRAMメモリモジュール130を統合するために他のアーキテクチャが使用できることに注目するべきである。
また、本発明の実施形態の具現に際しては、既存DRAMメモリモジュールに若干の変化(例えば、ドライバのアップグレード(Driver Upgrade))があるが、(基本的に)ソフトウェアによる具現であるので、オペレーティングシステム(Operating System、OS)140乃至CPUモジュール(プロセッサ)110の物理的変化無しで本発明の実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100の使用を可能にする。
本発明の実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100は、重複除去DRAMメモリモジュール130上にSoC(System on Chip)を具現するが、その目的は、(a)重複除去、(b)コンテンツへのアドレス可能性(Content Addressability)、(c)保安(Security)、(d)メモリ内プロセッサ(Processor−in−memory、PIM)、(e)行アドレスストローブ(RAS、Row Address Strobe)、即ち、該RASに連関されたアドレスが行アドレスであり、DRAM内データビットが列アドレス及び該行アドレスの交点に位置するセルに格納されていることをDRAMに通知するためにDRAMに伝送される信号の生成、などのDRAM特有の知能的なプロトコルに対応することにある。
重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100は更に、プロセッサ110がメモリコントローラ120との結合により、仮想密度管理(Virtual Density Management)、スマートデータ配置(Smart Data Placement)、そしてDRAM知能的APIs(Application Programming Interfaces)、等を可能にするスマートシステムソフトウェア(Smart System Software)を有し得る。
重複除去DRAMメモリモジュール130は、多様なフォームファクタ(form factors、例えば、DIMM(Dual In−line Memory Module)、2.5In、FHHL(Full Height Half Length)、HHHL(Half Height Half Length)、FHFL(Full Height Full Length)、等)の最高容量DRAMメモリモジュールなどの3DS DRAM構成要素(部品)を更に有し得る。
従って、本発明の実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100を使用するメモリ中心の重複除去システムを提供することによって、重複除去書込みプロセス(Deduplicate Write Process)はメモリインタフェイスにおいて直接的に遂行され、このようにすることによって重複除去DRAMメモリモジュール130の容量が増加する。
図2は図1の実施形態の重複除去DRAMメモリモジュール130内におけるメモリ形態のブロック図であり、図3は図2の実施形態のハッシュ(hash)テーブルメモリのハッシュテーブルのブロック図である。
図2を参照すれば、本発明の実施形態による重複除去DRAMメモリモジュール130は、重複除去アルゴリズムアーキテクチャを有し、ここで重複除去DRAMメモリモジュール130の内部のメモリ領域は3つの相異なる領域に分類される。3つの相異なる領域は、重複除去されたデータブロック(Blocks of data)が格納される位置を示すためのアドレス検索テーブルメモリ(Address Lookup Table Memory、以下、ALUTM)210、重複除去されたデータブロックを格納するためのハッシュテーブルメモリ(Hash Table Memory)220、及びハッシュテーブルメモリのハッシュテーブルのハッシュウェイ(Hash ways)が満杯の場合にデータを格納するための超過/バッファメモリ(Overflow/Buffer Memory、以下、単に、バッファメモリという)230を含む。
データブロックが重複除去DRAMメモリモジュール130に入力される時、重複除去アルゴリズムはデータブロックが新規であって、以前に格納されておらず、ALUTM(210)内に対応するアドレスが何ら無いデータブロックであるか、否かを決定するために動作する。このような動作を遂行するために、重複除去アルゴリズムは先ず、ALUTM(210)にアクセスする。同一のデータブロックが唯一の単一のエントリとして格納されることを保証するために、ALUTM(210)内のポインタ/検索アドレス(例えば、後述する図5に関連して説明される物理的ラインID(Physical Line ID、PLID))はハッシュテーブルメモリ220内における同一のデータブロックの格納位置を示す。
即ち、ALUTM(210)はハッシュテーブル内で検索アドレスマッピングポインタ(Lookup Address Mapping Pointer、例えばPLID)と連関される位置(例えば、アドレス)のための格納装置である。従って、データブロックがハッシュテーブルメモリ220に以前に格納されている場合、ALUTM(210)内のポインタは同一のデータブロックが格納されたハッシュテーブルメモリ220のアドレスを示すことが可能であり、このようにすることによってデータブロックの重複コピーを格納する必要を除去し、重複除去DRAMメモリモジュール130の容量を(等価的に)増加する。
図3を参照すれば、本発明に係るメモリ重複除去は、高水準の重複除去と、それに対応して重複除去DRAMメモリモジュール130に対して大きいメモリ容量を保証するために、相対的に効率的であるが、簡単な多重方式のハッシュテーブル(Hash Table)380を使用する。
本発明の実施形態による重複除去DRAMメモリモジュール130のハッシュテーブルメモリ220には1つ以上のハッシュテーブル380が配置されており、データブロックがユニークであるか否かを決定する際に、有効に使用される。ハッシュテーブル380はハッシュバケット(Hash Buckets)310からなる行、及びハッシュウェイ(Hash Ways)320からなる列で構成される2次元アレイと考えられる。即ち、本発明の実施形態によるハッシュテーブル380は、m個の、ハッシュバケット310からなる行を含み、各ハッシュバケット310はハッシュバケット310の容量を示すデータライン/スロット/エントリ/ハッシュウェイ320のn個の列を含む(m及びnは整数)。
ハッシュテーブルメモリ220のハッシュウェイ320にデータブロックが格納され、ALUTM(210)のアドレスポインタは、特定データブロックと連関された特定ハッシュバケット310及び特定ハッシュウェイ320を示す値を格納する。従って、アドレス(例えば、64−ビットアドレス)はALUTM(210)に索引され、それから、アドレスに対応するデータブロックを格納するハッシュテーブル380のハッシュバケット310の連関されたハッシュウェイ320が決定される。
従って、書込みプロセス(例えば、64−バイト(64−byte)のデータ書込み)の間に、書込み要請(即ち、1つ以上のデータブロックで構成されるインカミング(Incoming)データを記録するための要請)を受信した後、対応するハッシュバケット310及びハッシュウェイ320を決定するために、ハッシュ関数(即ち、ハッシュアルゴリズム(即ち、インカミングデータを“ハッシュする”)を利用してインカミングデータに対してハッシュ値が計算される。即ち、インカミングデータをハッシングすることによって、データがユニーク(新規)であるか、又は既にハッシュテーブル380に格納されているかを決定される。
