TW201443647A - 具有資料管理的層疊式資料儲存系統及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一種操作資料儲存系統的方法，其包含：致能系統介面，以接收主機命令；更新映射暫存器，以監視用於該主機命令的邏輯區塊位址的事務記錄，包括將主機虛擬區塊位址轉譯為用於數個儲存裝置的實體位址；用儲存處理器存取該映射暫存器，以比較該事務記錄與分級政策暫存器；以及致能層級式儲存引擎，以用該系統介面傳輸數個主機資料區塊，以及如果該儲存處理器確定該等事務記錄超過該分級政策暫存器，則並行地傳輸於第0級、第1級或第2級之間。

Description

具有資料管理的層疊式資料儲存系統及其操作方法 相關申請案交互參照

本申請案主張申請日為2010年10月27日的美國第61/407,432號臨時申請案的優先權，其中所揭示之內容併入本文以供參照。

本發明大體有關於一種資料儲存系統，且更特別的是，有關於一種用於管理伺服器及網路上的資料儲存器的系統。

隨著當今現代資料中心、網路化電腦及企業訊息系統產生指數遞增的無結構資料，已變得愈來愈難以管理及保證經常被存取的及重要的資料駐留在最高效能儲存器上(常被稱作“主要儲存器”)以及較舊的資料駐留在成本較低及效能較低的歸檔導向儲存器。主要儲存器的例子包括“固態盤”(“SSD”)或最高效能磁碟機，例如15,000RPM的“串列附接式SCSI”(“SAS”)磁碟機。

歸檔儲存器的例子包括利用低成本磁碟機 技術的“次要儲存器”，例如，“串列先進技術附接”(“SATA”)磁碟陣列或“大規模非活動磁碟陣列”(“MAID”)，或基於較舊磁帶媒體的檔案館。每一種儲存器有與存取時間、等待時間、原始效能及成本有關的不同屬性。例如，以千百萬位元組容量為單位，高端SSD的現今價格為磁帶媒體的1000倍，以及為SAS磁碟機成本的50倍。

由於在成本、效能及能量上有差異，許多電腦系統愈來愈依靠虛擬化的儲存環境，對於主機電腦的檔案系統，它可虛擬化數種不同儲存媒體為一個大型(或分段)虛擬資料卷宗，以及自動指派資料給最適當的儲存類型或層級而不涉及主機電腦應用或電腦檔案系統。

因此，仍需要一種具資料管理的資料儲存系統。鑒於資料儲存器在各效能及成本領域的需求持續在增加，找出問題的答案愈來愈重要。鑒於持續遞增的商業競爭壓力，以及消費者預期的增長和市場上產品差異化的有利機會在遞減，找出問題的答案至關重要。另外，減少成本、改善效率及效能、以及滿足競爭壓力的需要也增加必需找出問題答案的急迫性。

長期以來大家都在尋找這些問題的解決方案，但是先前的開發沒有教導或建議任何解決方案，因此熟諳此藝者一直對於解決這些問題的方案感到困惑。

本發明提供一種操作資料儲存系統的方 法，其包含下列步驟：致能系統介面，以接收主機命令；更新映射暫存器，以監視用於該主機命令的邏輯區塊位址的事務記錄，包括將主機虛擬區塊位址轉譯為用於儲存裝置的實體位址；用儲存處理器存取該映射暫存器，以比較該事務記錄與分級政策暫存器；以及致能層級式儲存引擎用該系統介面傳輸主機資料區塊，以及如果該儲存處理器確定該事務記錄超過該分級政策暫存器，則並行地傳輸於第0級、第1級或第2級之間。

本發明提供一種資料儲存系統，其包含：系統介面，用於接收主機命令；映射暫存器，用該系統介面定址，以監視用於該主機命令的邏輯區塊位址的事務記錄，其包含被轉譯為儲存裝置的實體位址的主機虛擬區塊位址；儲存處理器，耦合至該映射暫存器，以比較該事務記錄與分級政策暫存器；以及層級式儲存引擎，耦合至該儲存處理器，以用該系統介面傳輸主機資料區塊，以及如果該儲存處理器確定該事務記錄超過該分級政策暫存器，則並行地傳輸於第0級、第1級或第2級之間。

