KR102290540B1 - 네임스페이스/스트림 관리 - Google Patents

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Abstract

방법은, 복수의 네임스페이스들로부터 논리적 스트림들을 수신하고, 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 특성들을 판별하고, 구성 가능한 할당 모드를 선택하고, 그리고 상기 논리적 스트림들의 특성들 및 상기 구성 가능한 할당 모드에 근거해서 데이터 스토리지 장치와 관련된 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위해 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들을 복수의 하드웨어 스트림에 할당하는 것을 포함한다. 상기 데이터 스토리지 장치와 관련된 상기 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위한 하드웨어 스트림들의 수는 고정되며, 호스트 컴퓨터에서 실행중인 I/O 프로세스들에 따라서 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 수는 변경된다.

Description

네임스페이스/스트림 관리{Namespace/Stream Management}
본 발명은 멀티-스트리밍이 가능한 스토리지 장치들에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 네임스페이스들에 근거해서 저장 블록들에 스트림들을 매핑하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
SSD(solid-state drive)의 멀티-스트리밍은 유사한 저장된 데이터가 유사한 무효 시간을 가질 수 있고 더욱 효율적으로 가비지(garbage) 수집될 있다는 믿음으로 관련된 데이터가 동일한 물리적 소거 블록들에 저장될 수 있게 한다. 따라서, 멀티-스트리밍은 SSD의 쓰기 증폭 계수(write amplification factor, WAF)를 감소시킬 수 있다.
멀티-스트리밍 특성으로 구현된 최신 SSD들은 일반적으로 가용 한 제한된 개수의 하드웨어 스트림들, 예를 들어 8 내지 16 개의 하드웨어 스트림들을 갖는다. 그러나, 최신 SSD들은 많은 독립적인 네임스페이스들을 수용할 수 있으며, 각 네임스페이스는 수많은 논리적 스트림들을 가질 수 있다. 스트림들을 식별하고 병합하는데 중점을 둔 종래의 멀티-스트리밍 방식은 논리적 스트림들을 연계된 네임스페이스들과 연결하는 것을 고려하지 않는다.
본 발명은 다양한 매핑 방식으로 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당할 수 있는 데이터 스토리지 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
일 실시예에 따르면, 방법은, 복수의 네임스페이스들로부터 논리적 스트림들을 수신하는 단계, 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 특성들을 판별하는 단계, 구성 가능한 할당 모드를 선택하는 단계 및 상기 논리적 스트림들의 특성들 및 상기 구성 가능한 할당 모드에 근거해서 데이터 스토리지 장치와 관련된 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위해 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들을 복수의 하드웨어 스트림들에 할당하는 단계를 포함한다. 상기 데이터 스토리지 장치와 관련된 상기 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위한 하드웨어 스트림들의 수는 고정되며, 호스트 컴퓨터에서 실행중인 I/O 프로세스들에 따라서 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 수는 변경된다.
다른 실시예에 따르면, 데이터 스토리지 장치는, 복수의 데이터 스토리지 블록들, 및 스트림 매퍼를 포함한다. 상기 스트림 매퍼는, 복수의 네임스페이스들로부터 논리적 스트림들을 수신하고, 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 특성들을 판별하고, 구성 가능한 할당 모드를 선택하고; 그리고 상기 논리적 스트림들의 특성들 및 상기 구성 가능한 할당 모드에 근거해서 상기 복수의 데이터 스토리지 블록들에 액세스하기 위해 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들을 복수의 하드웨어 스트림에 할당한다. 상기 데이터 스토리지 장치와 관련된 상기 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위한 하드웨어 스트림들의 수는 고정되며, 호스트 컴퓨터에서 실행중인 I/O 프로세스들에 따라서 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 수는 변경된다.
구현 및 이벤트들의 조합에 대한 다양한 신규 세부 사항들을 포함하는 상술한 및 다른 바람직한 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명될 것이며 청구 범위에서 언급될 것이다. 여기에 기술된 특정 시스템들 및 방법들은 단지 예시로서 도시될 뿐 이에 제한되지 않음을 이해할 것이다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본원에 설명된 원리 및 특징은 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다양하고 수많은 실시예들에서 사용될 수 있다.
본 발명의 데이터 스토리지 장치는 논리적 스트림들의 특성들 및 구성 가능한 할당모드에 근거해서 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당할 수 있다.
본 명세서의 일부로 포함되는 첨부된 도면들은 현재의 바람직한 실시예를 도시하고, 위에서 주어진 일반적인 설명 및 이하에 주어진 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 명세서에 설명된 원리를 설명하고 교시하는 역할을 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 스트림-매핑 시스템의 블록도를 보여준다.
도 2a는 일 실시예에 따른 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 비례 방식을 도시한다.
도 2b는 일 실시예에 따른 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 가중 비례 방식을 도시한다.
도 3a는 일 실시예에 따른 네임스페이스들의 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 공정하고 균형된 방식을 도시한다.
도 3b는 다른 실시예에 따른 네임스페이스들의 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 공정하고 균형된 방식을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 균등 및 비례 방식을 도시한다.
도 5a는 일 실시예에 따른 예시적인 하이브리드 자동-스트리밍 방식을 도시한다.
도 5b는 다른 실시예에 따른 예시적인 하이브리드 자동-스트리밍 방식을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 예시적인 공정하고 균형된 방식의 플로우차트이다.
도 7은 일 실시예에 따른 예시적인 비례 매핑 방식의 플로우차트이다.
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 균등한 비례 방식의 플로우차트이다.
도 9는 일 실시예에 따른 예시적인 하이브리드 자동-스트리밍 방식의 플로우차트이다.
도면은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니며, 유사한 구조 또는 기능의 요소는 도면들 전체에 걸쳐 예시적인 목적으로 유사한 참조 번호로 일반적으로 표시된다. 도면들은 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위한 것이다. 도면은 본원에 개시된 교시의 모든 양상을 기술하지 않으며 청구항의 범위를 제한하지 않는다.
여기에 개시된 특징들 및 교시들 각각은 개별적으로 또는 네임스페이스들에 근거해서 스트림들을 스토리지 블록들로 매핑하기 위한 시스템 및 방법을 제공하기 위한 다른 특징들 교시들과 함께 사용될 수 있다. 독립적으로 그리고 조합에 의해서 이러한 많은 부가적인 특징들 및 교시들을 사용하는 대표적인 예들은 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세히 설명된다. 이 상세한 설명은 본 발명의 양상을 실시하기 위한 상세한 설명을 당업자에게 교시하기 위한 것이며 청구항의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 그러므로, 상세한 설명에서 상기 개시된 특징들의 조합은 가장 넓은 의미에서의 교시를 수행하는데 필수적이지 않을 수 있으며, 단지 본 발명의 교시의 특히 대표적인 예를 설명하기 위해 교시된다.
이하 설명에서, 단지 설명의 목적으로, 본 명세의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명칭이 제시된다. 그러나, 당업자에게는 이러한 특정 세부 사항이 본 개시 내용의 교시를 실행하는데 요구되지 않는다는 것이 명백할 것이다.