従って、ハッシュ値はデータブロックが何処に配置されるべきかを示すか、又は、データブロック(例えば、64バイトのデータブロック)が重複する場合、ハッシュ値は該データブロックがハッシュテーブルメモリ220上の既に格納された位置を示す。メモリにデータコンテンツが追加されることによって、m個のハッシュバケット310の中で一部は先ず飽和状態に到達し得る。
従って、重複除去DRAMメモリモジュール130はハッシュテーブルメモリ220に入らないデータブロックを格納するためのバッファメモリ230を使用する超過対策(Overflow Provision)を含む。その後、原検索アドレス(Original Lookup Address)が検索され、ALUTM(210)はインカミングデータのハッシング(Hashing)から計算された検索アドレスに従って更新される。
或る書込みプロセスがトライされている間に、全てのハッシュウェイ320が満杯であると判断される時、バッファメモリ230が使用される。即ち、ハッシュテーブル380が満杯になれば、データはバッファメモリ230の重複除去されない超過領域(non−deduplicated overflow region)に配置され、このようにすることによって重複除去水準が減少される。従って、バッファメモリ230は根本的に、予約された、標準の、簡単な超過メモリ領域であり、仮想密度過剰対応管理超過(virtual density over−provision management overflow)を具現するためのSOCメモリバッファ又はキャッシュとして提供される。データがバッファメモリ230に一旦配置されれば、更に以上ハッシュされることはなく、そしてそれ以上重複除去されることができない。
コンピュータアプリケーションが複数回に亘ってメモリに同一のシークェンスの値を格納するようにトライすれば、ALUTM(210)に格納された変換アレイの多重エントリはハッシュテーブルメモリ220に格納されたデータブロックの同一のアドレスを参照し、ここで、ALUTM210のエントリは原、ユニークなデータブロックより小さく、こうして効率的な圧縮の達成を可能にする。
m個のハッシュバケット310、即ち、ハッシュバケット0〜ハッシュバケット(m−1)、の各々はハッシュバケット310の対応するハッシュウェイ320を示すためのユニークな識別子を含む参照/頻度カウントライン340、及び署名ライン(Signature Line)330を更に含む。各ハッシュバケット310に対する対応署名ライン330は空いているライン(Free Line)を示すためのゼロ(0)を含むか、又は、コンテンツ検索最適化のためのノンゼロの、2次的なハッシュ値を含む。
従って、コンテンツ検索に際しては通常、署名一致が存在せず、署名ラインのゼロエントリに基づいて空いているラインの割当てを要請する場合か、或いは、1つの署名一致が存在して、後続のデータライン読出し及びコンテンツ比較により重複の存在を確認する場合の何れかになる。m個のハッシュバケット310の各々は、後述する図5(A)、図5(B)、及び図5(C)で説明されるホップワードライン(Hopword Line)を更に含み得る。
物理的ラインID(PLID)350はデータをハッシュテーブル380中に索引付け(index)するために使用される。PLID(350)は、ALUTM(210)、ハッシュテーブルメモリ220、又はバッファメモリ230の中の何れか1つに区分化(compartmentalize)されるメモリラインを識別するために使用される。
各メモリラインは、ハッシュテーブル380にユニークなコンテンツを格納するためのデータラインか、又は、複数のPLID(350)を格納し、プロセッサバスアドレス(Processor Bus Address)からハッシュテーブル380の重複除去されたデータブロックへのマッピングを提供するための変換ライン(Translation Line)か、の何れかと称される。
即ち、バスアドレスは変換ラインを識別し、更に、関連する(relevant)PLID(350)が含まれた変換ライン内のエントリを識別し、次にPLID(350)が特定のデータラインを識別する。従って、PLID(350)は、超過タグ(Overflow Tag)を含んで具現され、特定の対応ハッシュテーブル380、対応ハッシュバケットビット、及びPLID(350)に対応するデータブロックの位置を示す該当ウェイビット(Way Bits)を示すデータを含む。
各ハッシュバケット310は、ハッシュバケット310にデータを索引するために使用されるlog(m)−ビットハッシュを生成するアルゴリズムであるハッシュ関数即ち、ハッシュアルゴリズム“h(x)”と連関される(例えば、ハッシュテーブル380が8個のハッシュバケット310を有すれば、ハッシュテーブル380のハッシュ関数は3ビットハッシュを生成する)。即ち、ハッシュ関数h(x)は、相対的に大きい量の入力データ(例えば、メモリに格納された入力データファイル)を自身に入力することを可能にし、一方、入力データ量とは相当に異なって小さい量の出力データ(例えば、ハッシュ値)を生成し、ハッシュテーブル380に格納されるように出力する。従って、互いに異なるデータセットは時々、同じハッシュ値にハッシュされるが、ハッシュ関数h(x)は圧縮を可能にする。
重複除去されたメモリへの書込みにおいて、或る1つのデータファイルに対応する書込み要請を受信した後、重複除去されたメモリは最初に同一データブロック即ち、重複データブロックが既にハッシュテーブル380に格納されているか否かを判定するために重複検索を遂行する。そうすると、重複除去されたメモリはALUTM210及びハッシュテーブルメモリ220のエントリを更新する。例えば、参照/頻度カウントライン340はハッシュテーブルメモリ220内の原検索アドレスの頻度カウントを更新して(即ち、1ずつ減少される)更新され、参照カウントが0に到達すれば、対応データブロックは削除される。それだけでなく、新しいPLID(350)がALUTM210内に生成される。
コンテンツ検索と称される重複検索の間に、重複除去DRAMメモリモジュール130は、書き込みが意図されているデータファイル又はその一部が既存のインスタンス(Pre−existing instances)として残存していないか探す。ハッシュテーブルメモリ220に格納されたデータに既存のインスタンスがある場合、重複検索は該当データラインを示すPLID(350)を返信する。データの既存のインスタンスが発見されない場合は、対応データブロックのための新しいデータラインが、ハッシュテーブル380の空間を割当てし、そこにコンテンツを書き込み、そして新しいPLID(350)を返信することによって生成される。該コンテンツは、バスアドレスによる決定に従ってオフセットされてALUTM210にPLID(350)を格納することによって記録される。
ハッシュテーブル380にデータライン“C”を挿入するために、Cに対応するハッシュ関数“h(C)”は数学的演算で計算される。データラインCのためにハッシュ関数が計算されれば、ハッシュテーブルの行T(h(C))は、データラインCの挿入を許容するために使用可能な充分な空間があるか否かを知るための(又はハッシュテーブル380内に重複するデータラインCが既にあるか否かを知るための)コンテンツ検索動作によってチェックされる。
前述したように、ハッシュテーブル380の各ハッシュバケット(行)310は追加的に、署名ライン(列)330及び参照/頻度カウントライン(列)340を含み、各々は単に1つのハッシュウェイ(列)を占有するだけである。その理由は、署名ライン(列)330の署名332及び参照/頻度カウントライン(列)340の参照カウント342が、幾つかのデータを、各ハッシュバケット(行)310に詰め込めるように充分に小さく設計されている事実による。
即ち、ハッシュテーブル380において、ハッシュテーブル380の1つの全体列は各々ハッシュバケット310に属する署名ライン330に割当てられ、更に1つの全体列は各々ハッシュバケット310に属する参照/頻度カウントライン340に割当てられる。
