TW201022927A - Optimization of data distribution and power consumption in a data center - Google Patents

Description

201022927 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於資料中心的資料健存與電力管理。 【先前技術】 習知技術越來越頻繁地將大量的資料儲存於資料中 心。資料中心所儲存的資料大部分係所謂的「長存資料。 長存資料係不常作存取的資料’例如法規遵循、歸槽 回復及參考所使㈣資料。舉_言，基於齡斯奥 利法案要求保存資料的政府規定，產生了許彡長存資料。不 常用的資料並非不能使H此##料被存取的可能性比 其他資料來的低。據估計’長存資料你了某些資料中心大於 70/〇的=貝料’且-般㈣中心的電力約有37%是用於資料儲 存。 【發明内容】 ❹ ^發明之實，例包含監控分佈於資料中心内複數個資 裝 =之資料的使用’以及重新在資料儲存裝置間分 不料移聰沒有鱗㈣料儲存裝置 【實施方式】 詈J二具有複數個負責儲存大量資料14之資料儲存， 料丄署r貢料中心10之示意圖。資料中心謂 世子衣 可包含具有旋轉式磁碟之習知硬碟、固態;ε 碟、冗餘獨立磁盤陣_，系統、其他6知< 日後發^ 201022927 =存裝置或純。資料儲存裝置可常駐於舰器(未 ，不）’其-般包含其他電子構件，如供處理資料14的處理 =及暫存記憶體’如供暫存已存取之部分資料μ 列^憶體模組(DIMM)。資料儲存裝£ 12亦可包含與任 二的Ϊ屬資料儲存裝置’如外部硬碟。資料14係 格式W電子方辆存於=#·存裝置^。在某 =1社貧料中心10的資料儲存裝置12可能共同具有儲i大 量資料的能力，如以兆位元組單位計算的資料。有4存大 方々^14次係以電子資料槽16(0」)的格式作架構，以數位 ^式^於資_存裝置12。電子資糖16的大小各有不 ^舉H，資料儲存裝置12所儲存的紙本文件的影像， 二ΐζί貢料權案格式的任一種方式實施’例如JPEG或 你-^檔案格式’其大何能在幾千位元組(KB)到幾百萬 Ο 宰：等。其他類型的資料檔，如影片、資料檔 庫’可能會有更大的資料檔案大小。又，某些 以相關資料構案的方式建構而成。舉例而言二 fi列表可㈣立但相關聯㈣料齡的方式作儲 ί服mr群組可儲存在鄰近處，例如—般係 而，電腦Y紫’在硬體的相同區段或區段群組中。然 14相關聯_分常擷取技術可允許資料 儲存裳置12，藉此相關聯的資料檔案可以 電子方式_到資射WO叫同的實體位置。 同。10内許多資料儲存褒置12的效能可能大不相 且右㈣t儲存裝置的效能持續不斷地進步。舉例而言， 、疋工磁碟的習知硬碟的讀/寫速度已不斷地加快，本 4 201022927 硬碟具有更高㈣及效率的固態 p使技術不斷地進步，本技藝仍使用如磁磾十麻涨n 固L硬碟的資料儲存裝置 及 =。’目資，咖-般會維持-定‘^ 行運作。μ可能有許多資料儲存裝置，係以不同的效能進 ❹ ❹ 不同儲^二儲?裝置12之資料14的常用性亦可能有所 業的人事資源理舉=言，企 的存取。相較之·ΤΓ 及拿貼吕理，而作例行性 :存取“:：t。 性可能係以賴案的存取㈣# :疋貧顺16的常用 16的群__======資料槽 別。舉例而言，在=中任貝料棺的存取頻率作區 獨立資料檔，而資料庫中===下’獨立表格可儲存於 的常用性可分別本〜獨表格或相關聯的資料播的群組 過比對常用性的不同資料槽16的相關常用性可透 並在内部==:之。常用性可以數字的方式呈現， 新增資料時，資料14起用告知使用者。#資料中心10 不知其資料14、 ^可位於任何資繼存裝置12，而 14的常用性盘資料針胜。在貧料起初儲存階段過後，資料 沒有任何的關聯 置12的效能之間可能只有少數或 實施例中最佳化資料中心之資 圖1之 圖2係概述本發明夕 料儲存的方法之产浐R ^—員他例r瑕佐化貢料中 之4圖。