본 명세서의 상세한 설명의 일부분은 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들에 대한 연산들의 알고리즘들 및 심볼 표현들로 제공된다. 이러한 알고리즘 설명들 및 표현들은 데이터 처리 기술 분야들의 당업자가 그들의 작업 내용을 당업자에게 효과적으로 전달하기 위해 사용된다. 본 명세서의 알고리즘은 일반적으로 원하는 결과를 유도하는 단계들의 일관성 있는 시퀀스로 여겨진다. 단계들은 물리적 양을 물리적으로 조작해야 하는 단계들이다. 일반적으로 반드시 그런 것은 아니지만, 이러한 양은 저장, 전송, 결합, 비교 및 기타 조작이 가능한 전기 또는 자기 신호의 형태를 갖는다. 대개 신호들을 비트들, 값들, 엘리먼트들, 기호들, 문자들, 용어들, 숫자들 등으로 참조하여 일반적으로 사용하는 것이 편리하다고 입증되었다
그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리적 양과 관련되어 있고 단지 이들 양에 적용되는 편리한 라벨들일 뿐이라는 것을 염두에 두어야 한다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 특별히 언급하지 않는 한, 설명의 전체에 걸쳐 " "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", "디스플레이"와 같은 용어를 사용하는 논의는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및 프로세스를 언급하며, 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리(전자) 양으로 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리 또는 레지스터 또는 기타 정보 스토리지 장치, 전송 장치 또는 디스플레이 장치 내에서 물리량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및 프로세스를 지칭한다.
또한, 대표 예들 및 종속항들의 다양한 특징들은 본 발명의 교시의 추가적인 유용한 실시예들을 제공하기 위해 구체적으로 및 명시적으로 열거되지 않은 방식으로 결합될 수 있다. 또한 모든 값의 범위들 또는 개체들의 그룹들은 청구된 주제를 제한하기 위한 목적뿐만 아니라 독창적인 공개 목적으로 모든 가능한 중간 값 또는 중간 개체를 개시한다는 점에 명시적으로 유의한다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소의 치수 및 형상은 본 발명의 교시가 어떻게 수행되는지를 이해하도록 돕기 위해 설계된 것으로서, 실시예에 도시된 치수 및 형상을 제한하고자 하는 것은 아니라는 점을 명시적으로 언급한다.
본 개시는 네임스페이스들의 제휴에 근거해서 하드-스트림(즉, SSD 하드웨어-지원 스트림이며, 본 명세서에서 "하드웨어 스트림"으로도 불리운다) 자원들을 네임스페이스들로 할당하기 위한 데이터 스토리지 장치의 스트림 매퍼(stream mapper)를 설명한다. 예시적인 네임스페이스 제휴들에는 네임스페이스들의 수, 네임스페이스 당 논리적 스트림들(logical streams)의 수, 논리적 스트림들의 입/출력 패턴들 및 논리적 스트림들의 사용이 포함되나, 이에 한정되지 않는다. 스트림 매퍼는 호스트에서 볼 수 있는 많은 수의 스트림들과 네임스페이스들을 데이터 스토리지 장치에서 사용할 수 있는 제한된 수의 하드웨어 스트림들로 매핑한다. 본 스트림 매퍼에 의해 사용되는 매핑 방식은 공정하고 균형된 방식(fair and balanced approach), 비례 방식(proportional approach), 비례하고 공정한 방식(proportional and fair approach) 및 하이브리드 자동-스트림 방식(hybrid auto-stream approach)을 포함하는 다음 접근법 중 하나 이상을 취할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 스트림-매핑 시스템의 블록도이다. 데이터 스토리지 장치(100)(예를 들면, SSD)는 4개의 네임스페이스들(NS)(110a, 110b, 110c, 110d)을 포함하는 멀티-스트림 가능한 장치이며, 4개의 네임스페이스들 각각은 하나 이상의 논리적 스트림들(145) 예를 들면, w, x, y 및 z를 포함한다. 스트림-매핑 시스템은 데이터 스토리지 장치(100)와 연관된 물리적 스토리지 블록들(160)로 액세스하기 위한 고정된 수의 하드웨어 스트림들(155)을 포함한다. 논리적 스트림들(145) 의 수 및 하드웨어 스트림들(155)의 수는 서로 다를 수 있다. 스트림 매퍼(150)는 네임스페이스의 논리적 스트림들(145)를 하드웨어 스트림들(155)로 매핑한다.
일 실시예에 따르면, 스트림 매퍼(150)는 다양한 매핑 방식들에 근거해서 논리적 스트림들(145)을 매핑할 수 있다. 스트림 매퍼(150)에 의해 구현되는 매핑 방식은 작업량, 네임스페이스의 수 그리고 논리적 및 하드웨어 스트림들의 수와 같은 다양한 동작 조건들에 따라서 동작 시간동안 다이내믹하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 스트림 매퍼(150)는 비례 방식, 공정하고 균형 잡힌 방식, 균등한 비례 방식 및 하이브리드 자동-스트림 방식 중 하나를 채용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 어떠한 스트림에도 할당되지 않은 네임스페이스들로부터의 I/O 트래픽(예를 들면, I/O 패킷들)은 일반적인 I/O 핸들러에 할당될 수 있다. 일부 방식들에서, 일반적인 I/O 핸들러는 스트림과 비슷한 I/O 트래픽을 계산하나, 일반적인 I/O 핸들러로 들어가는 I/O 데이터는 다른 스트림들과 특성을 공유하지 않는 것 이외에 통일성 및 공통 특성을 가지 않을 수 있다. 이러한 일반 목적 I/O 핸들러는 구현에 따라서 스트림을 요구할 수 있다(또는 요구하지 않을 수 있다). 일반 목적 I/O 핸들러가 스트림을 요구하는 경우에, 일반적인 I/O 핸들러로 할당된 스트림은 특정 스트림 할당 방식들이 적용되기 전에 전체 하드웨어 스트림 가용성에서 차감된다.
일 실시예에 따르면, 스트림 매퍼(150)는 자동-스트리밍 및/또는 스트림 통합 기술들을 사용하여 하드웨어 스트림들을 공유하기 위해 네임스페이스를 선택할 수 있다. 스트림 매퍼(150)가 채용한 스트림 할당 방식들의 예들은 데이터 쓰기 순서 기반 방식(data write sequentially based approach), 데이터 쓰기 빈도 및 최신성 방식(data write frequency and recency, SFR), 멀티-큐 방식(multi-queue approach) 및 라운드 로빈 방식(round robin approach)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 네임스페이스들의 논리적 스트림들은 예를 들면, 쓰기 순서, 수명, 타이밍 패턴, I/O 사이즈, 파일 타입(예를 들면, MS 엑셀, 워드) 등과 같은 데이터의 유사성에 근거해서 함께 그룹화될 수 있다. 다양한 자동-스트리밍 및/또는 스트림 통합 기술들은 미국 특허출원번호 15/499,877("Automatic Stream Detection & Assignment Algorithm", 출원일: 2015년 7월 13일), 미국 특허출원번호 15/458,968("Method of Consolidating Data Streams for Multi-Stream Enabled SSDs", 출원일: 2016년 10월 26일) 및 미국 특허출원번호 15/344,422("Smart I/O Stream Detection based on Multiple Attributes," 출원일: 2016년 11월 4일)에 설명되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조문헌으로 인용된다.