本發明的某些具體實施例有其他的步驟或元件可供加入或取代以上所提及的。熟諳此藝者閱讀以下參考附圖的詳細說明可明白該些步驟或元件。

100‧‧‧層級式資料儲存系統

102‧‧‧系統介面

104‧‧‧命令處理程式

106‧‧‧儲存處理器

108‧‧‧分級政策暫存器

110‧‧‧映射暫存器

111‧‧‧事務記錄

112‧‧‧邏輯區塊位址匹配區塊

114‧‧‧層級式儲存引擎

116‧‧‧本地快閃記憶體

118‧‧‧儲存器埠

120‧‧‧儲存器埠

201‧‧‧系統應用

202‧‧‧主機電腦

204‧‧‧主機中央處理單元

206‧‧‧主機記憶體

208‧‧‧主機匯流排控制器

210‧‧‧固態盤

212‧‧‧非揮發性記憶體

214‧‧‧主機介面匯流排

216‧‧‧硬碟驅動器

218‧‧‧網路附接埠

220‧‧‧局域網路

222‧‧‧網路附接儲存裝置

224‧‧‧電纜

300‧‧‧層級式資料儲存系統

301‧‧‧系統應用

302‧‧‧主機電腦

304‧‧‧介面電纜

306‧‧‧系統介面

308‧‧‧基本輸入輸出系統

310‧‧‧層級式儲存處理器

312‧‧‧直接附接儲存介面

314‧‧‧網路配接器

316‧‧‧快閃介面

318‧‧‧固態驅動器

401‧‧‧層級式儲存陣列

402‧‧‧介面連接線

404‧‧‧主機命令

406‧‧‧主機資料區塊

408‧‧‧延伸快閃記憶體

410‧‧‧備用電池

412‧‧‧第0級

414‧‧‧最高效能儲存裝置

418‧‧‧儲存資料

420‧‧‧串列式SCSI命令

422‧‧‧SATA隧道協定

424‧‧‧第1級

426‧‧‧第2級

428‧‧‧中速儲存裝置

430‧‧‧歸檔裝置

501‧‧‧主機讀取命令

502‧‧‧主機讀取輸入項

504‧‧‧讀取命令接收區塊

506‧‧‧事務記錄區塊

508‧‧‧快閃記憶體區塊

510‧‧‧更新LBA事務記錄區塊

512‧‧‧主機區塊

514‧‧‧發送狀態區塊

516‧‧‧退出區塊

518‧‧‧閥值檢查區塊

520‧‧‧決定新層級區塊

522‧‧‧移動儲存資料區塊

524‧‧‧移除舊層級區塊

526‧‧‧更新記錄區塊

601‧‧‧主機寫入命令

602‧‧‧主機寫入輸入項

604‧‧‧寫入命令接收區塊

606‧‧‧事務記錄區塊

608‧‧‧快閃記憶體區塊

612‧‧‧傳輸資料至層級區塊

614‧‧‧發送狀態區塊

616‧‧‧退出區塊

701‧‧‧電腦系統

702‧‧‧虛擬化儲存器介面

704‧‧‧儲存元件

802‧‧‧通道

901‧‧‧系統應用

902‧‧‧分級積體電路

904‧‧‧周邊控制器

906‧‧‧緩衝區管理器

1001‧‧‧背景搜索

1002‧‧‧映射暫存器搜索輸入項

1004‧‧‧設定指標至起點區塊

1006‧‧‧檢查閥值區域

1008‧‧‧決定新層級區塊

1010‧‧‧移動資料區塊

1012‧‧‧移除資料區塊

1014‧‧‧更新映射暫存器區塊

1016‧‧‧指標加一區塊

1018‧‧‧檢查所有頁搜索區塊

1020‧‧‧退出

1101‧‧‧快照操作

1102‧‧‧主機儲存元件

1104‧‧‧保留快照容量

1106‧‧‧快照資料

1108‧‧‧主機邏輯區塊

1110‧‧‧快照區塊

1112‧‧‧預定時間間隔

1114‧‧‧快照池區

1200‧‧‧方法

1202‧‧‧區塊

1204‧‧‧區塊

1206‧‧‧區塊

1208‧‧‧區塊

第1圖根據本發明的具體實施例圖示層級式資料儲存系統的功能方塊圖。

第2圖圖示層級式資料儲存系統的系統應 用的功能方塊圖。

第3圖根據本發明的第二具體實施例圖示層級式資料儲存系統的系統應用的功能方塊圖。

第4圖圖示用層級式資料儲存系統管理的層級式儲存陣列的功能方塊圖。

第5圖圖示用層級式資料儲存系統執行的主機讀取命令的流程圖。

第6圖圖示用層級式資料儲存系統執行的主機寫入命令的流程圖。

第7圖為有層級式資料儲存系統的虛擬化視圖的電腦系統。

第8圖為層級式資料儲存系統的架構方塊圖。

第9圖為層級式資料儲存系統的系統應用的方塊圖。

第10圖為層級式資料儲存系統的背景搜索流程圖。

第11圖為層級式資料儲存系統於快照操作時的功能方塊圖。

第12圖的流程圖根據本發明另一具體實施例圖示層級式資料儲存系統的操作方法。

以下充分詳述數個具體實施例，使得熟諳此藝者能製作及使用本發明。應瞭解，基於本揭示內容顯 然仍有其他的具體實施例，以及在不脫離本發明範疇的情形下，可做出系統、方法或機械改變。

在以下的說明中，給出許多特定細節是為了讓讀者徹底瞭解本發明。不過，顯然在沒有該等特定細節下仍可實施本發明。為了避免混淆本發明，因此不詳細揭示一些眾所周知的電路、系統組態及製程步驟。

圖示系統具體實施例的附圖為半圖解式且不按比例繪製，特別是，圖中有些尺寸為了圖示清楚而加以誇大。同樣，儘管附圖中的視圖為了便於描述而大體以相同的方向圖示，然而大部份是用任意的方式描繪附圖。大體而言，可用任何方位操作本發明。

在揭示及描述有共同特徵的多個具體實施例時，為了便於清晰地圖解、描述及理解，通常類似及相同的特徵會用相同的元件編號描述。

為了解釋，本文所用的術語“水平面”的定義是與地球平面或表面平行的平面，而不管它的方向。術語“垂直”是指與剛才所定義的水平面垂直的方向。諸如“上方”、“下方”、“底面”、“頂面”、“側面”(如“側壁”的)、“高於”、“低於”、“較上面”、“上面”、以及“下面”等等的術語的定義相對於該水平面，如附圖所示。

如本文所用的用語“處理”是指傳輸及儲存系統資料及程式。用語“層級式儲存”定義為一種其中資料可儲存於效能與資料使用頻率相稱的裝置上的結構。 例如，不常用的資料(例如人口調查資料)可儲存於低效能及便宜的歸檔儲存裝置上，而經常存取的程式資料可儲存於以15,000RPM旋轉而且通過更昂貴的高效能介通信的固態盤或磁碟機上。用語“歸檔裝置”定義為有極高容量的低效能儲存裝置，例如磁帶儲存裝置，或光學媒體儲存裝置。

