KR20210033889A - 메시지 터널링을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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즈비 구즈
손 티. 팜
아나히타 셔예스테
쉬에빈 야오
오스카 핀토
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 장치는 데이터 메시지를 사용하는 데이터 프로토콜을 통해 호스트 장치와 통신하도록 구성된 호스트 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 장치는 데이터 메시지에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된 스토리지 요소를 포함할 수 있다. 호스트 인터페이스 회로는 터널링 커맨드가 데이터 메시지 내에 내재되어 있는지 여부를 검출하고; 데이터 메시지로부터 터널링된 메시지 주소 정보를 추출하고; 터널링된 메시지 주소 정보를 통해, 호스트 장치의 메모리에 저장된 터널링된 메시지를 검색하고; 터널링된 메시지를 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직으로 전송하도록 구성될 수 있다. 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직은 터널링된 메시지에 응답하여 하나 이상의 명령들을 실행하도록 구성될 수 있다.

Description

메시지 터널링을 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MESSAGE TUNNELING}
본 발명은 컴퓨터 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비휘발성 메모리 익스프레스(NVMe)(Non-Volatile Memory express)와 같은 컴퓨터 프로토콜들을 사용하는 메시지 터널링을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현대 정보 기술 (IT) 기반 시설들(infrastructures)에서, 비교적 많은 양의 데이터가 다양한 장치들 및 프로세스들에 의해 생성될 수 있다. 이들 데이터 생성기의 일부 예는 스마트 머신들, 자율 주행 차량들, 소셜 네트워크들 및 사물 인터넷(IoT) 장치들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 또한 다양한 인공 지능(AI) 및 머신 러닝 기술들을 사용하여 수집된 데이터를 효과적으로 분석하고 이를 활용하여 애플리케이션들의 효율성과 생산성을 높일 수 있다.
처리 및 분석을 위해 비교적 많은 양의 가공되지 않은 데이터를 프로세서들로 이동시키는 것은 소비되는 에너지의 양 및 배치된 컴퓨터 및 네트워크 자원 측면에서 비쌀 수 있다. 따라서 대량의 가공되지 않은 데이터를 이동하면 네트워크 대역폭, 프로세서 주기들 및 메모리 사용과 같은 자원들에 대한 부담이 증가할 수 있다. 또한 처리하기 위해 대량의 가공되지 않은 데이터를 서버들로 이동은 애플리케이션들에 의해 경험되는 대기 레이턴시를 증가시킬 수도 있다.
본 발명의 목적은 비휘발성 메모리 익스프레스(NVMe)(Non-Volatile Memory express)와 같은 컴퓨터 프로토콜들을 사용하는 메시지 터널링을 위한 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 장치는 데이터 메시지를 사용하는 데이터 프로토콜을 통해 호스트 장치와 통신하도록 구성된 호스트 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 장치는 데이터 메시지에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된 스토리지 요소를 포함할 수 있다. 호스트 인터페이스 회로는 터널링 커맨드가 데이터 메시지 내에 내재되었는지 여부를 검출하고, 데이터 메시지로부터 터널링된 메시지 주소 정보를 추출하고, 터널링된 메시지 주소 정보를 통해 호스트의 메모리에 저장된 터널링된 메시지를 검색하고, 터널링된 메시지를 온-보드 프로세서로 전송하도록 구성될 수 있다. 온-보드 프로세서는 터널링된 메시지에 응답하여 하나 이상의 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 시스템은 호스트 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 호스트 컴퓨팅 장치는 스토리지 장치로부터 데이터 메시지를 통해 데이터를 읽고 쓰고, 및 커맨드들을 스토리지 장치로 오프로드하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 호스트 컴퓨팅 장치는 스토리지 장치의 사용을 위해 적어도 부분적으로 할당되도록 구성된 메모리를 포함할 수 있다. 시스템은 스토리지 장치를 포함할 수 있다. 스토리지 장치는 데이터 메시지를 사용하는 데이터 프로토콜을 통해 호스트 컴퓨팅 장치와 통신하도록 구성된 호스트 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 스토리지 장치는 데이터 메시지에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된 스토리지 요소를 포함할 수 있다. 호스트 인터페이스 회로는 터널링 커맨드가 데이터 메시지 내에 내재되었는지 여부를 검출하고, 데이터 메시지로부터 터널링된 메시지 주소 정보를 추출하고, 터널링된 메시지 주소 정보를 통해 터널링된 메시지의 메모리에 저장된 터널링된 메시지를 검색하고, 터널링된 메시지를 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직으로 전송하도록 구성될 수 있다. 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직은 터널링된 메시지에 응답하여 하나 이상의 명령어들을 실행하거나 특정 데이터 처리 및 다른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 데이터 프로토콜을 통해 원격 절차 호출을 터널링하는 방법은 호스트 컴퓨팅 장치와 향상된 스토리지 장치 사이의 통신을 위해 호스트 컴퓨팅 장치에 포함된 호스트 메모리 버퍼의 적어도 일부를 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 터널링된 메시지가 호스트 메모리 버퍼의 일부 내에 저장된다는 표시를 포함하는 데이터 메시지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 향상된 스토리지 장치로 데이터 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 데이터 메시지를 수신하면, 향상된 스토리지 장치는 호스트 컴퓨팅 장치로부터 터널링된 메시지를 읽는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 터널링된 메시지에 응답하여, 향상된 스토리지 장치에 의해 하나 이상의 명령어들을 실행하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시 예는 첨부된 도면들 및 이하의 설명과 함께 상세하게 기술된다. 다른 특징들은 상세한 설명 및 도면들로부터 그리고 청구항들로부터 명백해질 것이다.
컴퓨터 통신을 위한 시스템 및/또는 방법, 보다 구체적으로는 비휘발성 메모리 익스프레스 (NVMe)과 같은 컴퓨터 프로토콜을 이용한 메시지 터널링을 위한 방법 및 시스템은, 적어도 하나의 도면관 관련하여 실질적으로 도시 및/또는 기술되고, 청구 범위에서 보다 완전하게 설명된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 비휘발성 메모리 익스프레스(NVMe)(Non-Volatile Memory express)와 같은 컴퓨터 프로토콜들을 사용하는 메시지 터널링을 위한 시스템 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터널링 데이터 메시지를 이용하는 시스템의 예시적인 실시 예의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터널링 데이터 메시지를 이용하는 스토리지 장치의 예시적인 실시 예의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 컴퓨팅 장치로부터 전송된 터널링 데이터 메시지와 함께 사용될 수 있는 데이터 구조의 예시적인 실시 예의 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 향상된 스토리지 장치로부터 전송된 터널 데이터 메시지와 함께 사용될 수 있는 데이터 구조의 예시적인 실시 예의 도면이다.
도 5는 컴퓨터 통신을 위한 본 발명의 실시 예 및 특히 NVMe를 이용한 메시지 터널링 방법 및 시스템에 따라 형성된 장치를 포함할 수 있는 정보 처리 시스템의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터널링 데이터 메시지를 처리하는 기술의 예시적인 실시 예의 도면이다.
다양한 도면에서 유사한 참조 부호는 유사한 요소를 나타낸다.
이하, 일부 예시적인 실시 예들이 도시된 도면들을 참조하여 다양한 예시적인 실시 예들이 보다 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 형태들로 구현되고, 본 명세서에서 기술된 예시적인 실시 예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 오히려, 이러한 예시적인 실시 예들은 본 발명이 철저하고 완전해지도록 제공되고, 현재 개시된 발명의 범위를 기술 분야에 속한 통상의 기술자에게 완전히 전달할 것이다. 도면들에서, 레이어들 및 영역들의 크기들 및 상대적인 크기들은 명확성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서, 비록 제1, 제2, 제3 등의 용어들은 다양한 요소들, 성분들, 영역들, 층들, 및/또는 기간들을 설명하기 위해 사용되지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들, 및/또는 기간들은 이러한 용어들로 인해 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다. 이러한 용어들은 하나의 요소, 성분, 영역, 층, 또는 기간을 다른 요소, 성분, 영역, 층, 또는 기간으로부터 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 본 명세서에서 제1 요소, 성분, 영역, 층, 또는 기간은 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 제2 요소, 성분, 영역, 층, 또는 기간으로 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 특정한 실시 예들을 기술하기 위한 목적으로 사용되며, 본 발명을 한정하는 의도로 사용되지 않는다. 문맥상 명백히 다르게 지시하지 않는 한 단수 형태는 복수의 형태를 포함하는 의도로 사용된다. 그리고 “포함하는” 또는 “포함하며 한정되지 않는”의 용어가 본 명세서에 사용되는 경우, 기술된 특징들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 성분들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 요소, 성분, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어들(기술적 및 과학적 용어들을 포함)은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 통상적으로 사용되는 사전에 정의된 이러한 용어들은 관련 기술의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의되지 않는 한 이상화되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 예시적인 실시 예들이 상세하게 설명될 것이다.