스트림 매퍼(150)에 의해서 채용된 다양한 네임스페이스 제어는 데이터 스토리지 장치(100)를 복수의 가상 드라이브들인 것처럼 취급하는 것에 의해서 복수의 논리적 어드레스 공간들(logical address spaces, LBA 공간들)이 데이터 스토리지 장치(100)에 할당될 수 있도록 한다. 호스트로부터의 쓰기 명령은 특정 네임스페이스의 식별자(identifier)를 포함한다. 스트림 매퍼(150)는 쓰기 명령에 포함된 네임스페이스의 식별자에 근거해서 액세스될 네임스페이스를 결정할 수 있다. 그에 따라서 호스트는 논리적 어드레스 공간을 복수의 공간들로 분할하지 않고 데이터 스토리지 장치가 복수의 드라이브들인 것처럼 데이터 스토리지 장치의 가상 드라이브들을 처리할 수 있다. 그러므로 멀티 네임스페이스 제어는 호스트 측에서 소유의 총비용(total cost of ownership, TCO)을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 스트림 매퍼(150)는 네임스페이스로부터의 모든 논리적 I/O 스트림들을 (네임스페이스로부터의 논리적 스트림들의 수와 관계없이) 마치 단일 스트림인 것처럼 처리할 수 있고, 하드웨어 스트림 레벨에서 가장 유사한 네임스페이스를 분석 및 병합한다.
일 실시예에 따르면, 스트림 매퍼는 비례 방식에 근거해서 논리적 스트림들을 매핑할 수 있다. 비례 방식에 따르면, 스트림 매퍼(150)는 그것의 논리적 스트림 요구 및/또는 읽기/쓰기 처리량에 비례해서 하드웨어 스트림들의 수를 각 네임스페이스에 할당한다. 예를 들어, 논리적 스트림들의 수는 각 네임스페이스에 할당될 하드웨어 스트림들의 비율을 결정하는데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 논리적 스트림들 각각에 가중치가 주어질 수 있고, 각 네임스페이스에 대한 가중 논리적 스트림들은 하드웨어 스트림 할당의 비율을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 만일 네임스페이스들의 수가 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 수보다 크면, 하나 이상의 네임스페이스들이 병합될 수 있다.
도 2a는 일 실시예에 따른 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적 비례 방식을 보여준다. 이 예에서, 네임스페이스(NS1)는 1개의 논리적 스트림을 가지며, 네임스페이스(NS2)는 8개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS3)는 64개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS4)는 2개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS5)는 4개의 논리적 스트림들을 가지며, 그리고 네임스페이스(NS6)는 1개의 논리적 스트림을 갖는다. 스트림 매퍼(150)는 가중치를 부여하지 않고 논리적 스트림들을 처리할 수 있다. 논리적 스트림들의 전체 개수는 80이다. 비례에 따라서, 네임스페이스(NS2)에는 2개의 하드웨어 스트림들이 할당되고, 네임스페이스(NS3)에는 13개의 하드웨어 스트림들이 할당되며, 그리고 네임스페이스(NS5)에는 1개의 하드웨어 스트림이 할당된다. 네임스페이스들(NS1, NS4, NS6)에는 하드웨어 스트림들이 할당되지 않는다. 네임스페이스들(NS2, NS3, NS5)의 논리적 스트림들이 완료되거나 중지된 후, 해제된 하드웨어 스트림들은 네임스페이스들(NS1, NS4, NS6)에 재할당될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 비례 방식에 근거한 네임스페이스 할당은 가중 논리적 스트림들에 근거할 수 있다. 각 논리적 스트림은 가중치를 부여 받을 수 있고, 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들의 가중된 합은 하드웨어 스트림들의 수를 할당할 때 고려될 수 있다. 일부 논리적 스트림들은 다른 논리적 스트림들보다 높은 가중치를 부여 받을 수 있다. 또한, 일부 네임스페이스들은 다른 네임스페이스들보다 높은 가중치를 부여 받을 수 있다. 예를 들어, 각 네임스페이스의 적어도 하나의 논리적 스트림은 논리적 스트림들의 처리량에 근거해서 높은 가중치를 부여 받을 수 있다. 많은 처리량을 갖는 논리적 스트림들은 적은 처리량을 갖는 논리적 스트림들보다 높은 가중치를 받을 수 있다. 그러므로, 작은 개수의 많은 처리량 논리적 스트림들을 갖는 네임스페이스는 많은 개수의 적은 처리량 논리적 스트림들을 갖는 다른 네임스페이스와 경쟁할 때 하드웨어 스트림들의 공유를 가져올 수 있다.
도 2b는 일 실시예에 따른 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 가중 비례 방식을 보여준다. 본 실시예에서, 네임스페이스들(NS1-NS6)의 논리적 스트림들의 전체 개수는 80(1+8+64+2+4+1)이다. 각 네임스페이스(NS1-NS6)의 비율은 0.0125, 0.1, 0.8, 0.025, 0.05, 및 0.0125이다. 각 네임스페이스(NS1-NS6)의 전체 I/O 처리량은 12, 24, 64, 8, 8, 및 4 메가바이트/초(MB/s)들이다. 각 네임스페이스의 처리량 비율은 전체 처리량에 기여한다. 즉, 네임스페이스들(NS1-NS6)의 TP(throughput proportion) 비율은 0.1, 0.2, 0.533, 0.067, 0.067, 및 0.033이다. 각 네임스페이스의 I/O 처리량은 단위 타임 슬롯당 데이터 패킷들의 수와 같은 다른 측정 기준들을 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 I/O 처리량에 근거해서 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림의 가중치가 다음과 같이 계산된다.
가중 LS = (처리량 비율/LS 비율) * LS의 수
예를 들어, 네임스페이스들(NS1)은 1개의 논리적 스트림만을 포함하나, 그것의 가중 논리적 스트림은 8((0.1/0.125)*1)이다. 이는 논리적 스트림에 대한 I/O 처리량이 다른 네임스페이스들(NS2-NS6)에 속하는 다른 논리적 스트림들의 평균 I/O 처리량보다 많기 때문 네임스페이스(NS1)의 (단지 하나의) 논리적 스트림이 논리적 스트림들의 수보다 높은 가중치를 부여받는 것을 의미한다. 다른 예에서, 네임스페이스(NS3)는 64개의 논리적 스트림들을 가지나, 그것의 가중 논리적 스트림은 42.667 ((0.533/0.8)*64)이다. 이것은, 논리적 스트림에 대한 I/O 처리량이 다른 네임스페이스들(NS1, NS2, NS4-NS6)에 속하는 다른 논리적 스트림들의 평균 I/O 처리량보다 적기 때문 네임스페이스(NS3)의 논리적 스트림이 논리적 스트림들의 수보다 낮은 가중치를 부여받는 것을 의미한다. 가중 논리적 스트림들에 근거해서, 하드웨어 스트림들은 네임스페이스들(NS1-NS6) 각각에 할당된다.