用語“第0級”定義為最高效能儲存裝置類，它們可包含有高效能介面的快閃記憶體記憶體結構、固態盤及最高效能磁碟機。用語“第1級”定義為提供高容量的中等效能儲存裝置類，它們可包含有中等效能介面的磁碟機。用語“第2級”定義為最低效能儲存裝置類，它們可包含有最低效能介面的歸檔裝置，例如磁帶儲存裝置或光學媒體儲存裝置。應瞭解，儘管本發明的描述使用3個層級以便解釋其操作，然而其他具體實作可定義任意多個層級。許多應用通常有多個層級，不過，也可有超過3種的不同儲存層級數以應付其他效能或資料保護準則，或其他儲存媒體類型，例如儲存級記憶體(SCM)，或其他新興記憶體技術(亦即，相變、自旋可編程(spin-programmable)、憶阻器(memristor)及其它類似技術)。

用語“帶內(in-band)”定義為一種用主介面傳達系統管理訊息藉此消耗主介面的一些帶寬的消息處理方法(messaging methodology)。用語“帶外(out-of-band)”定義為一種用除主介面以外的構件傳達系統管理訊息藉此不消耗主介面的帶寬的消息處理方法。

關於層級式儲存，用語“升級”的定義是意指通過實際使目標資料移到與較高效能層級關連的較高效能儲存裝置而使目標資料由一個效能層級傳輸到較高效能層級。關於層級式儲存，用語“降級”的定義是意指通過實際使目標資料移到與較低效能層級關連的較低效能儲存裝置而使目標資料由一個效能層級傳輸到較低效能層級。

如用於本申請案的用語“相稱”定義為適用於資料使用頻率的效能水準，藉此用於常用資料的高效能儲存裝置與用於不常用資料的低效能儲存裝置。如用於本申請案的用語“自主”的定義為意指層級式資料儲存系統不需要任何外部主機資源的協助或允許以使目標資料升級或降級。

第1圖根據本發明的具體實施例圖示層級式資料儲存系統100的功能方塊圖。層級式資料儲存系統100的功能方塊圖描繪系統介面102，例如個人電腦快速介面(PCI-e)^TM，通用串列匯流排(USB)^TM，Thunderbolt^TM。系統介面102可耦合至命令處理程式104。

命令處理程式104定義為硬體加速器，用以解碼及執行通過系統介面102所接收的命令。例如，命令處理程式104可為組合邏輯、程式定序器、順序狀態機的混合物。命令處理程式104管理源自系統介面102之命令的接收，解碼命令，管理命令的執行，以及用系統介面102做任何事務的錯誤管理及復原。

命令處理程式104可耦合至儲存處理器106，例如微處理器，或嵌入微電腦。儲存處理器106控制層級式資料儲存系統100的整體操作而不涉及來自主機介面102的每一個資料傳輸請求。儲存處理器106可以被中斷驅動、輪詢操作或其組合。該儲存處理器可用分級政策暫存器108引導。分級政策暫存器108可為包含規則的暫存器陣列或非揮發性記憶體，這些規則與通過系統介面102傳輸的資料的儲存關連。分級政策暫存器108的規則可與主機中央處理單元(未圖示)預先協商。

儲存處理器106可提供與主機中央處理單元(未圖示)的帶內或帶外管理介面(未圖示)，以修改分級政策暫存器108的政策或其他參數。此介面可使用例如廠商特定“SMART”命令的方法經由先進主機電腦介面(AHCI)或其他構件以與儲存處理器106通信。

映射暫存器110可為被儲存處理器106存取的暫存器陣列或非揮發性記憶體，以便管理通過系統介面102傳輸之資料的儲存位置及存取。映射暫存器110可保存事務記錄111，例如通過系統介面102傳輸之資料的虛擬至實體區塊映射及存取區塊次數及頻率統計量。

儲存處理器106與映射暫存器110之間的互動可時刻監視通過系統介面102傳輸之資料是否應基於分級政策暫存器108予以升級或降級。基於分級政策暫存器108的規則，儲存處理器106可決定通過系統介面102傳輸之資料應搬遷到效能與進入映射暫存器110之存取次數 及類型相稱的儲存裝置(未圖示)。

在決定升級或降級時，儲存處理器106可考慮讀寫於分配區塊的事務記錄111，包括優先權、分配給邏輯磁片機的分級水準、任何鎖定參數、以及所用的任何固態驅動器(SSD)的磨損程度。

邏輯區塊位址匹配區塊112耦合於命令處理程式104與映射暫存器110之間。邏輯區塊位址匹配區塊112可把主機虛擬區塊請求轉譯成實體裝置或其他虛擬裝置請求以及迅速地識別映射暫存器110是否引用通過系統介面102收到的資料區塊。邏輯區塊位址匹配區塊112可更新映射暫存器110而不被儲存處理器106干預。

映射暫存器110接受來自邏輯區塊位址匹配區塊112的主機虛擬邏輯區塊位址以及查找主機虛擬邏輯區塊位址映射至哪一個實體磁片，然後判斷在特定實體磁片內的哪一頁及偏移量。或者，該實體磁片可為虛擬磁片，例如兩個實體磁片的RAID 1集合。邏輯區塊位址匹配區塊112用查找功能把主機虛擬邏輯區塊位址轉換成實體磁片頁及偏移量。