PCI(Peripheral Component Interconnect) Express(PCIe 또는 PCI-e)는 고속 직렬 컴퓨터 확장 버스 표준을 지칭할 수 있다. PCIe는 상대적으로 높은 최대 시스템 버스 처리량(throughput), 상대적으로 낮은 입/출력(I/O) 핀 수 및 작은 물리적 공간(physical footprint), 버스 장치들의 성능 확장, 오류 감지 및 보고 메커니즘(예: 고급 오류 보고) 및 기본 핫 플러그 기능을 특징으로 한다. PCIe 표준은 I/O 가상화(virtualization)를 위한 하드웨어 지원을 제공할 수 있다. PCIe는 모든 장치를 루트 컴플렉스(root complex)(예, 호스트)에 연결하는 별도의 직렬 링크들이 있는 지점 간(point-to-point) 토폴로지를 기반으로 한다. 버스 프로토콜과 관련하여, PCIe 통신은 일반적으로 패킷들로 캡슐화 된다.
비휘발성 메모리(NVM)(Non-Volatile Memory) 익스프레스(NVMe)(Non-Volatile Memory Express) 또는 NVMHCI(NVM host controller interface specification)는 PCIe 버스를 통해 부착된 비휘발성 스토리지 매체에 접근 하기 위한 논리적 장치 인터페이스 사양을 지칭할 수 있다. NVM은 SSD (Solid-State Drive)에 사용될 수 있는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 중앙처리장치들(CPUs), 플랫폼들 및 애플리케이션(application)들의 병렬 처리를 반영하여, 논리적 장치 인터페이스인, NVMe는 비교적 낮은 레이턴시(latency)와 플래시 기반 스토리지 장치들의 내부 병렬 처리 기능을 제공한다.
NVMe는 SCSI(the small computer system interface) 또는 보다 구체적으로는 직렬 접속 SCSI, 호스트와 주변(peripheral) 타겟 스토리지 장치 또는 시스템 사이에서 데이터를 연결 및 전송하기 위한 표준에 대한 대안으로서 기능을 할 수 있다. NVMe는 SSD들 및 포스트(post) 플래시 메모리 기반 기술과 같은 미디어와 함께 사용될 수 있다.
분산 컴퓨팅에서, 원격 절차 호출(RPC)(remote procedure call)은 절차(서브루틴)가 상이한 주소 공간(일반적으로 공유 네트워크상의 다른 컴퓨터에서)에서 실행되게 하는 컴퓨터 프로그램을 지칭할 수 있으며, 이는 마치 로컬 절차 호출(local procedure call)이거나 이와 유사한 것으로 코딩 된다. 이는 일반적으로 요청-응답 메시지 전달 시스템(request-response message-passing system)을 통해 구현되는 클라이언트-서버 상호 작용(interaction)(호출자는 클라이언트, 실행자는 서버)의 형태를 나타낼 수 있다. 객체 지향 프로그래밍 패러다임에서, RPC 호출은 RMI(Remote Method Invocation)로 표시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템(100)의 예시적인 실시 예의 블록도이다. 다양한 실시 예들에서, 시스템(100)은 스토리지 장치 또는 스토리지 매체(예를 들어, 하드 드라이브, SSD, 플래시 드라이브 등)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 시스템(100)은 랩탑, 데스크탑, 워크 스테이션, 데이터 센터, 클라우드, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant), 스마트 폰, 태블릿 및 기타 적절한 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치 또는 가상 머신 또는 가상 머신의 가상 컴퓨팅 장치에 의해 사용되거나 포함될 수 있다.
일부 정보 기술(IT) 기반 시설들(infrastructures)에서, 비교적 많은 양의 데이터가 다양한 장치들 및 프로세스들에 의해 생성될 수 있다. 이러한 데이터 생성기의 예로는 스마트 머신들, 자율 주행 차량들, 소셜 네트워크들 및 사물 인터넷(IoT) 장치들이 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 다양한 실시 예들에서, 인공 지능 및/또는 기계 학습 기술들이 수집된 데이터를 효과적으로 분석하고 그것들을 이용하기 위해 활용될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 데이터를 효과적으로 처리하고 분석하는 시스템들이 여기에 기술된다. 일부 시스템 구조(architecture)들에서, 데이터는 지속(persistent) 스토리지에서, 비교적 고성능 네트워크들을 사용하여 스토리지에 연결될 수 있는, 비교적 고성능 서버들로 페치(fetch)될 수 있다. 분석을 위해 많은 양의 가공되지 않은 데이터를 프로세서로 이동하면 많은 양의 에너지와 배치된 컴퓨터 및 네트워크 자원들이 소비될 수 있다. 이러한 데이터 이동은 네트워크 대역폭, CPU 주기들 및 CPU 메모리와 같은 자원들에 부담을 줄 수 있다. 처리하기 위해 상대적으로 많은 양의 가공되지 않은 데이터를 서버들로 이동하면 애플리케이션들과 관련된 레이턴시가 증가할 수 있다. 즉, 증가된 레이턴시는, 애플리케이션에서 처리 및 분석이 완료되기 전에 데이터가 서버들로 페치되는 동안, 애플리케이션의 처리를 지연시킬 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(100)은 스토리지 장치(108) 내에서 가공되지 않은 데이터를 처리함으로써 데이터의 이동을 감소시키려고 시도할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 이는 데이터 분석 사용 사례에 관한 보다 효과적인 해결책일 수 있으며 증가하는 가공되지 않은 데이터를 계산하는데 적합하다. 또한 데이터 이동을 제거하여 애플리케이션의 응답 레이턴시를 향상시킬 수 있다. 또한 자주 많은 양의 데이터를 읽고, 처리하고, 필터링 및 기타 축소 작업을 통해 데이터를 감소시키는 데이터 분석 작업이 향상될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 시스템(100)은 호스트 컴퓨팅 장치(102)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에서, 이것은 랩탑, 데스크탑, 워크 스테이션, 데이터 센터, 클라우드, 개인 휴대 정보 단말기, 스마트 폰, 태블릿 및 기타 적절한 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치 또는 가상 머신 또는 가상 머신의 가상 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 프로세서(110)(예를 들어, 마더보드, 시스템-온-칩 등)를 포함하는 시스템(100)의 일부일 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 프로세서(110)를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 명령어(instruction)들 또는 커맨드(command)들을 실행하고, 그렇게 함으로써 메모리(116) 및/또는 스토리지 장치(108)에 데이터를 읽고 쓰도록 구성될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 프로세서(110)는 프로그램들 또는 애플리케이션들(112) 및 드라이버들(114)과 같은 소프트웨어를 실행할 수 있다.
일부 실시 예에서, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 메모리(116)를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 메모리(116)는 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM))를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 메모리(116)는 NVM(예를 들어, NAND (not-AND) 또는 플래시 메모리)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 메모리(116)는 데이터를 임시 또는 반영구적 형태로 저장하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 메모리(116)의 일부는 호스트 메모리 버퍼들(126) 및/또는 큐들(128)(예를 들어, 제출 큐(submission queue)들)로서 작용하는 회로들을 부분적으로 포함하거나 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(100)은 통신 경로(106)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 통신 경로(106)는 호스트 컴퓨팅 장치(102)와 스토리지 장치(108)를 연결하는 버스 또는 와이어(wire)들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 통신 경로(106)는 PCIe 고속 직렬 컴퓨터 확장 버스를 포함할 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다. 호스트와 스토리지 장치 사이의 통신 경로들의 다른 예들에는 이더넷, 원격 직접 메모리 접근(RDMA)(Remote Direct Memory Access), 파이버 채널(Fiber Channel), SCSI, SATA(Serial Advanced Technology Attachment), TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol), 인피니-밴드(Infiniband) 와 같은 것들이 포함될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다양한 실시 예들에서, 통신 경로(106)는 데이터를 전송할 수 있고, 호스트 컴퓨팅 장치(102) 및 스토리지 장치(108)는 데이터 메시지들을 이용하는 데이터 프로토콜을 사용하여 데이터를 통신 할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 이것은 NVMHCIS(non-volatile memory host controller interface specification) 또는 NVMe 프로토콜 또는 인터페이스를 포함할 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다. NVMe 프로토콜은 서로 다른 전송 프로토콜을 통신 경로들로 사용할 수 있으며, 그 중 일부 예들은 상술되었다. 본 발명의 예시적인 실시 예는 호스트 장치로부터 스토리지 장치로 NVMe 프로토콜을 운반하는데 사용되는 전송 프로토콜에 알지 못할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(100)은 스토리지 장치(108)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 스토리지 장치(108)는 NVM 또는 스토리지 요소(element) 또는 메모리(146)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 스토리지 요소 또는 메모리(146)는 데이터를 영구적, 반영구적 또는 실질적으로 영구적인 형태로 저장하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 스토리지 장치(108)는 호스트 인터페이스 회로 (142)를 포함할 수 있다. 호스트 인터페이스 회로(142)는 데이터 메시지들을 이용하는 데이터 프로토콜을 통해 호스트 컴퓨팅 장치(102)와 통신하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 스토리지 장치(108)는 온-보드 프로세서(144) 및/또는 데이터 처리 별개의 로직을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 스토리지 장치(108)는 데이터를 저장할 뿐만 아니라 동작들을 수행하거나 (적어도 부분적으로) 데이터를 처리 할 수 있다는 점에서 향상된(enhanced) 또는 스마트 스토리지 장치로 지칭될 수 있다.