일 실시예에 따르면, 스트림 매퍼(150)는 공정하고 균형 잡힌 방식(fair and balanced scheme)을 채용한다. 스트림 매퍼(150)는 네임스페이스들의 수에 근거해서 네임스페이스들 사이에서 하드웨어 스트림들을 공정하게 나누며, 네임스페이스는 필요한 논리적 스트림들의 수보다 많은 하드웨어 스트림들을 가질 수 없다. 만일 하드웨어 스트림들보다 많은 네임스페이스들이 있는 경우, 일부 네임스페이스들은 하드웨어 스트림들을 공유하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 만일 각 네임스페이스에 공정한 수의 스트림들을 제공한 후에 나머지 하드웨어 스트림들이 있는 경우, 나머지 하드웨어 스트림들은 위에서 설명한 비례 방식을 기반으로 네임스페이스들에 할당될 수 있다.
만일 네임스페이스들보다 많은 스트림들이 있고, 스트림들의 분할이 불공평한 경우, 스트림 매퍼(150)는 논리적 스트림들 또는 I/O 처리량에 대한 요구에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들로 할당한다. 공정하고 균형된 방식은 논리적 스트림들을 할당하거나 병합하는 다른 모든 요소들이 실패하거나 사용할 수 없는(또는 너무 세분화된) 경우, 네임스페이스가 데이터 관련성 또는 근접성을 결정하는 최고의 결정 인자 임을 인식한다.
시스템이 X개의 하드웨어 스트림들 및 Y 개의 네임스페이스들을 갖는 경우, 플로어(floor) 값은 하드웨어 스트림들의 수를 네임스페이스들의 수로 나누어서 계산된다.
플로어 = integer [(하드웨어 스트림들의 수) / (네임스페이스들의 수)]
플로어의 수에 따라서, 스트림 매퍼(150)는 다른 공정하고 균형된 방식들을 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 플로어 값이 1보다 크거나 같은 때, 즉, 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 수가 네임스페이스들의 수보다 크거나 같을 때, 스트림 매퍼(150)는 각 네임스페이스에 적어도 하나의 하드웨어 스트림을 할당할 수 있다(즉, 공정한 할당). 여기서, "공정한(fair)" 또는 "공정하게(fairly)"의 용어는 네임스페이스에 할당되는 하드웨어 스트림들의 최대 개수가 네임스페이스에서 실행중인 논리적 스트림들의 수를 초과하지 않음을 나타낸다. 플로어 값에 근거해서 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 공정하게 할당한 후, 스트림 매퍼(150)는 각 네임스페이스 내 나머지 논리적 스트림들의 수에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당할 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 네임스페이스들의 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하는 "공정하고 균형된(fair and balanced)" 방식을 예시적으로 보여준다. 본 실시예에서, 가용 가능한 하드웨어 스트림들이 총 16개가 있고, 6개의 네임스페이스들(NS1부터 NS6)이 동작 중이다. 그러므로 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 수는 네임스페이스들의 수보다 많으며, 플로어 값은 1보다 크거나 같다.
네임스페이스(NS1)는 1개의 논리적 스트림을 가지며, 네임스페이스(NS2)는 8개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS3)는 64개의 논리적 스트림들을 갖고, 네임스페이스(NS4)는 2개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS5)는 4개의 논리적 스트림들을 갖고, 네임스페이스(NS6)는 1개의 논리적 스트림들을 갖는다. 이러한 값들은 도시를 위한 단순 예시들이며, 임의의 네임스페이스는 임의의 개수의 관련된 논리적 스트림들을 가질 수 있다. 이 경우에 플로어 값이 2(integer(16/2))이고, 최대 2개까지의 하드웨어 스트림들이 네임스페이스들 각각에 할당될 수 있다. 그러나 네임스페이스(NS1)는 오직 1개의 논리적 스트림을 가지므로, 오직 1개의 하드웨어 스트림이 네임스페이스(NS1)에 할당된다. 이런 공정성에 근거해서 하드웨어 스트림들의 할당이 완료되고, 16 개의 가용 가능한 하드웨어 스트림들 중 총 11 개의 하드웨어 스트림들이 할당된다.
공정한 할당이 완료되면, 스트림 매퍼(150)는 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들의 "균형(balance)"에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 할당한다. 하드웨어 스트림들의 균형된 할당은 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들의 수에 따른다. 예를 들어, 64개의 논리적 스트림들을 갖는 네임스페이스(NS3)에는 각 네임스페이스의 나머지 논리적 스트림들의 비율에 근거해서(그렇지 않으면, 처리량이 같다고 가정해서) 나머지 5개의 하드웨어 스트림들 모두가 할당된다. 네임스페이스(NS3)과 비교할 때 네임스페이스들(NS1, NS2, NS4, NS5, NS6)은 비교적 적은 수의 논리적 스트림들을 갖기 때문에(그리고 이 예에서 처리량이 같은 것으로 가정하면), 네임스페이스들(NS1, NS2, NS4, NS5, NS6에는 나머지 하드웨어 스트림들이 할당되지 않는다. 이러한 나머지 하드웨어 스트림들의 "균형된(balanced)" 할당은 총 16개의 하드웨어 스트림들의 매핑을 완료한다.
도 3b는 다른 실시예에 따른 네임스페이스들의 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 공정하고 균형된 방식을 도시한다. 이 예에서, 가용 가능한 8개의 하드웨어 스트림들 및 14개의 네임스페이스들이 있고, 이 경우 플로어는 1보다 작다. 그러므로 일부 네임스페이스들은 적어도 하나의 하드웨어 스트림을 할당받을 수 없다. 이 경우, 네임스페이스들 각각으로 공정한 수의 하드웨어 스트림들을 할당하는 대신에, 스트림 매퍼(150)는 전체적으로 각 네임스페이스의 I/O 트래픽 패턴들을 분석하고, 동일하거나 유사한 특성들을 갖는 네임 스페이스들을 논리적 네임스페이스 클러스터(namespace cluster)로 병합한다. 스트림 매퍼(150)는 네임스페이스 클러스터들의 수가 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 수보다 작거나 같을 때까지 네임스페이스들을 네임스페이스 클러스터들로 병합하는 것을 계속한다. 스트림 매퍼(150)에 의한 네임스페이스들의 클러스터-레벨 그루핑은 각 네임스페이스 클러스터에는 공정한 개수의 하드웨어 스트림들이 할당되도록 네임스페이스 클러스터들의 수를 감소시킨다.