舉例而言，本方法可用於將 5 201022927 二料中心10的資料14儲存作最佳化。以下描述概述流程圖 各步驟。有關實鉢步驟的細節可參照前述及圖式。於步 驟40’複數個資料儲存裝置係以一或多個效能參數作分類， 2如速度及/或能源效率。資料儲存裝置的分類可包含建立 或順2 ’以最南效能(例如最快或最有效率)的資料儲存 二i最高軌。此等裝置可同等贱子等級作分組， ，等級或子等級中有不同範圍的效能參數。舉例而言，一 ❹ Φ 碟可設定為—個群組，而—組磁碟硬碟可設定為另 r 錢置或各組裝置可在子群組中，以更小或具體 “獨立：ίΓί作進一步的分組。此等裝置亦可以效能參 置間的相===資料儲存裝置可根據資料儲存裝 間、或以資料常用性許多資料儲存裝置 ===!料儲存裝置。許多資料的相關常用 證=二而更每加:星：=*的特性是可，查 ，常用性可能在較短的時間内即可得知 資料之相關常用性為止。…夠時間可以確實建立儲存 值。^預定或使用者可選 的範圍、幅度或大小: = 生: 資料的每個職、資料的每個^續的常用性可針對例如 的母個目錄、每個播案類型、或槽案 6 201022927 的母個群組’決定其相關檔案’如資料庫的相關表格。 類可包含將資分類。以常用性作資料份 率，。資取， 立排列資料的步驟。常用已3以逐檔案的方式獨 取」可包含讀取:業作特徵，其中「存 Ο :第4=料逐步分類為長久資料二 ，一群組的流程圖。條件性的 :科 資料的常用性與預定臨界值相比對:貝=棺或其他 定臨界值之常用性的所有資料，係可被預 係可被分類為非資料， 業界常視為長久資料的資料類型 、擇 用性的上限可選作預定臨界值貞㈣樣本之相性，以及該常 於步驟48，此資料會重新分佈於資料儲存裝置之間， 以將資料常用性(決定於步驟46)以及裝置效率(決定於步驟 40)相關聯。步驟48允許資料作重新分佈，以將資料 性較準確地匹配資料儲存裝置的效能，使較相的資料會被 儲存於較有效能(如較快或較有效率)的資料儲存裝置。圖扭 係概述步驟48之資料的逐步重新分佈的流程圖。於步驟 48A，較不常用的資料通常會被移到較無效率的資料儲存震 ，。接著，根據步驟48B ’將較相的資料移到較有效能的 育料儲存裝置，即可釋放較無效率之資料儲存装置上的儲存 空間。若資料已被分類為長久或非長久資料，則長久資料可 被整合於具有足夠空間儲存長久資料的最沒有效率之資料 7 201022927 2 j裝置的子組。非長久資料可接著重新分佈於剩餘的資料 :欠=裝置。此貝料的重新分佈係使得每個資料儲存裝置上的 ;料的總常用性隨著漸增的裝置效率而增加。透過自第-儲 存裝置讀取資料、將資料複製到第二儲存襄置、以及自第一 標示資料的刪除的方式’此資料可在 要知道，，當f料齡裝置在丨_率下進行 操作時，可能有不同的電力效率。因此 =步驟'中裝置效能的評估某程度上可根據預二 ‘分佈驟:ΐ:裝置效能的評估可與選擇資料的重 研刀佈概要的步驟先後或重複進行，以確 後能達到常用性與效能間的理想關聯性。 ， 刀 過紐乡的電力分⑽存有較常狀資料的資料儲 m 電力，謝心可取得更有效的電力消置的 :身料儲存裝置的電力設定係根據目前儲存於該;重 新分佈過的資料作最佳化。調整許多f ^重 上之資料的常用性更相關 羊的裝置可降低其電力，於步驟48 权二双 法可將較不常用的資料儲存於此等裝置。資料^二’本方 管理，以根據使用者存取的頻 閒滞、或睡眠)以提高硬碟延遲作為省電寺广 模式越低，發生延遲或延誤以啟動硬碟執行輸二 201022927 t可此性越大。根據至少一實施例，長久資料儲存於其中的 貝料儲存裝置可設定在最低電力狀態、甚至被關閉。降低某 些=料儲存裝置的電力可釋放分配給資料中心的電力，以& 目前存有較常使用的資料的較有效的資料儲存裝置使用。/、 :圖3A-3D係繪示根據資料檔16之常用性，在四個資料 儲存裝置12上重新分佈資料標π範例的一系列圖式。圖 3A二顯示資料檔16起初如何分佈於資料儲存裝置。