상술한 바와 같이, RPC는 제 2 장치가 제 2 장치 상에서 원격으로 특정 절차를 실행할 것을 제 1 장치가 요청하는 절차, 서브 루틴 또는 방법 호출의 형태이다. 절차는 원격으로 실행될 때, 제 2 장치의 로컬 데이터를 접근할 수 있고, 그렇게 함으로써 제 1 장치 레이턴시들로 보다 효율적으로 작업할 수 있다. RPC는 일반적으로 입력 매개변수(parameter)들을 제 1 장치 측의 호출된 절차에 패키지화하는 메커니즘을 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 원격 절차 호출은 국부적으로(예를 들어, 동일한 시스템(100) 또는 섀시(chassis) 내에서) 발생할 수 있다. 또한, 도시된 실시 예에서, 호출 및 제공(serving) 장치들은 물리적 및 가상 주소 공간들 모두에 의해 분리될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 본 명세서에 설명된 기술은 네트워크를 통해 원격으로 구현될 수 있다. 예를 들어, NVMe 로컬 및 NVMe-oF(NVMe over Fabrics )는 전송 백엔드(backend)를 구별하지 않고, 호스트 운영 체제(OS) 또는 장치에 블록 장치 인터페이스를 제공하는 두 가지 이러한 실시 예다. NVMe 전송 프로토콜의 일부 예는 이더넷, RDMA, 파이버 채널, TCP/IP, Infiniband 또는 NVMe 프로토콜을 전달하는 독점적(proprietary) 전송 방법들을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
일부 예들에서, RPC 프로토콜은 통신을 위한 TCP(Transmission Control Protocol) 및 IP(Internet Protocol)와 같은 네트워크 프로토콜 스택을 사용하여 구현될 수 있다. 도시된 실시 예에서, RPC 메시지들은 PCIe와 같은 로컬 통신 경로(106)를 통해 전송될 수 있다. 상술한 바와 같이, PCIe는 반드시 네트워크 프로토콜 이어야만 하는 것은 아니며, 말단 장치(End Deivce)들 및 주변 장치들을 호스트에 연결하기 위해 호스트 서버 또는 섀시 내에서 사용되는 버스 인터페이스일 수 있다. 다양한 실시 예들에서, PCIe를 통한 RPC 터널링은 호스트 컴퓨팅 장치(102)에서 실행되는 소프트웨어 스택을 호스트 컴퓨팅 장치(102)에 직접 연결된 스토리지 장치(108)에서 관리되는 서비스들에 연결하기 위해 사용될 수 있다. 이 메커니즘은 호스트 스택에 대한 구성 변경 없이, 특정 애플리케이션 기능들이 스토리지 장치(108)(예를 들어, NVMe SSD)로 오프로드(offload) 및 가속되도록 할 수 있다.
NVMe를 이용한 메시지 터널링을 위한 개시된 시스템은 호스트와 SSD 사이에 RPC 이외의 임의의 다른 애플리케이션 레벨 프로토콜이 구현될 수 있게 한다. RPC는 단지 하나의 예이다. 그러나, 본 명세서에 설명된 터널링 메커니즘은 호스트와 SSD 사이에 사용된 특정 구현에 애그노스틱일 수 있다. 본 명세서에 기술된 양-방향(bi-directional), 전-이중(full-duplex) 및 고성능 메시지 터널링 기술들 위에 사용될 수 있는 시스템(100)에서 구현된 다양한 표준 및/또는 주문형(custom) 및/또는 독점(proprietary) 프로토콜들이 있을 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(100)은 호스트 컴퓨팅 장치(102)와 스토리지 장치(108) 사이의 원격 절차 호출을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는, 스토리지 장치(108)가 스토리지 장치(108)에 의해 저장된 데이터(182)에 대한 동작을 수행하기를, 요청하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 스토리지 장치(108)와 호스트 컴퓨팅 장치(102) 사이의 데이터(182)의 전송은 회피되거나 적어도 감소될 수 있다. 상술 한 바와 같이, 이러한 감소는 전력 및 대역폭을 절약할 수 있으며, 레이턴시 또는 다른 컴퓨터 자원 사용을 감소시킬 수 있다.
도시된 실시 예에서, 호스트 컴퓨팅 장치(102) 및 스토리지 장치(108)는 데이터 프로토콜 및 보다 구체적으로 프로토콜의 데이터 메시지들내에 그들의 통신들 또는 메시지들을 인코딩, 내장(embed) 또는 터널링할 수 있다. 이러한 실시 예에서, RPC는 데이터 메시지의 프로토콜 및 규칙들을 따를 수 있다. 예를 들어, RPC는 명백하게 또는 알려진 대로라면(실제로는 아니지만) NVMe 데이터 메시지인 것처럼 보이지만, RPC는 데이터 메시지 내에 내장되어, RPC 대신 데이터 메시지인 것처럼 보일 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 데이터 메시지의 포맷은 후술되는 도 3 및 도 4와 관련하여 설명될 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
이러한 실시 예에서, 통신 경로(106)는 데이터 메시지들(194)(실제로는 터널링된 RPC들 임) 및 실제 데이터 메시지들(192) 또는 데이터의 전송들을 모두 포함할 수 있다.
이러한 실시 예에서, 메시징(예를 들어, PCIe) 터널은 호스트 컴퓨팅 장치(102)와 스토리지 장치(108) 사이에서 메시지들을 전송하는 방법을 제공할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 메시징 터널은 데이터 메시지들을 해석하지 않을 수 있기 때문에 (실제 또는 단순히 표면적인지 여부), 실제 메시지 내용에 대해 애그노스틱일 수 있다. 이러한 실시 예에서, 터널 메시지는 통신 경로(106)의 다른 쪽으로 전송되는 메시징 터널에 대한 단지 또 다른 데이터 블록으로서 나타날 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 터널링을 수행하는 다수의 형태들 또는 기술들이 고려된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템(200)의 예시적인 실시 예의 블록도이다. 다양한 실시 예들에서, 시스템(200)은 일부 실시 예에서 스마트 스토리지 장치 또는 향상된 스토리지 장치로 지칭될 수 있는 스토리지 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 시스템(200)은 터널링 프로토콜을 통해 호스트 컴퓨팅 장치와 통신하고 호스트 컴퓨팅 장치의 요청에 따라 데이터에 대한 동작들을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 시스템(200)은 전송 계층(transport layer) 인터페이스 회로(210)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 전송 계층 인터페이스 회로(210)는 통신 경로 또는 전송 계층(예를 들어, 이더넷 RDMA, TCP/IP)을 통해 호스트 컴퓨팅 장치와 통신하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(200)은 하나 이상의 커맨드 제출 큐들(SQs) (211)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 각각의 SQ(221)는 시스템(200)에 의해 실행을 기다리는 커맨드들을 저장하도록 구성될 수 있다. 시스템(200)은 커맨드 SQ들이 SSD 장치 측에 위치되는 NVMe-oF 기반 시스템을 도시한다. 이 시스템 구조는 또한 RDAS(Remote Direct Attached Storage)라고 지칭될 수 있다. DAS(Direct Attached Storage) 시스템 구조에서, SQ들은 SSD 장치 측이 아닌 호스트 시스템 메모리에 유지된다. 어떤 경우에도, 본 발명의 실시 예는 기본 시스템 구조뿐만 아니라 SQ들의 위치에 애그노스틱하다.
도시된 실시 예에서, 시스템(200)은 호스트 인터페이스 회로(212)를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 호스트 인터페이스 회로(212)는 데이터 메세지들을 이용하는 데이터 프로토콜(예: NVMe)을 통해 호스트 컴퓨팅 장치와 통신하도록 구성될 수 있다.