命令處理程式104可耦合至層級式儲存引擎114。層級式儲存引擎114可接收直接來自命令處理程式104的輸入，用以儲存或存取通過系統介面102傳輸之資料的區塊。層級式儲存引擎114視需要可保存通過系統介面102傳輸之資料於本地快閃記憶體116中，例如動態隨機存取記憶體(DRAM)快閃記憶體。本地快閃記憶體116 為層級式資料儲存系統100的視需要附加物，如果不用它的話，層級式儲存引擎114可直接傳輸資料至儲存裝置(未圖示)，例如串列先進技術附接(SATA)磁碟機(未圖示)。如果使用本地快閃記憶體116，層級式儲存引擎114可保存資料於本地快閃記憶體116中，以便判斷資料的適當效能水準裝置或將通過系統介面102傳輸之資料直接傳輸至儲存裝置。

層級式儲存引擎114通過儲存器埠118可存取SATA磁碟機，SAS磁碟機，或PCI-e附接式磁碟機。儲存器埠118可包含支援硬體，例如緩衝器、命令產生器及介面定序器，以便由本地快閃記憶體116或者是系統介面102傳輸資料至用以儲存的SATA磁碟機。在通過系統介面102存取資料時，命令處理程式104傳達該操作給邏輯區塊位址匹配區塊112，以便更新映射暫存器110中對於該資料區塊的事務記錄111。

在映射暫存器110已收集事務記錄111(其關於資料區塊使用量超過儲存於分級政策暫存器108的極限)時，儲存處理器106可初始化資料區塊至不同效能裝置(未圖示)的移動，該不同效能裝置可通過一組儲存器埠120加以存取。由儲存處理器106初始化的資料區塊移動可儲存資料區塊於儲存元件(未圖示)的適當層級中。儲存元件的層級可用儲存元件的效能區隔。

已發現，通過儲存資料區塊於提供效能與資料區塊使用模式相稱的儲存元件，層級式資料儲存系統 100可維持最佳系統效能。資料區塊使用量可用邏輯區塊位址匹配區塊112及映射暫存器110監視。基於資料區塊使用量的增減，儲存處理器106可升級或降級特定層級的資料。在通過系統介面102執行主機請求的資料傳輸後，儲存處理器106可立即升級或降級該資料區塊。

第2圖的功能方塊圖圖示第1圖的層級式資料儲存系統100的系統應用201。系統應用201的功能方塊圖描繪安裝於主機電腦202(例如，伺服器或工作站)內的層級式資料儲存系統100，主機電腦202至少由主機中央處理單元204、耦合至主機中央處理單元204的主機記憶體206、及主機匯流排控制器208組成。主機匯流排控制器208提供允許主機電腦202使用層級式資料儲存系統100的主機介面匯流排214。應瞭解，在有些實作中，主機匯流排控制器208的功能可由主機中央處理單元204提供。

層級式資料儲存系統100包含層級式儲存引擎114與視需要的本地快閃記憶體116。層級式資料儲存系統100可耦合至固態盤210，例如有周邊介面系統的基於非揮發性記憶體的儲存裝置，或非揮發性記憶體212，例如用於擴充或延伸型非揮發性系統記憶體的內部記憶體卡。

層級式資料儲存系統100也可耦合至可安裝於主機電腦202內、主機電腦202外或其組合的硬碟驅動器(HDD)216。固態盤210、非揮發性記憶體212及硬碟驅動器216都可視為直接附接儲存(DAS)裝置。

層級式資料儲存系統100也可支援用於耦合局域網路(LAN)220或儲存區域網路(SAN)的網路附接埠218。網路附接埠218可供存取網路附接儲存(NAS)裝置222。儘管網路附接儲存裝置222以硬碟驅動器圖示，然而這只是範例。應瞭解，網路附接儲存裝置222可包括磁帶儲存器(未圖示)，以及與固態盤210、非揮發性記憶體212、或硬碟驅動器216一樣地通過網路附接埠218來存取的儲存裝置。

層級式資料儲存系統100可附接至主機介面匯流排214，主機介面匯流排214是用於經由電纜224通過例如第1圖的串列先進技術附接(SATA)、串列式SCSI(SAS)或個人電腦快速介面(PCI-e)附接式儲存裝置的儲存器埠120組存取及對接多個直接附接儲存(DAS)裝置。層級式儲存引擎114及本地快閃記憶體116使得層級式資料儲存系統100能夠滿足主機電腦202所提供的資料的效能要求以及儲存該等資料於有相稱效能的固態盤210、快閃記憶體212或硬碟驅動器216中。

已發現，層級式資料儲存系統100可管理主機電腦202所提供的資料，以便通過移動指定資料至有較低效能的儲存裝置來控制最高效能儲存裝置用於最常用資料的利用率。應瞭解，有小於最高效能以及較高卷宗容量的儲存裝置每百萬位元組有比較不貴的成本。通過儲存資料於效能與資料使用模式相稱的儲存裝置中，可有效利用最高效能儲存裝置的可用容量。

第3圖根據本發明的第二具體實施例圖示層級式資料儲存系統300的系統應用301的功能方塊圖。層級式資料儲存系統300的系統應用301的功能方塊圖描繪有與層級式資料儲存系統300的系統介面306耦合的介面電纜304的主機電腦302。應瞭解，層級式資料儲存系統300可為有獨立外殼及電源供應器的獨立系統，或可在與主機電腦302相同的外殼內整合，例如刀鋒伺服器外殼。

介面電纜304通過系統介面306可提供主機電腦302與層級式資料儲存系統300之間的通信路徑。系統介面306可包含先進主機電腦介面(AHCI)、非揮發性記憶體主機電腦介面(NVMHCI)、延伸非揮發性記憶體主機電腦介面(NVMe)、透過PCI-e(SOP)的小電腦系統介面(SCSI)，或利用協定(例如，SCSI)的介面。