본 실시예에서, 각각의 네임스페이스 클러스터로 네임스페이스들(NS1, NS2, NS3)이 그룹화되고, 네임스페이스들(NS5, NS6)이 그룹화되며, 그리고 네임스페이스들(NS7, NS8, NS9)이 그룹화되고, 그리고 네임스페이스들(NS11, NS12)이 그룹화된다. 네임스페이스들(NS4, NS10, NS13, NS14)은 그룹화되지 않은 단일 네임스페이스 클러스터이다. 네임스페이스 클러스터들 각각에는 공정한 개수의 하드웨어 스트림들, 이 예에서, 1개의 하드웨어 스트림이 할당된다. 만일 하드웨어 스트림들을 네임스페이스 클러스터들로 공정하게 할당 이후 임의의 하드웨어 스트림들이 남으면, 남은 하드웨어 스트림들은 균형된 할당에 대한 네임스페이스 클러스터들 내 논리적 스트림들의 수에 근거해서 하나 이상의 네임스페이스 클러스터들로 할당될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 스트림 매퍼는 균등한 비례 방식(even and proportional scheme)에 근거해서 논리적 스트림들을 매핑할 수 있다. 균등한 비례 방식은 하드웨어 스트림들의 수가 네임스페이스들의 수보다 매우 클 때 특별히 유용하다. 여기서, "균등한(even)" 또는 "균등하게(evenly)"의 용어는 동일한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 기본 번호로 할당됨을 나타낸다. 네임스페이스들에 할당된 균등한 개수들의 총 합은 가용 한 하드웨어 스트림들의 수를 초과하지 않을 수 있다. 일부 경우들에서, 균등한 개수는 상술한 공정하고 균형된 방식에서 논의된 바와 같이 "공정한(fair)" 개수를 포함할 수 있으나, 분할이 허용하는 하드웨어 스트림들의 최대 개수보다 적도록 제한될 수 있다. 스트림 매퍼(150)는 정해진 작은 기본 개수의 스트림들(예를 들면, 1개의 하드웨어 스트림)을 각 네임스페이스로 할당한다. 나머지 하드웨어 스트림들은 네임스페이스들에 대한 논리적 스트림들의 비율에 근거해서 네임스페이스들로 할당될 수 있다. 하드웨어 스트림들의 기본 개수가 플로어 = integer [(하드웨어 스트림의 수)/(네임스페이스들의 수)] 쪽으로 증가함에 따라 균등한 비례 방식이 공정하고 균형된 방식으로 기울어질 수 있음을 알아야 한다. 균등한 비례 방식은 비례 방식과 유사하나, 모든 네임스페이스들에 적어도 하나의 하드웨어 스트림이 먼저 할당되고, 가장 개수가 많은 네임스페이스에 나머지 하드웨어 스트림들의 전부 또는 많은 부분이 할당될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 논리적 스트림들을 하드웨어 스트림들에 할당하기 위한 예시적인 균등 및 비례 방식을 도시한다. 이 예에서, 네임스페이스(NS1)는 1개의 논리적 스트림을 가지며, 네임스페이스(NS2)는 2개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS3)는 8개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS4)는 4개의 논리적 스트림들을 가지며, 네임스페이스(NS5)는 1개의 논리적 스트림을 가지며, 네임스페이스(NS6)는 1개의 논리적 스트림을 갖는다. 스트림 매퍼(150)는 각 네임스페이스로 낮은-레벨, 기본 스트리밍 능력을 제공하기 위해 기본(균등) 개수의 하드웨어 스트림들(예를 들면, 1개의 하드웨어 스트림)을 네임스페이스들 각각에 할당하고, 또한 논리적 스트림들의 비율(가중된 비율 또는 가중되지 않은 비율)에 근거해서(이미 분산 된 하드웨어 스트림에 대해 1을 뺀 값) 나머지 하드웨어 스트림들을 할당한다. 본 예에서, 논리적 스트림들 각각에 대한 유사한 처리량 즉, 가중되지 않은 비율을 가정할 때, 나머지 10개의 하드웨어 스트림들 중 네임스페이스(NS2)에는 1개의 하드웨어 스트림이 할당되고, 네임스페이스(NS3)에는 6개의 하드웨어 스트림들이 할당되며, 네임스페이스(NS4)에는 3개의 하드웨어 스트림들이 할당된다.
다른 실시예에 따르면, 스트림 매퍼(150)는 하이브리드 자동-스트리밍 방식에 근거해서 논리적 스트림들을 매핑할 수 있다. 스트림 매퍼(150)는 네임스페이스들을 공유/병합/합병하기 위한 특정 개수의 하드웨어 스트림들을 예약함으로써, 하나의 하드웨어 스트림을 하나 이상의 네임 스페이스들에 할당한다(여기서, "트랜스-네임스페이스(trans-namespace)" 할당이라 칭함). 트랜스-네임스페이스 하드웨어 스트림들은 여러 개의 네임스페이스들에 걸쳐 있을 수 있는 I/O 트래픽 패턴들을 위해 예약된다. 또한 스트림 매퍼(150)는 자동-스트리밍 로직을 사용하여 공통 하드웨어 스트림들을 병합 및 할당하는 그러한 트랜스-네임스페이스 스트림들을 검출할 수 있다. 스트림 매퍼(150)는 공정하고 균형된 방식, 비례 방식 및 균등한 비례 방식과 같은 앞서 설명된 할당 방식들 중 하나에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당할 수 있다. 하이브리드 자동-스트리밍 방식에서, 네임스페이스 클러스터링은 처음부터 의도적이고, 직접적으로 구성 가능하다는 점에서 트랜스-네임스페이스 할당은 도 3b를 참조하여 설명된 네임스페이스 클러스터링과 구별될 수 있다. 즉, 공유된 하드웨어 스트림들, 그들에 속하는 네임스페이스들 그리고/또는 하드웨어 스트림 내 포함될 수 있는 데이터 품질의 총합은 호스트에 의해서 선택적으로 정의될 수 있으며, 데이터 스토리지 드라이브가 나머지 하드웨어 스트림들이 어떻게 분할되는지 분석하기 전에 수행될 수 있다. 다시 말하면, 하이브리드 자동-스트리밍 방식에서, 첫 단계로, 네임스페이스들은 공유된 하드웨어 스트림들로 그룹화되고, 나머지 하드웨어 스트림들은 다른 방식들을 통해 분산될 수 있으나, "공정하고 균형된", "비례적인" 그리고 "균등하고 비례적인" 방식들에서, 클러스터링은 하드웨어 스트림들의 벌크가 기본적인 방식을 통해 이미 할당된 이후, 마지막 단계에서만 수행된다.