이러한 실시 예에서, 호스트 인터페이스 회로(212)는 호스트 장치 (미도시)로부터 스토리지 접근(access) 커맨드들(예를 들어, 읽기 또는 쓰기)을 수신하고, 그러한 커맨드들이 (성공적으로 또는 아니더라도) 처리되었을 때 호스트 장치에 응답하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 스토리지 접근 커맨드들은 읽기/쓰기 요청 커맨드 또는 메시지를 포함할 수 있고, 일단 수락되면, 예를 들어, 시스템(200)이 호스트에게 읽기/쓰기 응답 커맨드 또는 메시지를 전송함으로써, 시스템(200)에 의해 스토리지 접근 커맨드들이 이행 및/또는 응답될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 호스트 인터페이스 회로(212)는 터널링, 또는 커맨드 메시지 또는 터널링 커맨드가 데이터 메시지 내에 내재되어 있는지 여부를 감지하도록 구성될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 이러한 실시 예에서, 호스트 인터페이스 회로(212)는 터널링 데이터 메시지로부터 정보를 추출하고, 터널링 데이터 메시지를 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직(216)으로 전송하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(200)은 메시지 인터페이스 회로(214)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 메시지 인터페이스 회로(214)는 터널링 데이터 메시지를 처리하고 터널링 데이터와 관련된 원하는 정보를 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직(216)으로 제공하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(200)은 온-보드 프로세서(216)를 포함할 수 있다. 또한 온-보드 프로세서 대신에 또는 더불어, 로직 게이트들 및 상태 머신(state machine)들과 같은 별도의 데이터 처리 로직을 포함하는 것이 가능할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직(216)은 터널링된 커맨드 또는 터널링 데이터 메시지에 응답하여 하나 이상의 동작들을 실행하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(200)은 변환 계층(Translation Layer) 회로(218)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 이는 플래시 변환 계층 (FTL)을 포함할 수 있다. 그러나, 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
다양한 실시 예들에서, 변환 계층 회로(218)는 영구 메모리(persistent memory) 또는 스토리지 요소(220)의 로우-레벨 관리를 수행하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 이것은 데이터를 스토리지 요소(220)에 쓰고(또는 일부 기술의 관점에서 '프로그램'), 쓰기들이 스토리지 요소(220) 전체에서 충분히 균일하게 발생하는지 확인하기 위해 웨어-레벨링(wear leveling)을 수행하고, 메타 데이터 및/또는 오류 정정 코드를 생성하고, 스토리지 요소(220)에서 유효하지 않은 저장 위치들을 재활용하는 가비지 컬렉션(garbage collection)을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 변환 계층 회로(218)는 논리 주소 블록 변환을 수행할 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
도시된 실시 예에서, 시스템(200)은 스토리지 요소(220)를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 스토리지 요소(220)는 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 스토리지 요소(220)는 NAND 스토리지, 강자성(ferromagnetic) 스토리지, SSD 등과 같은 하나 이상의 스토리지 기술들을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 스토리지는 예시를 위해 솔리드 스테이트 스토리지로서 설명 될 것이다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
다양한 실시 예들에서, 스토리지 요소(220)는 할당된 용량(222)을 갖거나 또는 실제로 데이터를 저장하는 부분을 포함할 수 있다. 스토리지 요소(220)는 비-할당된 용량(224)을 갖거나 데이터를 자유롭게 저장할 수 있는 부분을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 스토리지 요소(220)는 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직(216)에 의해 실행될 수 있는 애플리케이션(app)들 또는 마이크로 서비스들(총괄적으로, 절차들)을 저장하는 공간 또는 부분(226)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 이러한 절차들, 방법들 및/또는 애플리케이션들은 호스트 컴퓨팅 장치에 의해 원격으로 호출될 수 있다. 이에 응답하여, 온-보드 프로세서 및/또는 데이터 처리 로직(216)은 스토리지 요소(220)에 저장된 및/또는 호스트 컴퓨팅 장치에 의해 제공된 데이터를 사용하는 동작을 수행하고, 출력 데이터를 스토리지 요소(220) 또는 호스트 컴퓨팅 장치에 반환할 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
일 실시 예에서, 호스트 컴퓨팅 장치가 메시지(예를 들어, RPC)를 스토리지 장치 또는 시스템(200)으로 전송하는 프로세스의 일부로서, 메시지는 먼저 호스트 메모리에서 생성될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 호스트 컴퓨팅 장치는 메시지에 대한 포인터 및 메시지의 크기를 NVMe 드라이버에 전달할 수 있다. NVMe 드라이버는 터널링된 메시지 (예를 들어, "tnl_msg_send") 커맨드를 생성하고 이를 커맨드 SQ(211)에 배치할 수 있다. 그 후 호스트 컴퓨팅 장치는 예를 들어 "tnl_msg_send" NVMe 커맨드를 발행함으로써, 메시지가 기다리고 있다는 것을 스토리지 장치 또는 시스템(200)에 통지(notify)할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 스토리지 장치 또는 시스템(200)은 해당 특정 SQ (211)를 선택 또는 읽을 수 있고, 프로토콜에 따라 그 특정 터널링 커맨드를 실행할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 시스템(200)은 먼저 터널링된 메시지 또는 커맨드를 호스트 메모리로부터 페치할 수 있다. 상술한 바와 같이, 실제 터널링된 메시지는 통신 매체(예를 들어, NVMe)에 의해 예상되는 바와 같이 데이터 메시지의 프로토콜에 나타나거나 있을 수 있다.
도시된 실시 예에서, 호스트 인터페이스 계층(HIL) 또는 회로(212)는 페치된 (표면적으로는) 데이터 메시지를 해석할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 호스트 HIL 또는 회로(212)는 메시지가 터널 커맨드(예를 들어, tnl_msg_send)임을 인식할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, HIL(212)은 호스트 메모리로부터 메시지 데이터를 페치하기 위해 커맨드로부터 메시지 어드레스 및 메시지 크기 값들을 추출 및 사용할 수 있다. 일부 실시 예들에서, HIL(212)은 또한 페치된 메시지들을 순서대로 메시지 인터페이스 회로(214)에 전달하기 위해 커맨드로부터 메시지 시퀀스 번호 필드를 추출 할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 일단 메시지가 성공적으로 페치되면, HIL(212)은 커맨드 완료 엔트리(CE)(Completion Entry)를 호스트 메모리의 적절한 커맨드 완료 큐(CQ)에 배치할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, HIL(212)은 페치된 메시지의 메시지 시퀀스 번호 및 메시지 채널 식별자(ID)를 그 CE에 배치할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 커맨드 CE가 호스트에 게시(post) 된 후에, HIL(212)은 CE가 CQ 내에 있음을 나타내기 위해 인터럽트와 같은 신호를 호스트에 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 구조(300 및 301)의 예시적인 실시 예의 도면이다. 다양한 실시 예들에서, 이러한 데이터 구조들(300 및 301)은 호스트 컴퓨팅 장치로부터 스토리지 장치로 메시지들을 터널링하는데 이용될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(300)는 예를 들어 tnl_msg_send 커맨드 또는 터널링 메시지 전송 커맨드라고 하는 벤더-정의된 NVMe 커맨드의 예시적인 레이아웃을 도시할 수 있다. 상술 한 바와 같이, 데이터 구조(300)는 NVMe 프로토콜의 포맷팅을 따를 수 있지만 스토리지 장치에 대한 커맨드를 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(300)는 SSD 장치에 의한 실행 동안 NVMe 커맨드를 고유하게 식별하는 커맨드 ID(CID)(310)를 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 데이터 구조(300)는 커맨드와 관련된 데이터 전송을 위하여 PRP(physical region page) 또는 SGL(scatter gather list)이 사용되는지 여부를 나타내는 데이터 전송을 위한 필드 PRP 또는 SGL(PSDT)(312)를 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 데이터 구조(300)는 커맨드의 유형을 나타내는 OPC(opcode) 필드(314)(예를 들어, tnl_msg_send)를 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(300)는 데이터가 스토리지 장치에 의해 사용되도록 저장되는 물리적 메모리 페이지에 대한 포인터를 포함하는 물리적 PRP 또는 PRP1 필드(316)를 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 데이터 구조(300)는 메시지의 길이를 나타내는 메시지 길이 필드(320)를 포함할 수 있다. 데이터 구조(300)는 또한 메시지 채널 ID(322) 및 메시지 시퀀스 번호(324) 필드를 포함할 수 있다.