視需要，可附接基本輸入輸出系統(BIOS)308，例如唯讀記憶體或快閃記憶體裝置。附接BIOS 308提供層級式資料儲存系統300的系統可開機環境，或可提供可開機程式給主機電腦302。

系統介面306可耦合至層級式儲存處理器310用於執行層級式儲存功能，收集資料區塊的事務記錄111(第1圖)，儲存在臨時效能層級的資料區塊，以及基於事務記錄111使資料區塊升級或降級至不同效能層級或執行其他功能，例如區塊層次卷宗快照功能。層級式儲存處理器310可實作成為專用硬體邏輯閘及狀態邏輯，微編碼硬體引擎，或通用中央處理單元，其具有專用於主機電腦 系統或可用它重新編程的介面邏輯以執行不同類型儲存處理或分級功能。

層級式儲存處理器310可耦合至本地快閃記憶體116，其視需要提供層級式儲存處理器310的本地快閃記憶體。本地快閃記憶體116可包含視需要的功率損耗保護電路(未圖示)例如，備用電池或非揮發性固態記憶體等效物。

層級式儲存處理器310可耦合至通過電纜224存取硬碟驅動器216的直接附接儲存(DAS)介面312。應瞭解，硬碟驅動器216皆僅作範例，以及直接附接儲存器介面312可耦合至串列先進技術附接(SATA)磁碟機、串列式SCSI(SAS)磁碟機、或PCI-e小形狀因數(form factor)儲存裝置。

層級式儲存處理器310可耦合至網路附接儲存(NAS)介面，該介面通過網路附接埠218可提供用以耦合局域網路(LAN)220或儲存區域網路(SAN)的連接線。網路附接埠218可供存取第2圖的網路附接儲存(NAS)裝置222。應瞭解，網路附接儲存裝置222可包括通過網路附接埠218存取的磁帶儲存器(未圖示)、固態盤210、快閃記憶體212、或硬碟驅動器216。

層級式儲存處理器310可耦合至網路配接器314。通過用以耦合局域網路(LAN)220或儲存區域網路(SAN)的網路附接埠218，可耦合網路配接器314。應瞭解，局域網路220可供存取可用於層級式資料儲存系統300的 附加儲存裝置(未圖示)。

層級式儲存處理器310可耦合至快閃介面316供存取SATA儲存裝置、SAS儲存裝置、或可為固態驅動器318的PCI-e附接式儲存裝置。固態驅動器318經由電纜224連接或可用模組(未圖示)直接嵌設於層級式資料儲存系統300上或直接裝上固態驅動器318的元件(未圖示)，以便提供本地高效能儲存層級或混合層級加上用於其他儲存層級的資料快閃記憶體。應瞭解，耦合至快閃介面316的儲存裝置可為固態驅動器318或任何其他基於非揮發性記憶體之儲存裝置(未圖示)。

已發現，層級式資料儲存系統300可當獨立周邊裝置操作，以管理主機電腦202所提供的資料以便通過移動指定資料至有較低效能之儲存裝置來控制最高效能儲存裝置用於最常用資料的利用率。應瞭解，有小於最高效能以及較高卷宗容量的儲存裝置每百萬位元組有比較不貴的成本。通過儲存資料於效能與資料使用頻率相稱的儲存裝置中，可有效利用最高效能儲存裝置的可用容量。

第4圖的功能方塊圖圖示由層級式資料儲存系統100管理的層級式儲存陣列401。層級式儲存陣列401的功能方塊圖描繪有至個人電腦介面匯流排(PCI-e)或主機本地匯流排之介面連接線402的層級式資料儲存系統100。

介面連接線402可傳達主機命令404，例如先進主機電腦介面(AHCI)命令、SOP命令、NVMe命令， 以及至層級式資料儲存系統100的主機資料區塊406。延伸快閃記憶體408，例如隨機存取記憶體，可耦合至層級式資料儲存系統100。為了保護保存於延伸快閃記憶體408中的任何主機資料區塊406，備用電池410可附接至延伸快閃記憶體408的緊急備用電源。延伸快閃記憶體408與第1圖的儲存處理器106也可視需要用來管理及儲存延伸快閃記憶體408以便記錄事務記錄111(第1圖)於主機資料區塊406上。視需要提供備用電池410以在操作期間停電的情形下維持延伸快閃記憶體408的完整性。

層級式資料儲存系統100用電纜224或底板連接線(未圖示)耦合至第0級412的最高效能儲存裝置414，例如固態盤。最高效能儲存裝置414有能力在讀出頭定位於儲存資料不招致機械延遲的情形下維持所有儲存系統常見的檔案系統結構。

層級式資料儲存系統100可通過介面連接線402由延伸快閃記憶體408或直接由主機記憶體206(第2圖)取回主機資料區塊406，以及傳輸儲存資料418至第0級412。儲存資料418的傳輸可包括用串列式SCSI(SAS)命令420、基於SAS的SATA隧道協定(STP)422、或用來自諸如SATA、NVMe、PCI-e或SOP之介面的其他儲存器介面命令傳達。層級式資料儲存系統100可判斷儲存資料418的事務記錄111表示效能要求無法辨明第0級412上的消費空間以及在儲存處理器106(第1圖)的控制下可移動資料至第1級424或者是第2級426。

應瞭解，層級式資料儲存系統100的層級數及定義可不同。可實現按照由最高效能儲存裝置414至最慢儲存裝置(未圖示)之排序的任意多個層級。在引進新版本的最高效能儲存裝置414時，它們可移動現有版本的最高效能儲存裝置414到較低效能層級。