도 5a는 일 실시예에 따른 예시적인 하이브리드 자동-스트리밍 방식을 보여준다. 이 예에서, 8 개의 하드웨어 스트림들 및 8 개의 네임스페이스들이 있다. 하드웨어 스트림들 및 네임스페이스들의 수는 같거나 다를 수 있다. 스트림 매퍼(150)의 자동-스트리밍 로직은 네임스페이스들(NS6, NS7, NS8)이 연결되고, 그리고 3개의 (또는 호스트 혹은 자동-스트리밍 검출기가 판별할 수 있는, 임의의 해당하는 수) 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들(NS6, NS7, NS8)에 할당할 수 있는 지를 판별한다. 네임스페이스들(NS1, NS2, NS3, NS4, NS5) 각각은 나머지 하드웨어 스트림들중 하나를 독립적으로 할당 받는다. 3개의 공유된 하드웨어 스트림들은 특정 네임스페이스에 결부되지 않을 수 있다. 대신, 3개의 공유된 하드웨어 스트림들은 네임스페이스들(NS6, NS7, NS8)에 걸쳐 I/O 동작들을 효과적으로 수행하기 위해 사용될 수 있다. 보다 구체적인 예에서, 네임스페이스들(NS6, NS7, NS8)은 각각 다수의 논리적 스트림들을 포함할 수 있으며, 주어진 네임스페이스 내 그러한 논리적 스트림들 각각은 3개의 공유된 하드웨어 스트림들 중 하나로 보내질 수 있다.
도 5b는 다른 실시예에 따른 예시적인 하이브리드 자동-스트리밍 방식을 도시한다. 이 예에서, 16 개의 하드웨어 스트림들 및 8 개의 네임스페이스들이 있다. 하드웨어 스트림들 및 네임스페이스들의 수는 같거나 다를 수 있다. 네임스페이스들(NS1-NS8) 각각에는 하나의 하드웨어 스트림이 할당된다. 스트림 매퍼(150)의 자동-스트리밍 로직은 다수의 네임스페이스들에 걸쳐질 수 있는 동작들에 대한 자동-스트리밍을 위해 나머지 8개의 하드웨어 스트림들을 예약할 수 있다. 자동-스트리밍을 위해 예약된 하드웨어 스트림들은, I/O 동작들이 트랜스-네임스페이스 동작이라는 것을 나타내는 특정 네임스페이스의 식별자로 지정되지 않은 경우에 대해 유용할 수 있다. 이와 비슷한 분포는 네임스페이스들 각각이 몇몇 논리적 스트림들을 포함한 경우에 유용할 수 있고, 그들 중 일부는 다른 네임스페이스의 논리적 스트림들과 본질적으로 유사하며, 그 중 일부는 그 네임스페이스에 본질적으로 고유하다. 각 네임스페이스의 고유한 논리적 스트림들은 네임스페이스 전용의 개별 하드웨어 스트림들을 사용할 수 있고, 다른 네임스페이스들의 논리적 스트림들과 유사한 논리적 스트림들은 공유 하드웨어 스트림들을 활용할 수 있다.
네임스페이스(네임스페이스 클러스터)가 현저히 추가, 삭제 또는 변경될 때, 본 스트림 매핑 방식은 재실행될 수 있다. 만일 현재 할당된 하드웨어 스트림들을 사용하는 네임스페이스가 변경되면, 스트림 매퍼는 하드웨어 스트림들을 재분산하기 위해 매핑 방식을 재실행할 수 있고, 새로운 할당되지 않은 네임스페이스들에는 새로운 매핑 방식에 근거해서 하드웨어 스트림들이 할당될 수 있다. 하드웨어 스트림들이 재분산될 때, 매핑 방식은 하나의 매핑 방식에서 다른 매핑 방식으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어 스트림들의 기본 개수가 증가함에 따라 균등한 비례 방식은 공정하고 균형된 방식으로 변경될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 공정하고 균형된 매핑 방식의 플로우차트이다. 호스트는 공정하고 균형된 모드로 동작하도록 스트림 매퍼를 구성할 수 있다(601). 대안적으로, 스트림 매퍼는 I/O 트래픽 패턴을 모니터링 할 수 있고, 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 개수, 네임스페이스들의 수 및 각 네임스페이스당 논리적 스트림들의 개수 등에 근거해서 공정하고 균형된 모드로 동작하도록 자신을 구성한다. 스트림 매퍼는 플로어 값을 계산하고, 플로어 값이 1보다 크거나 같은지를 체크한다(602). 만일 플로어가 1보다 크거나 같으면, 스트림 매퍼는 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하고(즉, 공정한 할당)(611), 논리적 스트림들의 개수에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당한다(즉, 균형된 할당)(612). 만일 플로어 값이 1보다 크거나 같지 않으면, 스트림 매퍼는 각 네임스페이스에 대한 I/O 트래픽 패턴들을 분석하고, I/O 트래픽 패턴들에 근거해서 네임스페이스들을 병합하여 네임스페이스 클러스터들을 생성한다(621). 병합 프로세스는 네임스페이스 클러스터들의 개수가 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 개수보다 작거나 같을 때까지 계속된다(622). 스트림 매퍼는 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스 클러스터로 할당한다(즉, 공정한 할당)(623).
도 7은 일 실시예에 따른 예시적인 비례 매핑 방식의 플로우차트이다. 호스트는 비례 모드로 동작하도록 스트림 매퍼를 구성할 수 있다(701). 대안적으로, 스트림 매퍼는 I/O 트래픽 패턴을 모니터링할 수 있고, 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 수, 네임스페이스들의 수, 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 수 등에 근거해서 공정하고 균형된 모드로 동작하도록 자신을 구성할 수 있다. 스트림 매퍼는 논리적 스트림들의 비율에 근거해서 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당한다(702). 만일 하드웨어 스트림들이 할당되지 않은 네임스페이스가 있으면(703), 스트림 매퍼는 하드웨어 스트림들이 할당된 네임스페이스들의 완료된 논리적 스트림들을 모니터링하고(704), 임의의 하드웨어 스트림들이 해제되었는지 체크한다(705). 스트림 매퍼는 해제된 하드웨어 스트림들을 비할당된 네임스페이스들에 재할당한다(706). 일 실시예에서, 스트림 매퍼는 일반적인 I/O 스트림들을 사용하여 네임스페이스들의 일반적인 I/O들을 모니터링한다. 네임스페이스(또는 네임스페이스 클러스터)가 현저하게 추가, 제거 또는 변경될 때, 스트림 매퍼는 매핑 방식을 재실행할 수 있고, 하드웨어 스트림들은 재분산될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 균등한 비례 방식의 플로우차트이다. 호스트는 균등 및 비례 방식으로 동작하도록 스트림 매퍼를 구성할 수 있다(801). 대안적으로, 스트림 매퍼는 I/O 트래픽 패턴을 모니터링할 수 있고, 가용 가능한 하드웨어 스트림들의 수, 네임스페이스들의 수, 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 수 등에 근거해서 균등한 비례 모드로 동작하도록 자신을 구성할 수 있다. 스트림 매퍼는 제1 균등 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당한다(즉, 균등 할당)(802). 또한 스트림 매퍼는 비율 분포에 근거해서 임의의 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당할 수 있다(비례적 할당)(803).