データライン“C”のような実際データブロックがハッシュテーブル380に加えられるに連れて、ハッシュテーブル380はデータで満たされ始める。該データは、ALUTM210に格納された対応PLID(350)を、各個別の重複除去されたデータラインのハッシュテーブル380内におけるアドレスにマッチングすることによって後にアクセスされる。ハッシュテーブル380内におけるアドレスはデータが位置する特定ハッシュバケット310及び特定ハッシュウェイ320を識別すること(即ち、ハッシュテーブル380の行及び列を識別すること)によって識別される。
従って、ハッシュテーブル380に格納されている各データブロックに対して、データブロックの位置を示すALUTM210に格納される対応PLID(350)によって識別される1つ以上の対応アドレスがある。ハッシュテーブル380がデータにより満杯になれば、新しく導入されるデータは超過領域にあって重複除去されないバッファメモリ230に配置され、この場合、重複除去水準が低下する。
重複除去されたメモリからの読出しに際して、重複除去されたメモリはハッシュテーブルメモリ220からのデータライン、又は、バッファメモリ230からの超過ラインの何れか1つのコピーを返信する。例えば、格納されたデータが読み出される時、読出し要請を受信した後、ハッシュテーブル380の対応アドレス(複数)がALUTM210に格納されたPLID330を利用して検索される。そうすると、各アドレスに対応するブロックが検索され、再組立てされる。
図4は本発明の実施形態による多重ハッシュテーブルアレイのブロック図である。
図4を参照すれば、本実施形態による重複除去DRAMシステムアーキテクチャは多重ハッシュテーブル(複数個)(Multiple Hash Tables、MHT)480を含む多重ハッシュテーブルアレイ400を使用し、各々の多重ハッシュテーブル480はm個のハッシュバケット410を含み、各ハッシュバケット410はn個のハッシュウェイ420を含む。
本実施形態では、多重ハッシュテーブル480及びハッシュバケット410をそれらの大きさが一定であると説明したが(例えば、m及びnは整数として説明された)、他の実施形態においては、同一の多重ハッシュテーブルアレイ内で相異なる多重ハッシュテーブルが相異なる数のハッシュバケットを有し、そして同様にして、多重ハッシュテーブルアレイ内で相異なるハッシュバケット、又は甚だしくは、同一の多重ハッシュテーブル内で、相異なる数のハッシュウェイを有する。それだけでなく、多重ハッシュテーブル480が集合的に利用されも、或る観点からは、相異なるハッシュテーブル480は互いに独立である(例えば、相異なるハッシュテーブル480は各々、互いに異なるハッシュ関数を有するか、或いは共通のハッシュ関数を有する)。
多重ハッシュテーブルアレイ400がk個の並列多重ハッシュテーブル480(T、T、…、T、kは整数)を含み、各多重ハッシュテーブル480は分離され、独立的なハッシュ関数(h(x)、h(x)、…、h(x))を各々使用する場合、各々のハッシュテーブル(T、T、…、T)はm個のハッシュバケット410を含むので、ハッシュ関数(h(x)、h(x)、…、h(x))は依然としてlog(m)−ビットのハッシュを生成し、そして各ハッシュバケット410はn個のハッシュウェイ420を含むので、3次元(3D)のハッシュテーブルアレイ(例えば、多重ハッシュテーブルアレイ)の容量はm×n×kである。
各多重ハッシュテーブル480は、データの索引付け方法を決定する1つのハッシュ関数に対応する。書き込まれるべき入力(インカミング)データをハッシングすることによって、計算結果(例えば、検索アドレス及びキーを含むハッシュ値)はキー及び(既存のハッシュ)値と比較され、該ハッシュ値が一致する場合、対応ハッシュバケット410の参照/頻度カウントライン(図3の)340は増加され、このようにしてALUTM210内の追加的なPLID(350)は特定ラインを指し示す。
従来のハッシュテーブルと異なり、本実施形態における多重ハッシュテーブル480は複数の仮想ハッシュバケット(以下、単に、仮想バケット(Virtual Bucket、VB)という)460を含み、仮想バケット460は複数の物理的ハッシュバケット(以下、単に、物理的バケットという)410から構成される。以下で“物理的バケット”は前述したハッシュバケット310を示し、仮想バケット460から前述したハッシュバケット310を区別するために使用される。
各仮想バケット460は、対応ハッシュテーブル480内の、m個の物理的バケット410の中のH個を含み、Hはmより小さい整数である。しかし、同一のハッシュテーブル480内の仮想バケット460の中で相異なる仮想バケットは1つ以上の物理的バケット410を共有できることが注目されなければならない。後述するように、本発明の実施形態による仮想バケット460を使用することによって、第4次元が3次元のハッシュテーブルアレイに加えられる。従って、データを配置、整列する際に大きい柔軟性が提供され、こうして重複除去DRAMシステムアーキテクチャの効率及び圧縮比率が向上できる。
本実施形態は、データ配置の柔軟性を別の水準にまで向上するために、仮想バケット460を使用する。その際、他の仮想バケット460によって共有される他の物理的バケット410を解放するために、複数のハッシュテーブル480の中で何れか1つに格納されたデータブロックは、対応仮想バケット460内で、即ち、相異なる物理的バケット410に移動できる。
ハッシュテーブル480内の空間を解放することによって、重複除去は、使われなくなった、又は重複したデータを除去することによって達成される。即ち、本発明の実施形態による仮想バケット460の使用によって、制限された対応位置へのハッシュ関数を利用してデータラインをハッシングすることによって生じる厳格な制限はなく、そしてデータは近隣、即ち“近い位置”にある物理的バケット410に配置されることが可能であり、該物理的バケット410は当初、使用を意図したけれども、先占されていた物理的(ハッシュ)バケット410を含む同一の仮想バケット460内に存在する物理的バケット410を指し示す。
1つの例として、コンテンツ(例えば、データラインC)がk個のハッシュテーブルT(h(C))、T(h(C))、…、T(h(C))の中で何れか1つの物理的バケット410の中で何れか1つに配置されるべきとする。仮にデータラインCがT(h(C))に配置されるべき場合に、データラインCをT(h(C))で表示される物理的バケット410に配置せよと要請をする代わりに、本実施形態では、1つの物理的バケット410より大きく、そしてT(h(C))で表示される物理的バケット410のみならず、総計H個の物理的バケット460を含む仮想バケット460への配置を許容する。即ち、仮想バケット460は、T(h(C))、T(h(C)+1)、T(h(C)+2)、…、T(h(C)+H−1)を含む、ハッシュテーブル480内で整列された近接、或いは隣接するH個の物理的バケット410の総体を含む。
従って、仮想バケット460は、データブロックがハッシュテーブル480内で移動されるか、或いは将来の書込み動作のために空間を解放することを可能にする。本実施形態の一つの動作は「ホップスコッチ」(Hopscotch)と称され、ハッシュテーブル480(正確には、ハッシュテーブル480の物理的バケット410を含む仮想バケット460内)に以前に入ったデータブロックの移動を可能する。メモリ重複除去のための多重ハッシュテーブル480を使用するホップスコッチ動作は後述するように改善される。
最初に、重複除去DRAMモジュール130は、ハッシュテーブル480のハッシュ関数の結果としてハッシュテーブル480に或るデータラインCを挿入しようとトライする。しかし、時々、相異なるデータラインが同一のハッシュ関数の結果として先行してハッシュテーブル480に入っている場合がある。即ち、相異なるデータラインは、それがデータラインCと相異なるにも拘らず、ハッシュ関数の結果としてハッシュテーブル480内の同一の位置に送られて先占している場合がある。そこで、データラインCを何処に挿入するべきかを決定するために、動作は先ずT(h(C))として表現される物理的バケット410で(又は後続の)最初に使用可能な物理的バケット410を探す。