第1級424可包含中速儲存裝置428，例如串列式SCSI(SAS)磁片或串列先進技術附接(SATA)磁片。儘管中速儲存裝置428的效能小於最高效能儲存裝置414，然而它們可以減少每百萬位元組的成本而提供明顯更多的容量。中速儲存裝置428可具有比最高效能儲存裝置414還慢的回應時間，因為它們必須於同心資料磁軌上機械定位讀出頭以便存取儲存資料418。

第2級426可包含歸檔裝置430，例如較低效能的磁碟機、磁帶驅動器、光學儲存驅動器。由於定位或與媒體互動需要時間，歸檔裝置430可能提供最低效能。與最高效能儲存裝置414及中速儲存裝置428相比，這些裝置通常每百萬位元組有極低的儲存容量成本但是可提供極高的容量。

儘管只圖示兩個最高效能儲存裝置414及兩個中速儲存裝置428，然而應瞭解，這是範例以及任何適當數目的最高效能儲存裝置414及中速儲存裝置428可耦合至層級式資料儲存系統100。

已發現，層級式資料儲存系統100提供存取最高效能儲存裝置414、中速儲存裝置428以及在主機電 腦302不安裝軟體驅動器的情形下通過介面連接線402存取主機電腦302的歸檔裝置430(第3圖)。這提供以下超越專屬介面的價值：在主機電腦302的現有組態下，使用者可安裝層級式資料儲存系統100，而不需要重新組態作業系統，以及層級式資料儲存系統100也與所有標準X86伺服器、工作站及PC無縫地工作而獨立於它們所用的作業系統，例如VMware ESXi^TM、OSX^TM、Solaris X86^TM、Linux^TM以及Windows^TM。

也已發現，層級式資料儲存系統100可監視儲存資料418的事務記錄111，以便判斷儲存資料是否可移到第0級412、第1級424或第2級426以提供效能與儲存資料418之使用相稱的儲存裝置。層級式資料儲存系統100移動在第0級412、第1級424或第2級426之間的儲存資料的能力可優化第0級412的容量使用以及改善整體系統效能。

應瞭解，為了便於瞭解，只以3個層級為範例描述附圖及說明。可基於媒體類型、連結、寫入耐久度(write endurance)、資料保護水準或效能來實現任意多個層級。

第5圖的流程圖圖示用層級式資料儲存系統100(第1圖)執行的主機讀取命令501。主機讀取命令501的流程圖描繪進入讀取命令接收區塊504的主機讀取輸入項502。讀取命令接收區塊504用第1圖的命令處理程式104初始化。

在事務記錄區塊506的匹配LBA中，命令處理程式104可啟動第1圖的邏輯區塊位址匹配區塊112以便存取第1圖的映射暫存器110。然後，流程繼續啟動儲存資料移至快閃記憶體區塊508與更新LBA事務記錄區塊510。視需要可略過儲存資料移至快閃記憶體區塊508，在這種情形下，流程隨後進入傳輸資料至主機區塊512。

第1圖的層級式資料儲存系統100可劃分處理以便並行執行這兩條流程圖路徑。第1圖的層級式儲存引擎114可執行資料傳輸至第1圖的系統介面102，同時第1圖的儲存處理器106可管理第1圖的事務記錄111，以及可能需要處理層級的任何改變。流程的描述會討論初始由層級式儲存引擎114執行的部份，然而應瞭解，這兩個流程部份可並行執行。

層級式儲存引擎114所執行的流程進入儲存資料移至快閃記憶體區塊508或經由系統介面102直接進入主機記憶體。在流程的這個區塊中，若使用快閃記憶體，層級式儲存引擎114使用命令處理程式104所提供的訊息以存取第0級412(第4圖)、第1級424(第4圖)、或第2級426(第4圖)，以及傳輸儲存資料418(第4圖)至本地快閃記憶體116(第1圖)。然後，流程進入傳輸資料至主機區塊512。

層級式儲存引擎114可通過本地快閃記憶體116傳輸資料至系統介面102用以傳輸至主機電腦302(第3圖)。在傳輸完成時，流程進入發送狀態區塊514，其 中層級式儲存引擎114可提供結束狀態(ending status)給系統介面102用以傳輸該狀態給主機電腦302。然後，流程進入退出區塊516以結束層級式儲存引擎114的執行。

同時，儲存處理器106所執行的流程進入更新LBA事務記錄區塊510。邏輯區塊位址匹配區塊112可強迫更新與來自命令處理程式104之邏輯區塊位址關連的虛擬至實體映射及統計。儲存處理器106可由映射暫存器110(第1圖)取回事務記錄111，以及由保存儲存資料418之第0級412、第1級424或第2級426的分級政策暫存器108取回訊息。

然後，流程進入閥值檢查區塊518。該儲存處理器可比較由映射暫存器110取回的事務記錄111與讀取自分級政策暫存器108的準則，以判斷是否已超過第0級412、第1級424或第2級426中有儲存資料418位於其中之一關連者的閥值。如果沒有超過閥值，則儲存處理器106會引導流程至退出區塊516以結束儲存處理器106的執行。

如果超過閥值，則流程進入決定新層級區塊520。儲存處理器106可判斷儲存資料418是否應升級或降級至第0級412、第1級424或第2級426。然後，流程進入移動儲存資料區塊522，其中儲存資料讀自舊位置以及寫到第0級412、第1級424或第2級426中之一適當者。或者，在支援硬體結構中可以旗標標示儲存資料用以延遲處理儲存資料的搬遷。然後，儲存資料418寫到第0 級412、第1級424或第2級426中之一適當者的新位置。