상술 한 바와 같이, HIL(212)은 SQ(211)로부터 메시지를 검색할 수 있다. OPC(314)를 통해, HIL(212)은 이것이 메시지 터널 커맨드인 것으로 결정할 수 있다. 그 후, HIL(212)은 호스트 메모리로부터 메시지를 페치하기 위해 메시지 주소(예를 들어, PRP1(316), PSDT(312)) 및 메시지 크기 값들(예를 들어, 필드들(322, 320))을 사용할 수 있다. 메시지 인터페이스 회로(214)는 메시지 시퀀스 번호 필드(324)를 사용하여 메시지를 애플리케이션 계층 메시지들을 처리하는 스토리지 장치의 펌웨어 또는 하드웨어에 적절한 순서로 전달할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(301)는 tnl_msg_send 커맨드와 관련된 CE의 예시적인 레이아웃을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 데이터 구조(301)는 CE와 커맨드(예를 들어, 데이터 구조(300))을 매칭시키기 위해 메시지 채널 ID(322) 및 메시지 시퀀스 번호(324) 필드를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 데이터 구조(301)는 연관된 커맨드가 발행된 SQ를 나타내는 제출 큐 ID(SQID) 필드(332)를 포함할 수 있다. 이것은 연관된 SQ에 대한 현재 포인터를 나타내는 SQ 헤드 포인터(SQHD)(SQ Header Pointer) 필드(334)이다. 다양한 실시 예들에서, 데이터 구조(301)는 상태 및 위상 태그(STS)(Status and Phase Tag) 필드(336) 및 CID 필드(310)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에서, 일단 메시지가 전송되면, HIL(212)은 데이터 구조(301) 또는 CE를 생성한다. HIL(212)은 CE를 호스트 메모리의 적절한 커맨드 CQ에 배치한다. 그런 다음 HIL(212)은 CE에 배치되었음을 표시하기 위해 호스트에 인터럽트를 보낼 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 호스트(예를 들어, NVMe) 드라이버는 스토리지 장치(200)가 호스트 컴퓨팅 장치로 메시지들을 전송하는 메커니즘을 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 호스트 드라이버는 다수의 수신 커맨드들(예를 들어, NVMe tnl_msg_recv 커맨드들)을 스토리지 장치(200)에 사전 발행할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 이는 특정한 수의 수신 커맨드들을 아직 처리하지 않은 상태로 유지할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 스토리지 장치(200)는 호스트 컴퓨팅 장치로 메시지를 전송할 때, 그 아직 처리되지 않은 상태의 NVMe 수신 커맨드들 중 하나를 완료할 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
다양한 실시 예들에서, 호스트 컴퓨팅 장치의 드라이버는 먼저 호스트 메모리에 버퍼를 할당할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 할당된 버퍼에 대한 포인터 및 버퍼의 크기를 포함하는 터널링 메시지 수신 커맨드를 생성할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 드라이버는 단지 하나의 크기의 버퍼들 또는 다른 크기의 버퍼들을 할당할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 또한 메시지 채널 ID를 커맨드에 추가할 수 있다. 상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에서, 호스트는 생성된 커맨드를 SQ들(예를 들어, NVMe) 중 하나에 배치하고, 이것이 완료되었음을 스토리지 장치(200)에 알릴 수 있다. 일부 실시 예들에서, 예를 들어, NVMe-oF 시스템들에서, 호스트 컴퓨팅 장치는 이 알람을 제공하지 않을 수 있으며; 오히려, 호스트 컴퓨팅 장치는 커맨드를 스토리지 장치(200)에 직접 전송할 수 있다.
이러한 실시 예에서, 어느 시점에서, 스토리지 장치(200)의 HIL 회로 (212)는 실행을 위한 커맨드를 선택할 수 있다. 커맨드 실행의 일부로서, (전송 계층 인터페이스(210)를 통해) 스토리지 장치(200)는 터널링 커맨드(예를 들어, tnl_msg_recv)을 페치할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 페치된 커맨드는 스토리지 장치(200)가 호스트에 메시지를 전송할 때까지 해당 커맨드가 처리되지 않은 상태를 유지할 수 있음을 나타낼 수 있다. 발행된 처리되지 않은 상태의 커맨드들의 수는 이용 가능한 호스트 버퍼 메모리 및/또는 호스트 컴퓨팅 장치가 주어진 시간에 수신하도록 구성된 최대 메시지들 수에 의존할 수 있다. 그러한 아직 처리 되지 않은 커맨드들의 수는 또한 스토리지 장치(200)에 의해 전송되는 메시지들의 수를 제한하기 위해 호스트 컴퓨팅 장치에 의한 흐름 제어(flow control) 메커니즘으로서 사용될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 스토리지 장치(200)는 호스트 컴퓨팅 장치에 메시지를 보낼 때, 처리 되지 않은 수신 커맨드들 중 하나를 이용할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 스토리지 장치(200)는 메시지를 호스트 메모리로 전송하기 위해 호스트 버퍼 메모리 포인터를 사용할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 메시지 인터페이스 회로(214)는 메시지 길이가 커맨드에 표시된 메시지 버퍼 크기 내인지 여부를 판별하도록 구성될 수 있다.
이러한 실시 예에서, 메시지가 전송 된 후, HIL 회로(212)는 그 커맨드에 대한 CE를 생성할 수 있다. HIL 회로(212)는 메시지 채널 ID(322), 메시지 시퀀스 번호(324) 및 메시지 길이(320) 필드들을 CE에 배치할 수 있다. HIL 회로(212)는 그 후 CE를 호스트 메모리의 적절한 커맨드 CQ에 배치할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 상술한 바와 같이, 스토리지 장치(200)는 메시지 신호 인터럽트(MSI)(Message Signaled Interrupt) 또는 유사한 신호와 같은 인터럽트를 호스트 컴퓨팅 장치에 전송할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 호스트 컴퓨팅 장치의 드라이버가 터널링 커맨드 CE가 수신되었음을 인식하면, 호스트 컴퓨팅 장치의 드라이버는 CE로부터 메시지 채널 ID(322), 메시지 시퀀스 번호(324) 및 메시지 길이(320)를 추출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 호스트 메시지 터널 소프트웨어는 그 정보를 이용하여 수신된 메시지를 순서대로 호스트 시스템 소프트웨어 스택의 상위(upper) 계층 소프트웨어에 전달할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 스토리지 장치(200)가 호스트 컴퓨팅 장치에 메시지를 전송하기 위해 이용 가능한 오픈 메시지 버퍼들의 수를 증가시키기 위해, 호스트 드라이버는 추가적인 터널링 메시지 수신(예를 들어, tnl_msg_recv) 커맨드들을 주기적으로 발행할 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 구조들(400 및 401)의 예시적인 실시 예의 도면이다. 다양한 실시 예들에서, 이 데이터 구조들(400 및 401)은 스토리지 장치(200)로부터 호스트 컴퓨팅 장치로 메시지들을 터널링하는데 이용될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(400)는 예를 들어 tnl_msg_recv 또는 터널링 메시지 수신이라고 하는 벤더-정의된 NVMe 커맨드의 예시적인 레이아웃을 도시할 수 있다. 상술한 바와 같이, 데이터 구조(400)는 데이터 메시지 프로토콜의 포맷팅을 따를 수 있지만, 스토리지 장치에 대한 커맨드를 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(400)는 SSD 장치에 의한 실행 동안 NVMe 커맨드를 고유하게 식별하는 CID(410)를 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 데이터 구조(400)는 PRP들 또는 SGL들이 커맨드와 관련된 데이터의 전송에 사용되는지를 나타내는 필드 PSDT(412)를 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 데이터 구조(400)는 커맨드의 유형을 나타내는 OPC 필드(414) (예를 들어, tnl_msg_recv)를 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(400)는 스토리지 장치에(200) 의해 사용하기 위해 데이터가 저장되는 물리적 메모리 페이지에 대한 포인터를 포함하는 PRP 또는 PRP1 필드(416)를 포함할 수 있다. 데이터 구조(400)는 또한 메시지 채널 ID(422) 필드를 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 데이터 구조(400)는 메시지와 연관된 버퍼의 할당된 크기를 나타내는 메시지 버퍼 크기 필드(426)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 호스트 드라이버는 데이터 구조(400) 또는 터널링 수신 메시지(tnl_msg_recv) 커맨드를 생성할 수 있다. 그런 다음 호스트 드라이버는 생성된 커맨드를 SQ에 배치할 수 있다. 스토리지 장치(200)는 SQ로부터 터널링 수신 메시지 커맨드를 페치할 수 있다. 스토리지 장치(200)가 호스트 장치와 통신 할 때, 스토리지 장치(200)는 데이터 구조(400)에서 호스트 버퍼 메모리 포인터를 사용하여, 메시지를 호스트 컴퓨팅 장치에 기록할 수 있다. 메시지가 전송되면, 스토리지 장치(200)의 HIL(212)은 그 커맨드에 대한 완료 엔트리(CE) 또는 데이터 구조(401)를 생성할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 데이터 구조(401)는 터널링 데이터 메시지와 관련된 CE의 예시적인 레이아웃을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 데이터 구조(401)는 CE와 커맨드(예를 들어, 데이터 구조(400))를 매칭시키기 위해 메시지 채널 ID(422) 및 메시지 시퀀스 번호(424) 필드를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 데이터 구조(401)는 연관된 커맨드가 발행된 SQ를 나타내는 SQID 필드(432) 및 연관된 SQ에 대한 현재 포인터를 나타내는 SQHD 필드(434)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 데이터 구조(401)는 STS 필드(436) 및 CID 필드(410)를 포함할 수 있다. CE는 SSD 장치로부터 호스트 장치로 전송된 메시지의 길이를 나타낼 수 있는 길이 필드(420)(예를 들어, MSG LENGTH 필드)를 포함할 수 있다. CE는 터널링 채널 ID 및 메시지 시퀀스 번호를 나타내는 메시지 채널 ID 필드(422)(예를 들어, MSG CHAN ID), 및 메시지 시퀀스 번호 필드(424)(예를 들어, MSG SEQ NUM 필드)를 포함하므로, 호스트 드라이버는 스토리지 장치(200)로부터 수신된 메시지를 상위 계층 소프트웨어에 순서대로 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에서, 메시지가 전송되면, HIL(212)은 데이터 구조(401) 또는 CE를 생성할 수 있다. HIL(212)은 CE를 호스트 메모리의 적절한 커맨드 CQ에 배치한다. 그런 다음 HIL(212)은 CE에 배치되었음을 표시하기 위해 호스트에 인터럽트를 보낼 수 있다.