従って、データラインCを何処に書き込むかを決定する際に、T(h(C))として表現される初期に意図された物理的バケット410は占有されている可能性があるので、最初に使用可能な物理的バケット410(即ち、データラインを挿入できる第1番目の空いた空間)はT(h(C)+f)として表現でき、ここで、fは0以上である。
T(h(C))として表現される物理的バケット410が対応仮想バケット460のH個の物理的バケット410の中で第1番目の物理的バケット410であると仮定すれば、仮にfがHより小さければ(即ち、仮に同一仮想バケット460内に占有されない物理的バケット410が存在すれば)、データラインCは対応仮想バケット460に配置される。
同様に、T(h(C))として表現される物理的バケット410が対応仮想バケット460の第2番目の物理的バケットであれば、fがH−1より小さい限り、データラインCは対応仮想バケット460に配置される。
しかし、対応仮想バケット460の第1番目の物理的バケット410が意図された物理的バケット410であると仮定した場合、仮にfがHより大きいか、或いは同一であれば(即ち、仮想バケット460の物理的バケット410にデータラインCが入る可能性がなければ)、たとえデータラインCがそれの仮想バケット460に当てはまらなくても、本実施形態による重複除去DRAMモジュール130の動作は次のような方法により仮想バケット460内に空いた空間を作るようにトライする。
例えば、本発明の実施形態による重複除去DRAMメモリモジュール130は、仮想バケット460内の複数の物理バケット410を、T(h(C)+f−H)で表現される物理的バケット410から開始して、次にT(h(C)+f−H+1)で表現される物理的バケット410、と順次、T(h(C)+f−1)で表現される物理的バケット410に至るまで視て、各々、その内に含まれたデータを有するかを判定する(即ち、仮想バケット460の最初から最後までスキャンする)。
その次に、重複除去DRAMメモリモジュール130は、T(h(C)+f−H)からT(h(C)+f−1)迄で表現される物理的バケット410内に収容さているデータ物件(data_object)の中の何れが空いた空間T(h(C)+f)に配置可能であるかを判定する。
即ち、重複除去DRAMメモリモジュール130は、T(h(C)+f−H)からT(h(C)+f−1)迄で表現された物理的バケットの中で、何れが物理的バケットT(h(C)+f)を有する共通の仮想バケット460内にあるかを判定し、こうしてその内に収容しているデータの移動を可能にする。
その次に、重複除去DRAMメモリモジュール130は、最も初期に発見されたデータ物件を空いた空間内に配置し、こうしてT(h(C)+e、eはfより小さい整数)で表現される物理的バケット410内の新しい空いた空間を作る。
このような過程はeがHより小さくなる時まで反複され(即ち、データはカスケード式(Cascading Fashion)にハッシュテーブル内で移動される)、こうして対応仮想バケット460内でデータラインCの配置するために必要なる空間を確保する。
例えば、図5(B)を参照すれば、本実施形態において、ここでは物理的バケットPB2を意図された物理的バケット410としてアサインしよう。意図された物理的バケットPB2は仮想バケットVB1と連関されて占有されているので、仮想バケットVB2は最初から最後までスキャンされる(例えば、物理的バケットPB2から物理的バケットPB5まで)。
物理的バケットPB3、PB4、及びPB5もまた占有されているので、最初に使用可能な物理的バケット410は物理的バケットPB6である(即ち、fが4に等しく、それ故fがHに等しいか、或いはHより大きく、そして、最初に使用可能な物理的バケット410は対応仮想バケットVB2に存在しない)。
従って、物理的バケットPB5内データは物理的バケットPB6に移動され、こうして仮想バケットVB2内に空間を確保し、データラインCは対応仮想バケットVB2内(物理的バケットPB5内)に配置される。
しかし、意図された物理的バケットがPB1であれば(即ち、対応仮想バケット460がVB1であれば)、処理過程は物理的バケットPB4内のデータが仮想バケットVB1から隣接仮想バケットVB2に、即ち、物理的バケットPB5の新しく解放された空間に移動されるように反複されるであろう。その後に、データラインCは意図された物理的バケットPB1に対応する仮想バケットVB1の物理的バケットPB4に書き込まれるであろう。
従って、相異なる仮想バケット460の重複と看做される相異なる仮想バケット460が特定の物理的バケット410を共通所有しているが故に、データは1つの仮想バケット460から別の仮想バケット460に移動され、こうして当初のハッシュバケット410のための空間を作ることができる。
他の実施形態において、書込み過程の間に、データブロックを多重ハッシュテーブルアレイ400に書き込む要請を受信した際、重複除去DRAMメモリモジュール130は、既存の項目(同一のデータブロック)が既にハッシュテーブル480の中で1つにあるか否かをチェックするために、データに対して意味がある各ハッシュテーブルを仮想バケット460の全体に亘って検索する。
仮に最初に意図されたハッシュテーブル480が満杯になっていて、且つ最初に意図されたハッシュテーブル480内でデータブロックを発見できない場合(即ち、各物理的バケット410の各ハッシュウェイ420が相異なるデータブロックによって占有されている場合)、重複除去DRAMメモリモジュール130はバッファメモリ230にデータを入力することを追求するか、或いは選択的には、多重ハッシュテーブルアレイ400の他のハッシュテーブル480にデータを入力することを追求する。
しかし、多重ハッシュテーブルアレイ400のハッシュテーブル480の全部が満杯になった場合、データブロックはバッファメモリ230にこぼれる(Spill over)。このような実施形態において、ハッシュテーブルアレイ400内でデータ移動は重複除去DRAMメモリモジュール130によって許容されない。従って、ハッシュテーブルアレイ400内に以前に格納されたデータの移動を許容しないことによって、(以前に説明された実施形態と異なり)現在の実施形態は書込み機能と関連されたレイテンシ(Latency)を向上できる。
即ち、書込み要請を受信した際、本発明の実施形態の重複除去DRAMメモリモジュール130はデータブロックをハッシュし、その次に、意図された物理的バケット(データブロックをハッシングすることによって生成されるハッシュ値によって決定)又は同一の仮想バケット460内の任意の他の隣接する物理的バケット410が、そこに既に格納されたデータブロックを有するかを決定する。
仮にデータブロックがそこに格納されていなければ、重複除去DRAMメモリモジュール130は該データブロックを格納するために同一の仮想バケット460内に任意の空間が存在するか否かを決定する。仮に空間が存在しなければ、重複除去DRAMメモリモジュール130は簡単にバッファメモリ230にデータブロックを格納するか、又はそうでなければ、バッファメモリ230にデータブロックを格納する前に多重ハッシュテーブルアレイ400に任意の空間が存在するかを決定する。
意図された仮想バケット460内の空間を解放するために仮想バケットの間で他のデータブロックを移動する動作は遂行されなかった故に、本実施形態の重複除去DRAMメモリモジュール130に連関されたテールレイテンシ(Tail Latency)は、以前に説明された実施形態以上に向上される。