簡單 而。，資料檔16的數量係平均分佈於四個資料儲存裝置 12 各個資料儲存裝置I2可能有儲存額外資料構的能 力。常用性係根據存取頻率作區別，資料權16會被分 =個存取頻率範圍：介於〇與fl的第-頻率範圍、介於fl 二乜的第二頻率範圍、介於β與f3的第三頻率範圍、以及 二於f3與f4的帛四鮮細。每侧率範隱由不同的陰 影圖案作代表，如圖例中所示。資料儲存裝置Μ的效能^ 線條的粗細所示，較粗的線條代表較 無效率的資料儲存裝置12，而較細的線條代表較快 φ i 乂效率的資料儲存裝置12。如圖3Α所示，資料槽 ，初係以常雜與效能無_的方式，分佈於資料儲存裝置 二Si檔I個貝枓儲存裝置12具有不同頻率範圍的隨機 妙以逐漸常用的方式（「常用性頻譜」）排列資料 ^圖°第―頻率範_咐的資料檔16子組係 接細二資料分师增的資 .^ _ ；；第—貝料勿類(β:β)中的資料檔16子組，以 及第四貧料分_邺中的資料槽16子組。雖然圖中未緣 不位於4寸疋頻率範圍的資料槽16亦可在該頻率範圍内作 9 201022927 優先排列。舉例而言，第一頻率範圍(o:fi)中的十七個資料 檔可在第一頻率範圍内以漸增頻率的方式作分類，使常用性 頻譜内的第一資料檔具有最低的常用性，而第十七個資料檔 具有最高的常用性。 圖3C係此範例中依效率（「裝置效能譜」）測量以漸進 ，能作排列的資料儲存裝置12的示意圖。因此，裝置效能 谱中，第一資料儲存裝置12是最無效率的資料儲存裝置 12，而裝置效能譜中最後的資料儲存裝置12係最有效率的 資料儲存裝置12。 次圖3D係以資料檔16的常用性(在此範例為存取頻率） 與貝料= 存裝置12 _效率的相關聯性，重新分佈的資料樓 L6的不意圖。資料槽16可利用電腦可執行分類子程式，在 $儲存I置12間電子式地作移動，此子程式將較不常用 移到無效率的資料儲存裝置’以及將較常用的資料 Si:?料儲存裝置。資料現將被重新分佈，使得 率辦加而Ϊί裝ΐ 12的總常用性隨著資料儲存裝置12的效 ，，已整合於二個資料儲存裝置:以 剩餘的二個資料錯存裝置員羊氣圍錯存到 最無效率的子’轉儲存裝置 構，而較有效率的資料 f ^綜合資料槽ί6。以此方式將資料檀： 求電力仅疋可獨特地應用到資料 〜戈此 其子組係資料檔〗6最不當 :的子組26上， 取不吊用的子組24被重新分佈到的子 201022927 組。舉例而言，資料檔】6最 r存長存資料的資料儲存裝置二定為,長=通 施例(包含_、常駐軟^^施例、完全軟體實 ❹ 型態實施。再者，本㈣相面⑽實施例的 何表達媒介實施。魏了_式碼實施於其中的任 合。ί==:或多個電腦可用或電腦可讀媒介的結 二”用或電腦可讀媒介可為例如但不限 值μΪΙ、電磁、紅外線、或半導體系統、^備、裝置、咬 傳播媒介。電腦可讀媒介可包含以置或 憶體(RAM)、唯讀記憶體(職)、可抹除3 ;5冑錢體(EERGM或快閃記,it體）、光纖、可 光碟·唯敎，《仰初M)、絲料裝了= 如支持網際網路勒部網路、或磁性儲存裝置）。需^^ :ί其電腦可讀媒介甚至可為紙本、或程式可ί r乂其I他適用媒體’例如程式可透過例如紙本或其他 電子方式捕捉，接著若需要的話，以ϊ ί此文件的情境# ’電腦可用或電腦可讀齡可為任何^ 3、儲存、溝通、傳播、或傳輸程式，以供指令執行系： 201022927 設備、或裝置㈣或與其—同使㈣媒介。電腦可 可利用任何射的齡作傳輸，其齡包含料限於無"線: 有線、光纖電境、無線電等。 實施本發明之作業的電腦程式碼可以一或多種程 言的任—結合實施，其語言包含物件導向程式語言（: 、，malltalk :〇+、或其類似者）、以及習知程序程式語 吕(如「C」程式語言、或類似的程式語言）。程式碼可完全 實订於使用者的電腦、部分執行於賴者的電腦以獨 體包裝的方式、或部分執行於使用者的電㈣部分執行 j電腦、或完全執行於遠端電腦或健器。