儲存處理器106所執行的流程接著進入移除舊層級區塊524之資料，其中儲存處理器自第0級412、第1級424或第2級426中之一原始適當者移除儲存資料418。然後，流程進入更新記錄區塊526，其中儲存處理器106更新用於儲存資料418的映射暫存器110輸入項以指示第0級412、第1級424或第2級426中之該適當者的一適當者的新位置以及重設或調整映射暫存器110中的事務記錄111。然後，流程進入退出區塊516以結束儲存處理器106的執行。

第6圖的流程圖圖示由層級式資料儲存系統100(第1圖)執行的主機寫入命令601。主機寫入命令601的流程圖描繪進入寫入命令接收區塊604的主機寫入輸入項602。寫入命令接收區塊604用命令處理程式104(第1圖)初始化。

在事務記錄區塊606的匹配LBA中，命令處理程式104可啟動邏輯區塊位址匹配區塊112(第1圖)以便存取映射暫存器110(第1圖)。然後，流程繼續啟動移動主機資料至快閃記憶體區塊608及更新LBA事務記錄區塊510兩者。或者，若不使用本地快閃記憶體116，則流程可繞過步驟608以及直接進入傳輸資料至層級區塊612，以便在備妥按規定路線發送至適當層級時，經由系統介面102(第1圖)直接傳輸來自主機記憶體206(第2圖)的資料。

層級式資料儲存系統100(第1圖)可劃分處理以便並行執行這兩條流程圖路徑。層級式儲存引擎114(第1圖)可執行來自系統介面102(第1圖)的資料傳輸，同時儲存處理器106(第1圖)可管理事務記錄111(第1圖)，以及可能需要處理層級的任何改變。流程的描述會討論初始由層級式儲存引擎114執行的部份，然而應瞭解，這兩個流程部份可並行執行。

如果按需要實現本地快閃記憶體116(第1圖)，層級式儲存引擎114所執行的流程進入移動主機資料至快閃記憶體區塊608。在流程的這個區塊中，層級式儲存引擎114使用命令處理程式104所提供的訊息以傳輸主機資料區塊406(第4圖)進入本地快閃記憶體116以準備寫入第0級412(第4圖)、第1級424(第4圖)或第2級426(第4圖)。層級式儲存引擎114可存取系統介面102用以傳輸自主機電腦302(第3圖)。在傳輸完成時，流程進入傳輸資料至層級區塊612。

層級式儲存引擎114可通過本地快閃記憶體116傳輸資料至第0級412、第1級424或第2級426中之一選定者作為儲存資料418(第4圖)。在資料傳輸完成時，流程進入發送狀態區塊614，其中層級式儲存引擎114可提供結束狀態給系統介面102用以傳輸該狀態給主機電腦302。然後，流程進入退出區塊616以結束層級式儲存引擎114的執行。

同時，儲存處理器106所執行的流程進入更 新LBA事務記錄區塊510。應瞭解，儲存處理器106執行寫入命令601的方法可與它執行讀取命令501(第5圖)的相同。邏輯區塊位址匹配區塊112可強迫更新與來自命令處理程式104之邏輯區塊位址關連的事務記錄111。儲存處理器106可由映射暫存器110(第1圖)取回事務記錄111，以及由保存儲存資料418之第0級412、第1級424或第2級426的分級政策暫存器108取回訊息。

然後，流程進入閥值檢查區塊518。該儲存處理器可比較由映射暫存器110取回的事務記錄111與讀自分級政策暫存器108的準則以判斷是否已超過第0級412、第1級424或第2級426中有儲存資料418位於其中之一關連者的閥值。如果沒有超過閥值，儲存處理器106會引導流程至退出區塊616以結束儲存處理器106的執行。

如果超過閥值，則儲存處理器106的流程進入決定新層級區塊520。儲存處理器106可判斷儲存資料418是否應升級或降級至第0級412、第1級424或第2級426。然後，流程進入移動儲存資料區塊522，其中儲存資料讀自舊位置以及寫到第0級412、第1級424或第2級426中之一適當者。然後，儲存資料418寫到第0級412、第1級424或第2級426中之一適當者的新位置。

儲存處理器106所執行的流程接著進入移除舊層級區塊524之資料，其中儲存處理器自第0級412、第1級424或第2級426中之一原始適當者移除儲存資料418。然後，流程進入更新記錄區塊526，其中儲存處理器 106更新用於儲存資料418的映射暫存器110輸入項，以指示第0級412、第1級424或第2級426中之該適當者的一適當者的新位置以及重設映射暫存器110中的事務記錄111。然後，流程進入退出區塊616以結束儲存處理器106的執行。

第7圖圖示有層級式資料儲存系統300之虛擬化視圖的電腦系統701。有層級式資料儲存系統300之虛擬化視圖的該電腦描繪有耦合至層級式資料儲存系統300之介面電纜304的主機電腦302。虛擬化儲存器介面702允許主機電腦302偵測當作有單一儲存元件704的層級式資料儲存系統300。

層級式資料儲存系統300可自主管理第0級412、第1級424及第2級426以便提供與資料之使用相稱的優化效能。對於常常讀取的資料，層級式資料儲存系統300可使資料位於第0級412。以及對於寫入一次而很少讀取的資料，層級式資料儲存系統300可使資料位於第2級426。

層級式資料儲存系統300初始可能儲存資料於第1級424以及視需要保持副本於本地快閃記憶體116(第1圖)中，以便產生資料的事務記錄111(第1圖)。一旦產生適當的歷史，在沒有主機電腦302的知識或協助下，層級式資料儲存系統300可使儲存資料418(第4圖)升級或降級至第0級412、第1級424或第2級426中之一適當者。