更に他の実施形態において、ALUTM210、ハッシュテーブルメモリ220、及びバッファメモリ230の構成は重複除去アルゴリズム(例えば、重複除去書込みアルゴリズム)によって決定される。一方、該重複除去アルゴリズムは重複除去DRAMメモリモジュール130に連関されたソフトウェア又はドライバの中で何れか1つによって決定されるか(例えば、非適応形(non−adaptive)重複除去アルゴリズム)、又は、重複除去DRAMメモリモジュール130によって分析された情報又はパラメータ(Parameters)に基づく重複除去DRAMメモリモジュール130それ自体によって決定される(例えば、適応形(Adaptive)重複除去アルゴリズム)。
例えば、適応形重複除去アルゴリズムに対しては、重複除去DRAMメモリモジュール130は、アプリケーションパターン履歴、重複除去アルゴリズムのセット、又は重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100に対応する重複除去アルゴリズム選択方針の中の、1つ以上に対応する情報を受信する。従って、特定アプリケーション、又はアプリケーションの種類の以前の動きを追跡するデータベースに接近することによって、重複除去DRAMメモリモジュール130のパラメータは性能を向上させるために調整できる。
このようなパラメータはハッシュテーブルの数(k)、物理的バケットの数(m)、ウェイの数(n)、仮想バケットの“高さ”(H、即ち、仮想バケット当たりの物理的バケットの数)、ハッシュテーブルのハッシュ関数(h(x))、又は重複除去ラインのサイズを含む。また、パラメータは、重複除去DRAMメモリモジュール130内の何れのスペースがALUTM210、ハッシュテーブルメモリ220、又はバッファメモリ230と各々連関されているかを決定することもできる。
それだけでなく、重複除去DRAMメモリモジュール130は、相異なって調整されたパラメータに各々対応する相異なる重複除去書込みアルゴリズムを生成できる。従って、重複除去DRAMメモリモジュール130は、重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100の全体性能を向上させるためにプロセッサ110によって遂行されるアプリケーションの種類に従って相異なる重複除去書込みアルゴリズム(例えば、最適化された重複除去書込みアルゴリズム)の中で1つを選択する。
その他の例として、非適応形重複除去アルゴリズムに対しては、重複除去DRAMシステムアーキテクチャ100のプロセッサ110又はメモリコントローラ120に連関されたソフトウェア又はドライバは、重複除去DRAMメモリモジュール130上で具現されるための上述したパラメータを指示(示達、dictate)できる。そうでなければ、ソフトウェア又はドライバは以前のプロセシングアルゴリズム(Pre−processing algorithm)を選択することができ、重複除去DRAMメモリモジュール130はメモリコントローラ120を通じて伝達される以前のプロセシングアルゴリズムに基づいて重複除去書込みアルゴリズムを生成する。
図5(A)、図5(B)、及び図5(C)は、本発明の実施形態に係る仮想バケットと特定物理的バケットを連関させるためのホップワード(Hopwords)を生成するための2次元のアレイを示す。
図5(A)、図5(B)、及び図5(C)を参照すれば、本実施形態に係る、多様な仮想バケット460、460、・・・は、ホップワード値591又はホップワードベクトル592の中で何れか1つを利用し、データの移動を効果的に追跡するめの仮想バケット利用値を利用することによって、それらの対応物理的バケット410と連関される。各占有された物理的バケット410は1つの単独の仮想バケット460に対応するので、ホップワード値591又はホップワードベクトル492は、どの仮想バケット460が各占有された物理的バケット410に対応するかを追跡するために使用される。
本発明の例で4個の仮想バケットVB0、VB1、VB2、及びVB3の各々は、7個の物理的バケットPB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、及びPB6のグループから4個の隣接する物理的バケットからなる、互いに異なるセットを有する(即ち、Hは4)。
例えば、図5(A)及び図5(B)を参照すれば、ホップワードベクトル592は物理的バケット位置及び仮想バケット位置(即ち、擬似アドレス(quasi−addresses))から構成される2次元アレイを生成し、各仮想バケット460に対してデータを含む各物理的バケット410に1(即ち、2進表示子、但し、空欄を第3値とすると3進表示子である)を配置することによって生成できる。
従って、ホップワードベクトル592は各仮想バケット460に対して物理的バケット使用を追跡するために使用できる、複数個の1又は複数個の0のアレイを含む。本発明の例において、物理的バケットPB0、PB1、及びPB3は第1番目の仮想バケットVB0に対して占有され、物理的バケットPB2及びPB4は第2番目の仮想バケットVB1に対して占有され、物理的バケットPB5のみが第3番目の仮想バケットVB2に対して占有され、そして第4番目の仮想バケットVB3に対しては占有されない。
同様に、図5(C)を参照すれば、ホップワード値591は、何れの仮想バケット460が占有される物理的バケットに対応するかを知ることによって、占有される物理的バケット410に基づいて生成できる。ホップワード値591はlog(H)の長さのビットになる(Hは、仮想バケット460毎の潜在的な物理的ハッシュバケット410の数)。
ホップワードベクトル592又はホップワード値591の情報は各ハッシュバケット410のホップワード値ラインに格納され、物理的バケット410及び仮想バケット460の間の関係はメモリに索引される。
図6は本発明の実施形態によるハッシュテーブルメモリ(220)中のデータブロックへのアドレッシングのための物理的ラインID(PLID)のブロック図である。
図6を参照すれば、本発明の実施形態に係る、修正されたPLID(650)が提供される。本発明の実施形態によるPLID(650)はアドレス、オフセット、テーブルの索引、ハッシュ、そしてスロット(即ち、ウェイ(Way))、及び、仮想バケット460の間を移動する項目(データブロック)を追跡するための特定の仮想バケット460と対をなすキー651、の各々を示す複数のビットを含む。従って、仮にキー651が特定の仮想バケット460と一致すれば、その特定仮想バケット460はそこに書き込まれたデータ物件(data_object)を有し得る。
しかし、他の実施形態においてPLID(650)は、キー651をlog(H)ビットで構成される仮想バケット利用値フィールド(652、別名、仮想バケット索引)によって代替する。例えば、16個の物理的バケットの高さを有する仮想バケットは、PLID(650)の4ビットからなる仮想バケット利用値フィールドに対応する。仮想バケット利用値フィールド652は、各占有された物理的バケット410に何れの仮想バケット460が対応するかを示す。
従って、データ物件を仮想バケット460に書き込む時、仮想バケット460に既に存在するデータ物件の数が計算され、該データ物件の数に1を加えた値pは仮想バケット利用値として仮想バケット利用値フィールド652に書き込まれる。PLID(650)の仮想バケット利用値p及び仮想バケット利用値フィールド652を利用することによって、PLID(650)のストレージ(Storage)付随負荷(overhead)を低減できる。
図7は本発明の実施形態による、ホップスコッチ方法を使用するメモリモジュールの多重ハッシュテーブルアレイにデータを書き込む過程を示す順序図である。
図7を参照すれば、S701の動作で、ハッシュテーブルアレイ中の複数のハッシュテーブルが識別され、ハッシュテーブルの各々は一つのハッシュ関数に対応し、且つ複数の物理的ハッシュバケットを含み、各物理的ハッシュバケットはハッシュウェイを含み、データを格納するように構成される(例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130はk個のハッシュテーブル480を識別し、各々はハッシュ関数h(x)に対応し、各々はm個の物理的ハッシュバケット410を含み、各物理的ハッシュバケット410はn個のハッシュウェイ420を含む)。