在後者情境中， 遠端電腦可透過任觸型的網路與使用者的電腦連線， 含本區網路(LAN)、或廣域網路(WAN)、或可與外部電腦作 連線的連線(例如彻網際網路服務供應商透過網際網路的 方式）。 本發明係以參照本發明之實施例的方法、設備（系統）、 及電腦程式產品的流程圖式及/或方塊圖的方式作描述。熟 此技藝者當知，流程圖式及/或方塊圖的每個域以及流程 ，式及/或方塊圖中其方塊的結合，係可由電腦程式指令實 此等電腦程式指令可提供給一般目的電腦、特殊目的電 腦二或其他可程式化資料處理設備的處理器，以產生機器， 使^此等指令可魏賴或其他可㈣㈣處理設備的處 ，器作執行，建立可實施流程圖及/或方塊圖中各方塊所指 定的功能/動作的裝置或手段。 匕此等電腦程式指令亦可儲存於電腦可讀媒介，此等媒介 可指導電腦或其他可程式資料處理設備以特定方式運作，使 12 201022927 電腦可讀齡的指令，產生包含指令手段的製品，進 你订可實施流程圖及/或方制巾各方塊職定的功能/動 作的裝置或手段。 電腦程式指令亦可載人電腦或其他可程式資料處理設 ，導致一系列的作業步驟運作於電腦或其他可程式裝置 + <進而產生一電腦實施程序，使得執行於電腦或其他可程 鲁 鲁 ^设備的齡提供可實施流程圖及/或方塊®巾各方塊所指 疋的功能/動作的裝置或手段。 圖式中的流程圖及方塊圖繪示本發明之各種實施例的 …统、方法、及電腦程式產品可能實作的架構、功能、及作 業。藉此，流程圖或方塊圖的每個方塊可代表模組、區段、 ^分代碼，其包含—❹個可執行指令，供實施所指定的 i輯功能。需要知道的是，在某些替代實作中，方塊中所註 明的功能可以不同於圖式中所註明的順序發生。舉例而古， 〒式中連續的二個方塊可能實際上係以實質同時的方式。執 仃’或者根據涉及的功能，方塊可能有時候係以相反的順序 執行。需要知道的是’方塊圖及/或流程圖式中每個方塊， 及方塊圖及/或触赋巾各域的結合，射以運作特定 功能或動作的特殊目的硬體為线线、或 電腦指令之結合實施。 災瓶興 在此所使用的辭彙僅供描述特定實施例之用，並不限定 本發明。例如在此所使用的單數型態「一個」及「這個係 可包含複數型態’除非文字有清楚表達其單複數之限制」。孰 當知’當本說明書使用「包含」—詞，係指定所述 功月匕、正數、步驟、作業、①件、構件、及/或群組的存在， 13 201022927 不排除一或多個其他功能、整數、步驟、作業、元件、構件、 及/或群組的存在或新增^「較佳地」、「較佳」、「選擇性地」、 「可能」等詞彙及類似詞彙係用於表示所指項目、情況、或 步驟係本發明的額外(非必要)功能。 以下申請專利範圍中所有裝置或步驟附加功能元件的 對應結構、材質、動作、及均等者，係包含任何運作此功能 及特定主張之其他主張元件的結構、材質、或動作。本發明 之描述已基於圖式及描述的目的作呈現，但並不耗盡或限制 9 本發明在所揭露的型態。熟此技藝者當可作許多修改及满飾 而不偏離本發明之範嘴及精神。在此所使用及描述的實施例 係最佳解釋本發明及其實務應用的主旨，且使熟此技藝者了 解本發明適用於特定使用的各種實施例及各種修飾。 【圖式簡單說明】 圖1係具有複數個供儲存大量資料之資料儲存裝置的 資料中心的示意圖； • 圖2係概述本發明之一實施例中最佳化資料中心之資 料儲存的方法之流程圖； 圖2A係繪示長久或非長久資料之逐步分類的流程圖； 圖2B係概述步驟48之逐步資料重新分佈的流程圖； 圖；圖从係繪示資料儲存裝置中資料檔的初始分佈的示意 圖3 B係以較常用的等級排列圖3 a之資料槽的示意圖； 圖3C係以較有效能的順序排列資料儲存裝置的示意 圖，以及 圖3D係以較常用的資料槽與較有效率的資料儲存裝置 201022927 相關聯的方式重新分佈過的育料標之不意圖。 【主要元件符號說明】 10 資料中心 12 資料儲存裝置 14 資料 16 資料檔 24、26子組 40 以效能參數分類資料儲存裝置 ® 42監控資料使用量 44 是否已過足夠時間以建立常用性？ 46 根據常用性分類資料 48 重新分佈資料以將資料常用性與裝置效率相關聯 50 調整電力設定 46A常用性〈臨界值？ 46B貼標籤”長久資料” 46C貼標籤”非長久”（或不貼標籤） φ 48A將較不常用的資料移到較無效率的裝置 48B將較常用的資料移到較有效率的裝置 15