도 1에서, 본 발명의 실시 예의 추가 특징이 설명된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨팅 장치(102)와 스토리지 장치(108) 사이의 흐름 제어를 위해 다음의 기술들이 사용될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 메시지 터널은 전-이중(full-duplex), 고성능 방식으로 동작할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 메시지 터널은 흐름 제어를 수행하기 위해 데이터 프로토콜(예를 들어, NVMe)의 적어도 일부 특징들을 이용할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 흐름 제어는 백-프레셔(Back Pressure) 특징을 포함할 수 있다. 백-프레셔는 원하는 데이터 흐름에 대항하는 저항 또는 힘이다. 이러한 실시 예에서, 데이터의 흐름이 감소될 수 있다.
일 실시 예에서, 호스트 컴퓨팅 장치(102)로부터 스토리지 장치(108)로 이동하는 메시지들에 대해, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 터널링 메시지 전송 커맨드들을 하나 이상의 커맨드 SQ들에 제출할 수 있다. 이러한 실시 예에서, SQ 내에 엔트리에 대해 알린 후, 스토리지 장치(108)는 커맨드들을 페치하여 실행할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 메시지들을 수신하기 위한 스토리지 장치(108)의 자원들이 부족하거나 또는 다른 이유가 있는 경우, 스토리지 장치(108)는 호스트 컴퓨팅 장치(102)에 흐름 제어를 적용할 수 있다. 특히, 스토리지 장치(108)는 터널링 메시지 전송(tnl_msg_send) 커맨드 실행 속도를 감소시킬 수 있다. 일부 실시 예에서, 스토리지 장치(108)는 실행을 지연 시키거나, 실행을 일시 정지 시키거나, tnl_msg_send 커맨드들의 실행 속도를 감소시킬 수 있다. 이러한 실시 예에서, 스토리지 장치(108)는 호스트 컴퓨팅 장치(102)가 스토리지 장치(108)에 전송하는 메시지들의 수를 조절(throttle)할 수 있다.
반대로, 스토리지 장치(108)로부터 호스트 컴퓨팅 장치(102)로 이동하는 메시지들에 대해, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 필요에 따라 흐름 제어를 적용할 수 있다. 일 실시 예에서, 스토리지 장치(108)로부터 메시지들을 수신하기 위해, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 터널링 메시지 수신(tnl_msg_recv) 커맨드들을 하나 이상의 커맨드 SQ들에 제출할 수 있다. 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 그 후 메시지가 SQ 내에 있음을 스토리지 장치(108)에 알릴 수 있다. 스토리지 장치(108)는 그 후 이들 커맨드들을 페치하거나, 스토리지 장치(108)가 호스트 컴퓨팅 장치(102)에 메시지를 보낼 때까지 커맨드들을 처리하지 않은 상태로 유지할 수 있다. 벡-프레셔를 적용하기 위해, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 처리하지 않은 또는 인큐잉된(enqueued) 터널링 메시지 수신 커맨드들의 수를 감소시킬 수 있다. 일부 실시 예에서, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 또한 현재 처리되지 않은 커맨드들의 (예를 들어, tnl_msg_recv 명령들) 일부 또는 전부를 중단(abort) 할 수 있다. 그러한 커맨드들의 수를 감소시킴으로써, 호스트 컴퓨팅 장치(102)는 스토리지 장치(108)를 조절하여, 호스트로 메시지를 전송하는 능력을 제한할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 시스템(100)은 서비스 품질(QoS)(Quality of Service) 특징을 터널링 메시징 프로토콜에 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시 예에서, QoS 특징은 동작들의 수행을 도울 수 있다. QoS 특징은 개별 메시지 채널 및/또는 흐름 방향에 적용될 수 있다.
일 실시 예에서, 본 발명의 실시 예에 따른 메시지 터널링을 구현하는 시스템은 채널들로도 알려진 복수의 동시 활성 터널들을 지원할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 터널들은 실질적으로 고유한 메시지 채널 ID들에 의해 식별될 수 있다. 일부 실시 예에서, 시스템(100)은 상이한 메시지 채널들에 차별화된 QoS들을 제공할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 일부 채널들은 다른 채널들보다 높은 우선 순위로 지정될 수 있다.
일 실시 예에서, 이러한 차별화는 상이한 메시지 채널들에 대한 전용 커맨드 SQ 및 CQ를 사용함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, NVMe 프로토콜은 다양한 정도의 QoS를 제공하기 위해 SQ 중재(arbitration) 방법을 제공한다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 스토리지 장치(108)는 적절한 자원들을 할당하고 메시지 채널들 사이에 차별화된 실행 우선 순위를 적용할 수 있는 메시지 계층(layer)을 구현할 수 있다. 일 실시 예에서, 메시지 터널들에 대한 QoS 구성들은 NVMe 프로토콜의 기능 설정(Set Feature)/기능 획득(Get Feature) 커맨드들을 사용하여 호스트 컴퓨팅 장치(102)에 의해 수행될 수 있다. 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다. 다른 실시 예에서, SSD 장치는 디폴트 QoS 구성들을 가질 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 터널링 채널들에 대한 QoS 설정들은 베이스보드 관리 제어기 (BMC)(Baseboard Management Controller) 장치에 의해 SSD 장치에 제공될 수 있다. 특히, BMC는 이러한 BMC 장치의 스토리지 관리자 안내, 방향 및 정책 설정들에 기초하여 QoS 설정들을 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, BMC는 도 1의 호스트 컴퓨팅 장치(102)와 같은, 호스트 장치 상에 위치될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 시스템(100)은 기본 데이터 프로토콜과 실질적으로 호환될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 스토리지 장치(108)는 실질적으로 표준들에 부합하고 스토리지 인터페이스에 기초한 데이터 프로토콜(예를 들어, NVMe 또는 PCIe)을 제공할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 호스트 (NVMe) 드라이버 및 스토리지 스택은 여전히 스토리지 장치(108)에 대한 입/출력(IO 또는 I/O) 동작들을 수행할 수 있다. 메시지 터널링 특징은 정상적인 스토리지 기능과 공존할 수 있고, 이를 간섭하지 않을 수 있다. 메시지 터널링 기능은 전용 커맨드 SQ들 및 CQ들을 사용할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 스토리지 장치(108)의 호스트 인터페이스 회로(HIL)(142)는 터널링 커맨드들 대(vs) 일반 스토리지 커맨드들에 프로그램 가능한 우선 순위를 적용할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 메시지 터널링 특징은 활성화 또는 비활성화 될 수 있거나, 또는 예를 들어 스토리지 관리자 안내, 방향 및 정책 설정들을 조정함으로써, 호스트 소프트웨어에 의해 또는 BMC 장치에 의해 SSD 장치에 대해 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 반도체 장치를 포함할 수 있는 정보 처리 시스템(500)의 개략적인 블록도이다.