S702段階で、複数の仮想バケットが識別され、仮想バケットの各々は、物理的ハッシュバケットの幾つかを含み、そして他の仮想バケットと少なくとも1つの物理的ハッシュバケットを共有する(例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は複数の仮想バケット460を識別し、仮想バケット460の各々は、m個の物理的ハッシュバケット410から選択されたH個の物理的ハッシュバケット410を含み、そして図4に示したように、各仮想バケット460は他の仮想バケット460と少なくとも1つの物理的ハッシュバケット410を共有する)。
S702a段階で、複数の仮想バケットは、log(h)ビットからなる仮想バケット利用値フィールドを含み、且つ仮想バケットの中で対応する1つの仮想バケット内におけるデータブロックの数と同一の値を含む、物理的ラインID(PLID)で以って(with)ハッシュテーブルを索引付けすることによって、そして仮想バケットの中で対応する1つの仮想バケットにデータ物件が書き込まれる時にPLID中の仮想バケット利用値フィールド652の仮想バケット利用値を1だけ増加することによって、識別される。
例えば、図6に示したように、仮想バケット460は、仮想バケット利用値フィールド652を含み、且つ仮想バケット460の中で対応する1つの仮想バケット内におけるデータブロックの数と同一の値を含む、物理的ラインID(PLID)650で以って(with)ハッシュテーブル480を索引付けすることによって識別される。その際、PLID中の仮想バケット利用値フィールド652中の仮想バケット利用値は、仮想バケット460の中で対応する1つの仮想バケットにデータ物件又はデータブロックが書き込まれる時に1だけ増加する。
S703段階で、格納されたデータを有する物理的ハッシュバケットの各々は、仮想バケットの中で対応する単数の仮想バケットに割当てられていることにより識別される。
例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は図5(B)及び図5(C)に示したようにPB0、PB1、PB2、PB3、PB4、及びPB5に格納されたデータを有する物理的ハッシュバケット410を、仮想バケット460、VB0、VB1、及びVB2の中で対応する1つの仮想バケットに割当てて識別する。
S703a段階で、データを内蔵する物理的ハッシュバケットの中で何れが、仮想バケットの中の何れに対応するか、を示すためのホップワードベクトル又はホップワード値を生成することによって、物理的ハッシュバケットが識別される。
例えば、(B)及び図5(C)に示したように、重複除去DRAMメモリモジュール130は、データを内蔵する物理的ハッシュバケット410の中で何れが仮想バケット460の中の何れに対応するか、を示すためのホップワードベクトル592又はホップワード値591を生成する。
S704段階で、データラインは,ハッシュ値を生成するためのハッシュ関数の中で対応する1つのハッシュ関数に従ってハッシュされる。
例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は、メモリコントローラ120からデータラインCに対応する書込み要請を受信し、そしてハッシュ値を生成するためにハッシュ関数h(x)の中で対応する1つのハッシュ関数に従ってインカミング(incoming)データをハッシュする。
S705段階で、対応ハッシュテーブルの仮想バケットの中で対応する1つの仮想バケットが、ハッシュ値に従うデータブロックのための使用可能な空間を有するか否かが決定される。
例えば、図5(B)及び図5(C)に示したように、重複除去DRAMメモリモジュール130は、仮想バケット460、VB3があるデータブロックのための空間を、物理的バケットPB6に有するか決定する。
S706段階で、データブロックは、仮想バケットの中で対応する1つの仮想バケットが使用可能な空間を有しない場合、仮想バケットの中で対応する1つの仮想バケットが該データブロックのための空間を有する時まで、仮想バケットの中で対応する1つの仮想バケットから仮想バケットの中で隣接する1つの仮想バケットに該データブロックを順次的に移動させる)。
例えば、図5(B)及び図5(C)に示したように、重複除去DRAMメモリモジュール130は、仮想バケットVB2が他に使用可能な物理的バケットを有しない場合、仮想バケットVB2がデータブロックのための空間を有する時まで、仮想バケットVB2の物理的バケットPB5から仮想バケットVB3にデータを順次的に移動させる。
ここで、上述した過程は仮に仮想バケットVB1が仮想バケット460の中で対応する1つの仮想バケットであれば、仮想バケットVB1の物理的バケットPB4から仮想バケットVB2の物理的バケットPB5にデータを移動させるために反複される。
S706a段階で、アドレス検索テーブルメモリALUTMは、移動されたデータブロックに対応する1つ又はそれ以上の検索アドレスを変更するために更新される。
例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は、ハッシュテーブルメモリ220の移動されたデータブロックの新しいアドレスが検索できるように移動されたデータブロックに対応する1つ又はそれ以上のアドレスポインタを変更するためにALUTM210を更新する。
S707段階で、データブロックは仮想バケットの中で対応する1つの仮想バケットに格納される。
例えば、図5(B)及び図5(C)に示したように、重複除去DRAMメモリモジュール130は、仮に仮想バケットVB1が意図された仮想バケット460であれば、データブロックを仮想バケットVB1の物理的バケットPB4に格納する。仮に、仮想バケットVB1を含むハッシュテーブル480が満杯になったと決定されれば、データブロックはバッファメモリ230に格納される。
図8は本発明の実施形態による、メモリモジュールの多重ハッシュテーブルアレイからデータを読み出す過程を示す順序図である。
S801段階で、ハッシュテーブルアレイに格納された複数のデータブロックに対応する読出し要請が受信される。
例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は、メモリコントローラ120からデータラインCを構成する複数のデータブロックに対応する読出し要請を受信し、その際、該複数のデータブロックはハッシュテーブルメモリ220のハッシュテーブルアレイ400の何処かに格納されているとする。
S802段階で、複数のデータブロックに対応するポインタの中で対応するポインタがALUTM210から検索される。例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は、ALUTM210からデータラインCを構成する複数のデータブロックに対応するアドレスポインタを検索する。
S803段階で、ポインタの中で対応するポインタに基づく複数のデータブロックが、ハッシュテーブルメモリ内においてアクセスされる。例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は、ハッシュテーブルメモリ220の多重ハッシュテーブルアレイ400内の検索されたアドレスポインタに対応する相異なるアドレスからデータブロックにアクセスして検索する。
S804段階で、複数のデータブロックは再組立されたデータを生成するために再組立される。例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は、受信された読出し要請に対応するデータラインCと同等である再組立されたデータを生成するためにハッシュテーブルメモリ220から検索されたデータブロックを再組立する。
S805段階で、再組立されたデータはメモリモジュールからメモリコントローラへ伝送される(例えば、重複除去DRAMメモリモジュール130は、データラインCをメモリコントローラ120に伝送する)。