Claims (1)

1. 201022927 七、申請專利範園： 1. 一種資料管理方法’該方法包含： 監控一資料中心内複數個資料處理裝置間被分佈之資料 的使用量；以及 在該資料儲存裝置間重新分佈該資料，以將較不常用的資 料移到較無效率的資料健存裝置。 2.如專利ΐ請範圍^項所述之方法，更包含：

   赍田ί新分佈該資料，使得每個資料儲存裝置上的該資料的總 …係隨著該資料儲存裝置的效能增加而增加。 3. 如專利申清範圍第1項所述之方法，更包含： 敕兮料儲存裝置上該重新分佈的資料_常用性，調 正該貝料儲存裝置的電力。 τ职寻刊甲睛範圍第丨項所述之方法，更包含： 長存U有小於—臨界值之—相性的該資料的—子組視為 ^識丨具有足_魏力_資料齡裝 的子组’以儲存該長存資料；以及 羊 將該長存資·合於該龍儲縣置之職觸的子組。 5.如專利申請範圍第4項所述之方法，更包含 降低該長存資料已整合於其中之該資料儲存震置的電力。 6已範圍第5項所述之方法，其中降低該長存資料 閒之該資料儲存裝置的電力的步驟，係包含觸發-閒也大、睡眠模式、或休眠模式、關閉該資 t 16 201022927 資料已整合於其中之該資料儲存裝 子組的電源、或關閉該長存 置之一或多個磁碟之電源。 7. 如專利申請範圍第！項所述之方法，更包含. 根據常用性，分類該資料或對該諸作優絲序的排列。 ，㈣細性，分

   存取之頻ί，：類排列’係包含根據該資料被 刀類該貝科或對該資料作優先順序的排列。 m申請範圍第7項所述之方法，其中根據常用性，分 =„該資料作優先順序的排列，係包含根據最近存取 的曰類該資料或對該資料作優先順序的排列。 10·如專利申清範圍第i項所述之方法，更包含： 由根據常祕，電子掃描該資料儲存裝置，及電子標籤 貝料檔，而決定該資料之該常用性。

   η. -種電腦程式產品’係包含細可雜式碼該程式碼係 實施於-電腦可_介’以供最佳化—資射^之資料分佈， 該電腦程式產品包含： 監控一貧料中心内複數個資料處理裝置間被分佈之資料 的使用量的電腦可用程式碼；以及 在該資料儲存裝置間重新分佈該資料，以將較不常用的資 料移到較無效率的資料儲存裝置的電腦可用程式碼。 12.如專利申請範圍第u項所述之電腦程式產品，更包含： 重新分佈該資料’使得每個資料儲存裝置上的該資料的總 17 201022927 電腦可用 m佩著該轉儲縣置的效能增加而增加的 13 ^利_清範園第u項所述之電腦程式產品，更包含. 龄資錢置上該麵分佈㈣制騎祕，調 枓儲存裴置的電力的電腦可用程式碼。 14* ^ ： ❹ 長存資料的電财用祕的該龍的—子組視為 子组資贿雜置的最無效率 長存資料的電腦可用程式瑪；以及 的電腦整合於該資料儲存裝置之該被辨識的子組 5.如專利申晴範圍第μ項所 口 資料儲存裝置的電力的電 降低該長存龍已整合於其 执程式“ ’更包含 腦可用程式碼。 〆 該6長項職之電難編，其中降低 可用程式碼係㈣力的該電腦 關閉該資触=模式、睡_式、或休眠模式、 合於1中之#置之該子組的電源、或_該長存資料已整 用讀财裝置之—❹個補之電源的電腦可 述之電腦程式產品，更包含： 刀頒肩貝料或對該資料作優先順序的排列的 18 201022927 電腦可用程式碼。 队如專利申請範圍第π項所述之電_式產品 根據該mm取之解，分_m_ 3 · 順序的排觸電腦可用程式碼。 以料作優先 19.如專利申請範圍第17項所述之電腦程式產品，更包含： 近存取的日期’分_f料或對該資料作優先順序 的排列的電腦可用程式碼。

   20.如+專利申晴範圍第u項所述之電腦程式產品更包含： 藉由根據常用性，電子掃描該資料儲存裝置，及電子標籤 資料標’而決定該資料之該常祕的電腦可用程式碼。 19