도 9는 일 실시예에 따른 예시적인 하이브리드 자동-스트리밍 방식의 플로우차트이다. 호스트는 하이브리드-스트리밍 모드로 동작하도록 스트림 매퍼를 구성할 수 있다(901). 대안적으로, 스트림 매퍼는 I/O 트래픽 패턴을 모니터링 할 수 있으며 사용 가능한 하드웨어 스트림들 수, 네임스페이스들 수, 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들 수 등을 근거로 공정하고 균형된 모드로 동작하도록 자신을 구성할 수 있다. 스트림 매퍼는 I/O 트래픽 패턴들을 모니터링하고(902), 동작 적으로 연결될 수 있는 임의의 네임스페이스들이 있는지 여부를 판별한다(903). 동작적으로 연결된 네임스페이스는 동일하거나 유사한 쓰기 순서, 수명, 타이밍 패턴, I/O 크기, 파일 형식 및/또는 I/O 트래픽 패턴들을 갖는 논리 스트림들을 가질 수 있다. 동작적으로 연결된 네임스페이스가 있는 경우, 스트림 매퍼는 동작적으로 연결된 네임스페이스에 기본 개수의 하드웨어 스트림들을 할당하고(911), 나머지 하드웨어 스트림을 자동-스트리밍을 위해 비-연결된 네임 스페이스들 각각에 할당한다(912). 만일 동작적으로 연결된 네임스페이스들이 없으면, 스트림 매퍼는 기본 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하고(921), 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들 중 자동-스트리밍을 위한 네임스페이스들에 할당한다(922).
일 실시예에 따르면, 방법은 복수의 네임스페이스들로부터 논리적 스트림들을 수신하는 단계, 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 특성들을 판별하는 단계, 구성 가능한 할당 모드를 선택하는 단계 및 상기 논리적 스트림들의 특성들 및 상기 구성 가능한 할당 모드에 근거해서 데이터 스토리지 장치와 관련된 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위해 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들을 복수의 하드웨어 스트림에 할당하는 단계를 포함한다. 상기 데이터 스토리지 장치와 관련된 상기 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위한 하드웨어 스트림들의 수는 고정되며, 호스트 컴퓨터에서 실행중인 I/O 프로세스들에 따라서 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 수는 변경된다.
상기 논리적 스트림들의 특성들은 쓰기 순서, 수명, 타이밍 패턴, I/O 크기, 파일 형식 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 수, 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 비율 및 상기 논리적 스트림들의 I/O 트래픽 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 공정하고 균형된 모드일 수 있으며, 상기 방법은, 하드웨어 스트림들의 개수가 네임스페이스들의 개수보다 크거나 같은 지를 판별하기 위한 플로어 값을 계산하는 단계, 상기 플로어 값이 1보다 크거나 같으면, 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하고, 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들의 수에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당하는 단계 및 상기 플로어 값이 1보다 작으면, 각 네임스페이스에 속하는 논리적 스트림들의 상기 I/O 트래픽 패턴들을 집합적으로 분석하고, 동일하거나 유사한 I / O 트래픽 패턴들을 갖는 네임스페이스를 하나 이상의 네임스페이스 클러스터들로 병합하는 것에 의해 각 네임스페이스에 대한 I/O 트래픽 패턴들을 분석하며, 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스 클러스터에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 네임스페이스들은 상기 네임스페이스 클러스터들의 수가 상기 하드웨어 스트림들의 수보다 작거나 같을 때까지 클러스터링 될 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 비례 모드일 수 있으며, 상기 방법은, 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들에 대한 가중 비율에 근거해서 상기 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당하는 단계를 더 포함한다. 상기 논리적 스트림들에 대한 상기 가중 비율은 I/O 처리량 및 논리적 스트림들의 수에 근거해서 계산될 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 균등 및 비례 모드일 수 있고, 상기 방법은, 제1 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하는 단계 및 각 네임스페이스에 대한 상기 논리적 스트림들의 가중 비율에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 상기 네임스페이스들에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 논리적 스트림들에 대한 상기 가중 비율은 I/O 처리량 및 논리적 스트림들의 개수에 근거해서 계산될 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 하이브리드 자동-스트리밍 모드일 수 있고, 상기 방법은, 상기 논리적 스트림들과 관련된 I/O트래픽 패턴들을 모니터링하는 단계 및 상기 I/O 트래픽 패턴들에 근거해서 동작적으로 연결된 네임스페이스들이 있는 지의 여부를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 기본 개수의 하드웨어 스트림들을 동작적으로 연결된 네임스페이스들에 할당하는 단계 및 상기 나머지 하드웨어 스트림들을 자동-스트리밍을 위해 동작적으로 연결되지 않은 각 네임스페이스에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 동작적으로 연결된 네임스페이스들이 없을 때 기본 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스들에 할당하는 단계 및 나머지 하드웨어 스트림들을 자동-스트리밍을 위해 동작적으로 연결된 네임스페이스에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 데이터 스토리지 장치는: 복수의 데이터 스토리지 블록들, 및 스트림 매퍼를 포함하며, 상기 스트림 매퍼는, 복수의 네임스페이스들로부터 논리적 스트림들을 수신하고, 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 특성들을 판별하고, 구성 가능한 할당 모드를 선택하고, 그리고 상기 논리적 스트림들의 특성들 및 상기 구성 가능한 할당 모드에 근거해서 상기 복수의 데이터 스토리지 블록들에 액세스하기 위해 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들을 복수의 하드웨어 스트림에 할당한다. 상기 데이터 스토리지 장치와 관련된 상기 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위한 하드웨어 스트림들의 수는 고정되며, 호스트 컴퓨터에서 실행중인 I/O 프로세스들에 따라서 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 수는 변경된다.
상기 데이터 스토리지 장치는 자동-스트리밍 특성으로 구현된 SSD(solid-state drive)일 수 있다.
상기 논리적 스트림들의 특성들은 쓰기 순서, 수명, 타이밍 패턴, I/O 크기, 파일 형식 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 수, 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 비율 및 상기 논리적 스트림들의 I/O 트래픽 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 공정하고 균형된 모드일 수 있으며, 상기 스트림 매퍼는, 하드웨어 스트림들의 개수가 네임스페이스들의 개수보다 크거나 같은 지를 판별하기 위한 플로어 값을 계산하고, 상기 플로어 값이 1보다 크거나 같으면, 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하고, 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들의 수에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당하고, 상기 플로어 값이 1보다 작으면, 각 네임스페이스에 속하는 논리적 스트림들의 상기 I/O 트래픽 패턴들을 집합적으로 분석하고, 동일하거나 유사한 I / O 트래픽 패턴들을 갖는 네임스페이스를 하나 이상의 네임스페이스 클러스터들로 병합하는 것에 의해 각 네임스페이스에 대한 I/O 트래픽 패턴들을 분석 하고, 그리고 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스 클러스터에 할당하도록 더 구성될 수 있다.
상기 네임스페이스들은 상기 네임스페이스 클러스터들의 수가 상기 하드웨어 스트림들의 수보다 작거나 같을 때까지 클러스터링 될 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 비례 모드일 수 있으며, 상기 스트림 매퍼는 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들에 대한 가중 비율에 근거해서 상기 하드웨어 스트림들을 네임스페이스들에 할당하도록 더 구성될 수 있다. 상기 논리적 스트림들에 대한 상기 가중 비율은 I/O 처리량 및 논리적 스트림들의 수에 근거해서 계산될 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 균등 및 비례 모드일 수 있고, 상기 스트림 매퍼는 제1 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하는 단계 및 각 네임스페이스에 대한 상기 논리적 스트림들의 가중 비율에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 상기 네임스페이스들에 할당하도록 더 구성될 수 있다. 상기 논리적 스트림들에 대한 상기 가중 비율은 I/O 처리량 및 논리적 스트림들의 개수에 근거해서 계산될 수 있다.