前述したように、データ重複除去は、本発明の実施形態による重複除去DRAMメモリモジュールを使用して遂行できる。従って、メモリへのアクセスシングは低減でき、DRAMシステムの寿命は延長できる。
前述した内容は例示的な実施形態を示し、これによって本発明は限定されない。幾つかの例示的な実施形態が説明されたが、当業者ならば、例示的な実施形態が与える新規な教示及び例示的な実施形態の長所から逸脱せずに、多様な変形が可能なことは容易に理解できよう。従って、そのような全ての変形は、上述の例示的な実施形態の範囲内に留まらず、請求の範囲に定義された範囲に含まれると意図されている。
本出願の請求範囲においては、手段プラス機能的な文節は、記載された機能を遂行する構造、及び構造的な均等物のみならず、均等な構造物も含むと意図されている。従って、前述した内容は開示された特定の実施形態に制限されず、開示された例示的な実施形態の変形のみならず、他の例示的な実施形態が添付された請求項の範囲内に含まれること意図されていると理解されなければならない。本発明的思想はの、別紙に示す特許請求の範囲によってのみ、但し、特許請求の範囲請求項に含まれる請求項の均等物を含むものと定義される。
100 重複除去DRAMシステムアーキテクチャ
110 プロセッサ
120 メモリコントローラ
130 重複除去DRAMメモリモジュール
140 オペレーティングシステム
210 アドレス検索テーブルメモリ(ALUTM)
220 ハッシュテーブルメモリ
230 超過/バッファメモリ
310 ハッシュバケット
320 データライン、スロット、エントリ、ハッシュウェイ、ウェイ
330 署名ライン
332 署名
340 参照/頻度カウントライン
342 参照カウント
350 物理的ラインID(PLID)
380 ハッシュテーブル
400 多重ハッシュテーブルアレイ
410 ハッシュバケット、物理的バケット
420 ハッシュウェイ
460 仮想バケット(VB)
480 ハッシュテーブル、多重ハッシュテーブル(MHT)
591 ホップワード値
592 ホップワードベクトル
650 PLID
651 キー
652 仮想バケット利用値フィールド
ALUTM アドレス検索テーブルメモリ
C データライン
H 仮想バケットの“高さ”(即ち、仮想バケット当たりの物理的バケットの数)
MHT 多重ハッシュテーブル
p 仮想バケット利用値
PB0、PB1、PB2、PB3,PB4、PB5、PB6 物理的バケット
PLID 物理的ラインID
、T、T、…、T 多重ハッシュテーブル
VB、VB0、VB1、VB2、VB3 仮想バケット

Claims (20)

  1. メモリ重複除去を内部的に遂行するDRAMメモリモジュールであって、
    前記DRAMメモリモジュールは、複数のハッシュテーブルを含むハッシュテーブルアレイに、読出し要請に従って検索される(retrieve)ことができるように複数のデータブロックを格納するハッシュテーブルメモリと、
    ここで、前記ハッシュテーブルの各々は、複数の物理的バケット(Buckets)及び複数の仮想バケット(Virtual buckets)を含み、前記複数の仮想バケットの各々は、複数の前記物理的バケットを含み、前記物理的バケットの各々は、ウェイ(Ways)を含み、
    前記物理的バケットの中で対応する1つに格納された前記データブロックの各々の位置を示す複数のポインタ(Pointers)を含むALUTM(Address lookup table memory)と、
    前記ハッシュテーブルアレイが満杯である場合、前記ハッシュテーブルメモリに格納されないユニークな(新規の)データブロックを格納するためのバッファメモリと、
    プロセッサと、
    メモリと、を含み、
    前記メモリは、前記プロセッサによって遂行される時前記DRAMメモリモジュールが外部システムとデータの交換する命令を格納する、ことを特徴とする重複除去DRAMメモリモジュール。
  2. 前記DRAMメモリモジュールは、DRAM(Dynamic random−access memory)システムオンチップ(System on a chip)で構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の重複除去DRAMメモリモジュール。
  3. 前記DRAMメモリモジュールは、アプリケーションパターン履歴プール(Application pattern history pool)、重複除去アルゴリズムプール、又は重複除去アルゴリズム選択方針の内の少なくとも1つに対応する情報を受信し、
    受信した前記情報に基づいて、1つ以上の重複除去アルゴリズムを定義するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の重複除去DRAMメモリモジュール。
  4. 前記DRAMメモリモジュールは、重複除去ラインのサイズ、前記ハッシュテーブルの数、前記ハッシュテーブルの中の1つにおける前記物理的バケットの数、前記物理的バケットの中の1つにおける前記ウェイの数、又は前記仮想バケットの中の1つにおける物理的バケットの数の内の少なくとも1つを設定するための命令を受信するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の重複除去DRAMメモリモジュール。
  5. 前記DRAMメモリモジュールは、各々の前記ハッシュテーブルに対してハッシュ関数を設定するための命令を受信するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の重複除去DRAMメモリモジュール。
  6. 前記DRAMメモリモジュールは、前記ハッシュテーブルメモリ、前記ALUTM、又は前記バッファメモリの内の少なくとも1つを定義するための命令を受信するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の重複除去DRAMメモリモジュール。
  7. 前記DRAMメモリモジュールは、インカミング(Incoming)データブロックに対応する書込み要請を受信し、
    前記書込み要請を受信した後、ハッシュ値(Hash value)を生成するために前記インカミングデータブロックをハッシュし、
    前記ハッシュ値に対応する値が前記ハッシュテーブルメモリに格納されているか否かを決定し、
    前記ハッシュテーブルメモリに格納された値に対応する前記ポインタの中対応する1つのポインタを検索し、
    前記ALUTMの前記対応する1つのポインタを更新し、
    前記ハッシュテーブルメモリの前記対応する1つのポインタの頻度カウント(frequency count)を更新するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の重複除去DRAMメモリモジュール。
  8. 前記DRAMメモリモジュールは、読出し要請を受信し、
    前記ALUTMから前記ポインタの中で対応する1つのポインタを検索し、
    前記ハッシュテーブルメモリから、前記対応する1つのポインタ関連付けられた前記格納されたデータブロックの中1つを検索し、
    前記外部システムに前記格納されたデータブロックの中1つを返還する(return)ように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の重複除去DRAMメモリモジュール。
  9. DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法であって、
    複数のハッシュテーブルを含むハッシュテーブルアレイに、読出し要請に従って検索される(retrieve)ことができるように複数のデータブロックを格納するハッシュテーブルメモリと、
    ここで、前記ハッシュテーブルの各々は、複数の物理的バケット(Buckets)及び複数の仮想バケット(Virtual buckets)を含み、前記複数の仮想バケットの各々は、複数の前記物理的バケットを含み、前記物理的バケットの各々は、ウェイ(Ways)を含み、