도 5를 참조하면, 정보 처리 시스템(500)은 본 발명의 실시 예에 따라 구성된 하나 이상의 장치들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 정보 처리 시스템(500)은 본 발명의 실시 예에 따른 하나 이상의 기술들을 사용 또는 실행할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 정보 처리 시스템(500)은, 예를 들어, 랩탑, 데스크탑, 워크 스테이션, 서버, 블레이드 서버, 개인 정보 단말기, 스마트폰, 태블릿, 및 다른 적절한 컴퓨터들과 같은 컴퓨팅 장치나 가상 머신이나 이것의 가상 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 정보 처리 시스템(500)은 사용자(미도시)에 의해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 정보 처리 시스템(500)은 CPU, 로직, 또는 프로세서(510)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 프로세서(510)는 하나 이상의 기능 유닛 블록들(FUB; functional unit block) 또는 조합 논리 블록들(CLB; combinational logic block)(515)을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, CLB는 다양한 부울 논리 연산(Boolean logic operation)들(예를 들어, NAND, NOR, NOT, XOR), 안정화 논리 장치들(예를 들어, 플립-플롭, 래치), 다른 논리 장치들, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 조합 논리 연산들은 원하는 결과를 달성하기 위해서 입력 신호들을 처리하도록 단순하거나 복잡한 방식으로 구성될 수 있다. 동기식 조합 논리 연산들의 일부 예시적인 실시 예들이 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않으며, 비동기식 연산들 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 일 실시 예에서, 조합 논리 연산들은 복수의 상보형 금속 산화 반도체(CMOS; complementary metal oxide semiconductor) 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 이러한 CMOS 트랜지스터들은 논리 연산들을 수행하는 게이트들로 배열될 수 있으나; 다른 기술들이 사용될 수 있고 다른 기술들은 본 발명의 기술적 사상 내에 있는 것으로 이해된다.
본 발명의 실시 예에 따른 정보 처리 시스템(500)은 휘발성 메모리(520)(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM; random access memory))를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 정보 처리 시스템(500)은 비휘발성 메모리(530)(예를 들어, 하드 드라이브, 광 메모리, NAND 또는 플래시 메모리)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 휘발성 메모리(520), 비휘발성 메모리(530) 또는 이들의 조합이나 일부는 “저장 매체”로 지칭될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 휘발성 메모리(520) 및/또는 비휘발성 메모리(530)는 반영구적이거나 실질적으로 영구적인 형태로 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 정보 처리 시스템(500)은 정보 처리 시스템(500)이 통신 네트워크의 일부이고 통신 네트워크를 통해서 통신할 수 있도록 구성된 하나 이상의 네트워크 인터페이스(540)를 포함할 수 있다. Wi-Fi 프로토콜의 예시들은 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11g, IEEE 802.11n을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 셀룰러 프로토콜의 예시들은 IEEE 802.16m(일명, 무선-도시권 통신망(MAN; Metropolitan Area Network)) 어드밴스드, LTE(Long Term Evolution) 어드밴스드, EDGE(Enhanced Data rates for GSM(Global System for Mobile communications) Evolution), HSPA+(Evolved High-speed Packet Access)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 유선 프로토콜의 예시들은 IEEE 802.3(일명, 이더넷), Fibre 채널, 파워 라인 통신(예를 들어, HomePlug, IEEE 1901)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상술된 내용은 몇몇의 예시적인 실시 예들에 불과하고, 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
본 발명의 실시 예에 따른 정보 처리 시스템(500)은 사용자 인터페이스 유닛(550)(예를 들어, 디스플레이 어댑터, 햅틱 인터페이스, 휴먼 인터페이스 장치)을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 사용자 인터페이스 유닛(550)은 사용자로부터 입력을 수신하고/수신하거나 사용자에게 출력을 제공하도록 구성될 수 있다. 사용자와의 상호작용을 제공하기 위해서 다른 종류의 장치들이 사용될 수 있고; 예를 들어, 사용자에게 제공되는 피드백은 감각 피드백, 예를 들어, 시각 피드백, 청각 피드백, 또는 촉각 피드백의 임의의 형태일 수 있으며, 사용자로부터의 입력은 음향, 음성, 또는 촉각 입력을 포함하는, 임의의 형태로 수신될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 정보 처리 시스템(500)은 하나 이상의 다른 장치 또는 하드웨어 구성 요소들(560)(예를 들어, 디스플레이나 모니터, 키보드, 마우스, 카메라, 지문 판독기, 비디오 프로세서)를 포함할 수 있다. 상술된 내용은 몇몇의 예시적인 실시 예들에 불과하고, 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다.
본 발명의 실시 예에 따른 정보 처리 시스템(500)은 하나 이상의 시스템 버스(505)를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 시스템 버스(505)는 프로세서(510), 휘발성 메모리(520), 비휘발성 메모리(530), 네트워크 인터페이스(540), 사용자 인터페이스 유닛(550), 및 하나 이상의 하드웨어 구성 요소들(560)을 통신 가능하게 연결하도록 구성될 수 있다. 프로세서(510)에 의해 처리된 데이터 또는 비휘발성 메모리(530)의 외부에서 입력된 데이터는 비휘발성 메모리(530) 또는 휘발성 메모리(520)에 저장될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 정보 처리 시스템(500)은 하나 이상의 소프트웨어 구성 요소들(570)을 포함하거나 실행할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 소프트웨어 구성 요소들(570)은 운영 체제(OS) 및/또는 애플리케이션을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, OS는 하나 이상의 서비스를 애플리케이션에 제공하고 애플리케이션 및 정보 처리 시스템(500)의 다양한 하드웨어 구성 요소들(예를 들어, 프로세서(510), 네트워크 인터페이스(540)) 사이의 중개자로서 관리하거나 행동하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 정보 처리 시스템(500)은 로컬(예를 들어, 비휘발성 메모리(530))에 설치될 수 있고 프로세서(510)에 의해서 직접 실행되고 OS와 직접적으로 상호 작용하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 네이티브(native) 애플리케이션을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 네이티브 애플리케이션은 사전에 컴파일된 머신 실행 가능 코드를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 네이티브 애플리케이션은 스크립트 해석기(예를 들어, csh(C shell), AppleScript, AutoHotkey) 또는 가상 실행 머신(VM; virtual execution machine)(예를 들어, Java Virtual Machine, Microsoft Common Language Runtime)을 포함할 수 있고, 이는 소스나 객체 코드를 실행 가능 코드로 번역하도록 구성될 수 있으며, 그 후 실행 가능 코드는 프로세서(510)에 의해 실행된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기술의 예시적인 실시 예의 흐름도이다. 다양한 실시 예들에서, 기술(600)은 도 1, 도 2, 또는 도 5의 시스템과 같은 시스템들에 의해 사용되거나 생성될 수 있다. 또한, 기술(600)의 일부는 도 3 및 도 4의 데이터 구조와 같은 데이터 구조들로 사용될 수 있다. 그러나 상술된 것은 단지 하나의 예시적인 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는 것으로 이해된다. 기술(600)에 의해 예시된 동작들의 순서 또는 수에 의해 본 발명의 기술적 사상을 제한되지 않는 것으로 이해된다.
일 실시 예에서, 블록(602)은 호스트 컴퓨팅 장치에 의해 포함된 호스트 메모리 버퍼의 적어도 일부가 상술한 바와 같이 호스트 컴퓨팅 장치와 향상된 스토리지 장치 사이의 통신을 위해 할당될 수 있음을 도시한다. 블록 (604)은 일 실시 예에서, 상술된 바와 같이 터널링된 메시지가 호스트 메모리 버퍼의 일부 내에 저장된다는 표시를 포함하는 데이터 메시지가 생성될 수 있음을 도시한다.
블록(606)은 일 실시 예에서, 상술한 바와 같이 데이터 메시지가 향상된 스토리지 장치로 전송될 수 있음을 도시한다. 블록(608)은, 일 실시 예에서, 향상된 스토리지 장치가 상술한 바와 같이 호스트 컴퓨팅 장치로부터 터널링된 메시지를 읽을 수 있음을 도시한다. 블록(610)은, 일 실시 예에서, 터널링된 메시지에 응답하여, 향상된 스토리지 장치가 상술한 바와 같이 하나 이상의 명령어들을 실행할 수 있음을 도시한다.