상기 구성 가능한 할당 모드는 하이브리드 자동-스트리밍 모드일 수 있고, 상기 스트림 매퍼는 상기 논리적 스트림들과 관련된 I/O트래픽 패턴들을 모니터링하는 단계 및 상기 I/O 트래픽 패턴들에 근거해서 동작적으로 연결된 네임스페이스들이 있는 지의 여부를 판별하도록 더 구성될 수 있다.
상기 스트림 매퍼는 기본 개수의 하드웨어 스트림들을 동작적으로 연결된 네임스페이스들에 할당하고, 그리고 상기 나머지 하드웨어 스트림들을 자동-스트리밍을 위해 동작적으로 연결되지 않은 각 네임스페이스에 할당하도록 더 구성될 수 있다.
상기 스트림 매퍼는 동작적으로 연결된 네임스페이스들이 없을 때 기본 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스들에 할당하고, 그리고 나머지 하드웨어 스트림들을 자동-스트리밍을 위해 동작적으로 연결된 네임스페이스에 할당하도록 더 구성될 수 있다.
상기 예시적인 실시예들은 네임 스페이스에 근거하여 스토리지 블록들로 스트림들을 매핑하기 위한 시스템 및 방법을 구현하는 다양한 실시예들을 설명하기 위해 설명되었다. 개시된 예시적인 실시예들로부터의 다양한 변형들 및 변화들은 당업자에 의해 이루어질 것이다. 본 발명의 범위 내에 있는 주제는 다음의 청구 범위에서 설명된다.
100: 데이터 스토리지 장치
110a, 110b, 110c, 110d: 네임스페이스
145: 논리적 스트림들
150: 매퍼
155: 하드웨어 스트림들
160: 물리적 스토리지 블록들

Claims (10)

  1. 복수의 네임스페이스들로부터 논리적 스트림들을 수신하는 단계;
    상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들의 특성들을 판별하는 단계;
    구성 가능한 할당 모드를 선택하는 단계; 및
    상기 논리적 스트림들의 특성들 및 상기 구성 가능한 할당 모드에 근거해서 데이터 스토리지 장치와 관련된 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위해 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들을 복수의 하드웨어 스트림들에 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 데이터 스토리지 장치와 관련된 상기 물리적 스토리지 블록들에 액세스하기 위한 하드웨어 스트림들의 수는 고정되며, 그리고 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 수는 호스트 컴퓨터에서 실행중인 I/O 프로세스들에 따라서 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 논리적 스트림들의 특성들은 쓰기 순서, 수명, 타이밍 패턴, I/O 크기, 파일 형식 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 수, 각 네임스페이스 당 논리적 스트림들의 비율 및 상기 논리적 스트림들의 I/O 트래픽 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 가능한 할당 모드는 공정하고 균형된 모드이고, 상기 방법은,
    하드웨어 스트림들의 개수가 상기 복수의 네임스페이스들의 개수보다 크거나 같은 지를 판별하기 위한 플로어 값을 계산하는 단계;
    상기 플로어 값이 1보다 크거나 같으면, 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하고, 각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들의 수에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 상기 복수의 네임스페이스들에 할당하는 단계; 및
    상기 플로어 값이 1보다 작으면, 각 네임스페이스에 속하는 논리적 스트림들의 I/O 트래픽 패턴들을 집합적으로 분석하고, 동일하거나 유사한 I/O 트래픽 패턴들을 갖는 네임스페이스를 하나 이상의 네임스페이스 클러스터들로 병합하는 것에 의해 각 네임스페이스에 대한 I/O 트래픽 패턴들을 분석하고, 공정한 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스 클러스터에 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 네임스페이스들은 상기 네임스페이스 클러스터들의 수가 상기 하드웨어 스트림들의 수보다 작거나 같을 때까지 클러스터링 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 가능한 할당 모드는 비례 모드이고, 상기 방법은,
    각 네임스페이스에 대한 논리적 스트림들에 대한 가중 비율에 근거해서 상기 하드웨어 스트림들을 상기 복수의 네임스페이스들에 할당하는 단계를 더 포함하고,
    상기 논리적 스트림들에 대한 상기 가중 비율은 I/O 처리량 및 논리적 스트림들의 수에 근거해서 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 가능한 할당 모드는 균등 및 비례 모드이고, 상기 방법은,
    제1 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스에 할당하는 단계; 및
    각 네임스페이스에 대한 상기 논리적 스트림들의 가중 비율에 근거해서 나머지 하드웨어 스트림들을 상기 복수의 네임스페이스들에 할당하는 단계를 더 포함하고,
    상기 논리적 스트림들에 대한 상기 가중 비율은 I/O 처리량 및 논리적 스트림들의 개수에 근거해서 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 가능한 할당 모드는 하이브리드 자동-스트리밍 모드이고, 상기 방법은,
    상기 논리적 스트림들과 관련된 I/O트래픽 패턴들을 모니터링하는 단계; 및
    상기 I/O 트래픽 패턴들에 근거해서 동작적으로 연결된 네임스페이스들이 있는 지의 여부를 판별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    기본 개수의 하드웨어 스트림들을 상기 동작적으로 연결된 네임스페이스들에 할당하는 단계; 및
    나머지 하드웨어 스트림들을 자동-스트리밍을 위해 동작적으로 연결되지 않은 각 네임스페이스에 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 동작적으로 연결된 네임스페이스들이 없을 때 기본 개수의 하드웨어 스트림들을 각 네임스페이스들에 할당하는 단계; 및
    나머지 하드웨어 스트림들을 자동-스트리밍을 위해 동작적으로 연결된 네임스페이스들에 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 데이터 스토리지 장치에 있어서:
    복수의 데이터 스토리지 블록들; 및
    스트림 매퍼를 포함하되;
    상기 스트림 매퍼는,
    복수의 네임스페이스들로부터 논리적 스트림들을 수신하고;
    상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 특성들을 판별하고;
    구성 가능한 할당 모드를 선택하고; 그리고
    상기 논리적 스트림들의 특성들 및 상기 구성 가능한 할당 모드에 근거해서 상기 복수의 데이터 스토리지 블록들에 액세스하기 위해 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 상기 논리적 스트림들을 복수의 하드웨어 스트림들에 할당하도록 구성되고,
    상기 복수의 데이터 스토리지 블록들에 액세스하기 위한 하드웨어 스트림들의 수는 고정되며, 그리고 상기 복수의 네임스페이스들과 관련된 논리적 스트림들의 수는 호스트 컴퓨터에서 실행중인 I/O 프로세스들에 따라서 변경되는 것을 특징으로 하는 데이터 스토리지 장치.
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