    前記格納されたデータブロック各々が前記物理的バケットの中のどれであるかを示す複数のポインタ(Pointers)を含むALUTM(Address lookup table memory)と、
    前記ハッシュテーブルアレイが満杯である場合、前記ハッシュテーブルメモリに格納されないデータブロックを格納するためのバッファメモリと、を前記DRAMメモリモジュール内に定義する段階と、
    重複除去アルゴリズムに従って前記ハッシュテーブルメモリ又は前記バッファメモリに前記データブロックを格納する段階と、を含むことを特徴とするDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  10. 前記DRAMメモリモジュールに関連付けられたソフトウェア又はドライバによって定義される非適応形重複除去アルゴリズム、若しくは前記DRAMメモリモジュールによって受信された情報に基づく適応形重複除去アルゴリズムの内の何れか1つを、前記重複除去アルゴリズムとして選択する段階を更に含む、ことを特徴とする請求項9に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  11. 前記DRAMメモリモジュールと連結されたメモリコントローラから情報を受信する段階を更に含み、
    前記受信した情報は、重複除去ラインのサイズ、前記ハッシュテーブルの数、前記ハッシュテーブルの中の1つにおける前記物理的バケットの数、前記物理的バケットの中の1つにおける前記ウェイの数、又は前記仮想バケットの中の1つにおける物理的バケットの数、の内の少なくとも1つを決定し、
    前記非適応形重複除去アルゴリズムは、前記受信した情報に基づき、
    前記受信した情報は、前記DRAMメモリモジュールと関連付けられたドライバによって設定される、ことを特徴とする請求項10に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  12. 前記非適応形重複除去アルゴリズムに基づいてドライバを使用して複数の領域を生成することによって、前記ハッシュテーブルメモリ、前記ALUTM、及び前記バッファメモリの領域を決定する段階を更に含む、ことを特徴とする請求項10に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  13. 前記ハッシュテーブルの各々についてハッシュアルゴリズムを受信する段階を更に含み、
    前記ハッシュアルゴリズムは、前記非適応形重複除去アルゴリズムに基づいて前記ドライバによって選択される、ことを特徴とする請求項10に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  14. アプリケーションパターン履歴プール(Application pattern history pool)、重複除去アルゴリズムプール、又は重複除去アルゴリズム選択方針の内の少なくとも1つに対応する情報を受信する段階と、
    前記受信した情報に基づいて前記適応形重複除去アルゴリズムを設定する段階と、を更に含む、ことを特徴とする請求項10に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  15. 前記DRAMメモリモジュールと関連付けられたドライバを使用して前処理アルゴリズム(Pre−processing algorithm)を選択する段階と、
    前記前処理アルゴリズムを受信する段階と、
    前記重複除去アルゴリズムを生成する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項9に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  16. DRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法であって、
    複数のハッシュテーブルを含むハッシュテーブルアレイに、読出し要請に従って検索される(retrieve)ことができるように複数のデータブロックを格納するハッシュテーブルメモリと、
    ここで、前記ハッシュテーブルの各々は、複数の物理的バケット(Buckets)及び複数の仮想バケット(Virtual buckets)を含み、前記複数の仮想バケットの各々は、複数の前記物理的バケットを含み、前記物理的バケットの各々は、ウェイ(Ways)を含み、
    前記物理的バケットの中で対応する1つに前記格納されたデータブロック各々の位置を示す複数のポインタ(Pointers)を含むALUTM(Address lookup table memory)と、
    前記ハッシュテーブルアレイが満杯である場合、前記ハッシュテーブルメモリに格納されないデータブロックを格納するためのバッファメモリと、を前記DRAMメモリモジュール内に定義する段階と、
    インカミングデータブロックに対応する書込み要請を受信する段階と、
    前記インカミングデータブロックに対してハッシュ関数を遂行することによってハッシュ値を計算する段階と、
    前記ハッシュ値に従って前記複数の物理的バケット中の目的の物理的バケットにアクセスする段階と、
    前記目的の物理的バケットに前記インカミングデータブロックを格納するか否かを決定する段階と、
    前記インカミングデータブロックと異なる他のデータブロックが前記目的の物理的バケットに格納されている場合、前記目的の物理的バケットが位置する複数の前記仮想バケットの中の1つに属する前記物理的バケットの中の1つに前記インカミングデータブロックを格納する段階と、を含む、ことを特徴とするDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  17. 前記インカミングデータブロックが前記目的の物理的バケットに格納される時、前記ALUTM内の複数のポインタの中から対応する1つのポインタを更新する段階を更に含む、ことを特徴とする請求項16に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  18. 前記対応する1つのポインタに対応する頻度カウント(frequency count)を1だけ減少させる段階を更に含む、ことを特徴とする請求項17に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  19. 前記頻度カウントが0に到達した時、前記目的の物理的バケットに格納された前記インカミングデータブロックを除去する段階を更に含む、ことを特徴とする請求項18に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
  20. 前記ハッシュテーブルアレイに格納された複数のデータブロックに対応する読出し要請を受信する段階と、
    前記複数のデータブロックに対応する前記複数のポインタの中から対応する1つのポインタを前記ALUTMから検索する段階と、
    前記ハッシュテーブルメモリ内前記対応する1つのポインタに基づいて前記複数のデータブロックにアクセスする段階と、
    再組立された(reassembled)データを生成するために前記複数のデータブロックを再組立する段階と、
    前記メモリモジュールからメモリコントローラに前記再組立されたデータを伝送する段階と、を更に含む、ことを特徴とする請求項16に記載のDRAMメモリモジュールのメモリ重複除去方法。
JP2017053255A 2016-03-31 2017-03-17 重複除去dramメモリモジュール及びそのメモリ重複除去方法 Active JP6764359B2 (ja)

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