방법의 단계들은 입력 데이터에서 동작하고 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하기 위해서 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서에 의해서 수행될 수 있다. 방법의 단계들은 또한 특수한 목적의 논리 회로, 예를 들어, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application-specific integrated circuit)에 의해서 수행될 수 있고, 장치들은 특수한 목적의 논리 회로로 구현될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 이 회로는 스토리지 장치 및/또는 호스트 컴퓨팅 장치에 의해 포함될 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 명령어들을 포함할 수 있고, 명령어들은 실행될 때, 장치가 방법의 단계들의 적어도 일부를 수행하게 한다. 일부 실시 예들에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 자기 매체, 광학 매체, 다른 매체, 또는 이들의 조합(예를 들어, CD-ROM, 하드 드라이브, 고정 기억 장치(read-only memory), 플래시 드라이브)에 포함될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 유형적(tangible)이고 비-일시적으로 구현된 제조 물품일 수 있다.
예시적인 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 사상이 설명되었으나, 해당 기술 분야에서의 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고 상술된 실시 예들에 대한 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 명백히 이해할 것이다. 그러므로, 상술된 실시 예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 후술되는 청구 범위 및 이에 대한 균등 범위의 허용 가능한 가장 넓은 해석에 의해서 결정되며, 전술된 설명에 의해서 한정되거나 제한되어서는 아니 된다. 그러므로, 후술되는 청구 범위는 실시 예들의 범위 내에서 이러한 모든 변형들 및 수정들을 포함하려는 의도로 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 데이터 프로토콜을 통해 호스트 장치와 통신하도록 구성된 호스트 인터페이스 회로;
    상기 데이터 프로토콜의 데이터 메시지에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된 스토리지 요소; 및
    터널링된 메시지에 응답하여 하나 이상의 명령어들을 실행하도록 구성된 온-보드 프로세서를 포함하고,
    상기 호스트 인터페이스 회로는:
    터널링 커맨드가 상기 데이터 메시지 내에 내재(임베드)되어 있는지 여부를 검출하고.
    상기 데이터 메시지로부터 터널링된 메시지 주소 정보를 추출하고,
    상기 터널링된 메시지 주소 정보를 통해, 상기 호스트 장치의 메모리에 저장된 상기 터널링된 메시지를 검색하고,
    상기 터널링된 메시지를 상기 온-보드 프로세서로 전송하도록 더 구성되는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 메시지의 동작들 코드 필드는 원격 절차 호출(remote procedure call) 동작들 코드를 포함하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 상기 장치를 위해 예약된 호스트 메모리 버퍼로부터 상기 터널링된 메시지를 검색하도록 구성되는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 상기 터널링된 메시지의 성공적인 검색에 응답하여, 상기 데이터 메시지가 완료되었음을 표시하도록 구성되는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 상기 터널링된 메시지의 성공적인 검색에 응답하여, 인터럽트 신호를 상기 호스트 장치에 전송하도록 구성되는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 데이터 수신된 메시지들을 상기 호스트 장치에 오픈 상태로 유지하고, 및
    상기 호스트 장치와의 터널링된 메시지의 시작에 응답하여, 데이터 메시지를 상기 호스트 장치에 전송함으로써 상기 데이터 수신된 메세지들 중 하나를 닫도록 구성되는 장치
  7. 제 6 항에 있어서,
    오픈 데이터 수신된 메시지는 호스트 메모리 버퍼의 부분이 상기 호스트 장치에 할당되었음을 표시하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    터널링된 메시지를 상기 호스트 장치에 전송하라는 요청에 응답하여, 상기 호스트 인터페이스 회로는:
    상기 호스트 장치에 할당된 호스트 메모리 버퍼의 부분에 대한 포인터를 오픈 데이터 수신된 메시지로부터 추출하고;
    상기 터널링된 메시지를 상기 호스트 메모리 버퍼의 상기 부분으로 비동기식으로 전송하고; 및
    상기 데이터 수신된 메시지와 관련된 완료 엔트리(completion entry)를 생성하되, 상기 호스트 장치에 의한 상기 완료 엔트리의 수신은 상기 호스트 장치가 상기 터널링된 메시지를 읽도록 더 구성되는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 메시지는 서비스 품질 지표와 관련되는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 데이터 메시지들을 터널링하기 위해 상기 데이터 프로토콜을 통해 데이터 메시지 흐름 제어를 수행하도록 구성되는 장치.
  11. 호스트 컴퓨팅 장치; 및
    상기 호스트 컴퓨팅 장치와 통신하도록 구성된 스토리지 장치를 포함하고,
    상기 호스트 컴퓨팅 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는:
    상기 스토리지 장치로부터 데이터를 읽고 그리고 쓰고, 및
    상기 스토리지 장치로 커맨드들을 오프로드 하도록 구성되고,
    상기 스토리지 장치는:
    데이터 프로토콜을 통해 상기 호스트 컴퓨팅 장치와 통신하도록 구성된 호스트 인터페이스 회로;
    상기 데이터 프로토콜의 데이터 메시지에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된 스토리지 요소; 및
    터널링된 메시지에 응답하여 하나 이상의 명령어들을 실행하도록 구성된 온-보드 프로세서를 포함하고,
    상기 호스트 인터페이스 회로는:
    터널링 커맨드가 상기 데이터 메시지 내에 내재되어 있는지 여부를 검출하고,
    상기 데이터 메시지로부터 터널링된 메시지 주소 정보를 추출하고,
    상기 터널링된 메시지 주소 정보를 통해, 상기 호스트 컴퓨팅 장치의 메모리에 저장된 상기 터널링된 메시지를 검색하고, 및
    상기 터널링된 메시지를 상기 온-보드 프로세서로 전송하도록 더 구성되는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 호스트 컴퓨팅 장치의 상기 메모리는 상기 스토리지 장치를 위해 예약된 호스트 메모리 버퍼를 포함하고,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 상기 호스트 메모리 버퍼로부터 상기 터널링된 메시지를 검색하도록 구성되는 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 상기 터널링된 메시지의 성공적인 검색에 응답하여, 상기 데이터 메시지가 완료되었음을 표시하도록 구성되는 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 상기 터널링된 메시지의 성공적인 검색에 응답하여, 인터럽트 신호를 상기 호스트 컴퓨팅 장치로 전송하도록 구성되는 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 스토리지 장치는:
    하나 이상의 데이터 수신된 메시지들을 상기 호스트 컴퓨팅 장치에 오픈 상태로 유지하고, 및
    상기 호스트 컴퓨팅 장치와의 터널링된 메시지의 시작에 응답하여, 데이터 메시지를 상기 호스트 컴퓨팅 장치에 전송함으로써 상기 데이터 수신된 메세지들 중 하나를 닫는 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    오픈 데이터 수신된 메시지는 상기 호스트 컴퓨팅 장치의 상기 메모리의 부분이 상기 호스트 컴퓨팅 장치에 할당되었음을 표시하는 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    터널링된 메시지를 상기 호스트 컴퓨팅 장치에 전송하라는 요청에 응답하여, 상기 호스트 인터페이스 회로는:
    상기 호스트 컴퓨팅 장치에 할당된 상기 호스트 컴퓨팅 장치의 상기 메모리의 부분에 대한 포인터를 오픈 데이터 수신된 메시지로부터 추출하고;
    상기 터널링된 메시지를 상기 호스트 컴퓨팅 장치의 상기 메모리의 상기 부분으로 비동기적으로 전송하고; 및
    상기 데이터 수신된 메시지와 관련된 완료 엔트리(completion entry)를 생성하고, 상기 호스트 컴퓨팅 장치에 의한 상기 완료 엔트리의 수신은 상기 호스트 컴퓨팅 장치가 상기 터널링된 메시지를 읽도록 더 구성되는 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터 메시지는 서비스 품질 지표와 관련되는 시스템.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 호스트 인터페이스 회로는 데이터 메시지들을 터널링하기 위해 상기 데이터 프로토콜을 통해 데이터 메시지 흐름 제어를 수행하도록 구성되는 시스템.
  20. 데이터 프로토콜을 통해 원격 절차 호출(remote procedure call)을 터널링하는 방법에 있어서,
    호스트 컴퓨팅 장치와 향상된 스토리지 장치 사이의 통신을 위해 상기 호스트 컴퓨팅 장치에 포함된 호스트 메모리 버퍼의 적어도 일부를 할당하는 단계;
    터널링된 메시지가 상기 호스트 메모리 버퍼의 상기 일부 내에 저장된다는 표시를 포함하는 데이터 메시지를 생성하는 단계;
    상기 향상된 스토리지 장치로 상기 데이터 메시지를 전송하는 단계;
    상기 데이터 메시지를 수신하면, 상기 향상된 스토리지 장치는 상기 호스트 컴퓨팅 장치로부터 상기 터널링된 메시지를 읽는 단계; 및
    상기 터널링된 메시지에 응답하여, 상기 향상된 스토리지 장치에 의해 하나 이상의 명령어들을 실행하는 단계를 포함하는 방법.
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