已發現，層級式資料儲存系統300可當作在 伺服器、工作站或PC內部的周邊裝置或當作獨立外部裝置操作以管理主機電腦302所提供的資料以便通過移動指定資料至有較低效能之儲存裝置來控制最高效能儲存裝置用於最常用資料的利用率。應瞭解，有小於最高效能以及較高卷宗容量的儲存裝置每百萬位元組有比較不貴的成本。通過儲存資料於效能與資料使用模式相稱的儲存裝置中，可有效利用最高效能儲存裝置的可用容量。此外，通過實現使用系統介面102(例如，AHCI、SOP或NVMe)的層級式資料儲存系統300，層級式資料儲存系統300會在大部份的作業系統中工作而作業系統或其驅動程式不需要做任何改變。此外此時有可能不中斷地提升目前裝好的系統以及為伺服器或虛擬伺服器環境加上分級不需要複雜的步驟。

第8圖圖示層級式資料儲存系統100(第1圖)的架構方塊圖。層級式資料儲存系統100的架構方塊圖描繪有通道802(例如，虛擬通道或可定址埠)的系統介面102用於接收主機資料區塊406。該儲存處理器可與命令處理程式104、映射暫存器110、層級式儲存引擎114、本地快閃記憶體116、延伸快閃記憶體及備用電池408、及分級政策暫存器108互動。視需要可省略本地快閃記憶體116、延伸快閃記憶體及備用電池408。

直接附接儲存器介面312可包含儲存資料418的暫存器。直接附接儲存器介面312可耦合至各自為第0級412(第4圖)，第1級424(第4圖)或第2級426(第4 圖)的最高效能儲存裝置414、中速儲存裝置428或歸檔裝置430。

直接附接儲存器介面312經圖示成每個埠有單一儲存裝置，但是這只是範例，以及任意多個儲存裝置可耦合至直接附接儲存器介面312。選項唯讀記憶體(option read only memory)308經圖示成其耦合至系統介面102，但是這只是範例，因為應瞭解，選項唯讀記憶體308可耦合至儲存處理器106或層級式儲存引擎114。

第9圖圖示層級式資料儲存系統100之系統應用901的方塊圖。系統應用901的方塊圖描繪層級式資料儲存系統100，例如有分級積體電路902的主機匯流排配接器(HBA)。

分級積體電路902包含系統介面102、層級式儲存處理器310、周邊控制器904(例如，PCI-express匯流排控制器)、以及緩衝區管理器906。分級積體電路902可耦合至直接附接儲存器介面312、映射暫存器110、分級政策暫存器108、以及有獨立硬碟(RAID)功能908的集成隨機陣列。

已發現，分級積體電路902可提供高度集成及小型化版本的層級式資料儲存系統100，同時提供改變直接附接儲存器介面312或集成RAID功能908的彈性以便支援不同的磁碟機技術，例如光纖通道或iSCSI。

第10圖的流程圖圖示層級式資料儲存系統100的背景搜索(background scan)1001。背景搜索1001的流 程圖描繪映射暫存器搜索輸入項1002，其初始化由儲存處理器106(第1圖)進行的背景輪詢處理。流程立即進入設定指標至起點區塊1004。

儲存處理器106可定址映射暫存器110(第1圖)的初始頁。儲存處理器106可讀取映射暫存器110之目前定址頁的事務記錄111(第1圖)。然後，流程進入檢查閥值區域1006。

檢查閥值區域1006要求儲存處理器106讀取分級政策暫存器108的內容以便比較目前定址頁的事務記錄111。檢查閥值區域1006可判斷事務記錄111是否超過由分級政策暫存器108之內容建立的極限。分級政策暫存器108的內容可建立條列於映射暫存器110之目前定址頁上之資料的邏輯區塊是否應留在目前的層級，升級至較高效能層級，或降級至較低效能層級。

如果檢查閥值區域1006確定超過閥值，則流程進入決定新層級區塊1008。在決定新層級區塊1008中，儲存處理器106的比較結果用來決定資料的邏輯區塊應該移到那一個層級以便儲存於有相稱效能的層級。然後，流程進入移動資料區塊1010。

移動資料區塊1010可添加資料的邏輯區塊至由硬體支援結構(未圖示)移動的佇列，或者是實際用儲存處理器106搬遷。在沒有主機電腦302(第3圖)的任何協助或知識下，移動資料區塊1010可作為背景處理的一部份升級或降級資料的邏輯區塊。

流程不繼續直到資料的邏輯區塊已移到新的層級。當資料的邏輯區塊移到新的層級時，流程進入移除資料區塊1012。在此，儲存處理器106可自原始層級移除資料的邏輯區塊。通過抹除資料之邏輯區塊的內容或更新目錄，儲存處理器106可移除資料的邏輯區塊。

然後，流程進入更新映射暫存器區塊1014。儲存處理器106可更新映射暫存器110中的事務記錄111以指示資料的邏輯區塊已移到新層級。

然後，流程進入指標加一區塊1016，其中儲存處理器106定址映射暫存器110中的後續頁。指標加一區塊1016也是流程的終點，如果檢查閥值區域1006確定沒有超過資料之邏輯區塊的閥值以及資料的邏輯區塊應留在目前層級的話。然後，流程進入檢查所有頁搜索區塊1018。

如果儲存處理器106確定指標正定址超出最後一頁，則流程進入退出1020。如果儲存處理器106確定指標未定址超出最後一頁，則流程回到檢查閥值區域1006，以便繼續搜索在下一頁位置的事務記錄111(第1圖)。

第11圖的功能方塊圖圖示在快照操作1101的層級式資料儲存系統100。層級式資料儲存系統100的功能方塊圖描繪在層級式資料儲存系統100內的第0級412、第1級424及第2級426。儘管第0級412、第1級424及第2級426的儲存裝置總容量可用於層級式資料儲存系統100，然而總容量中只有一部份可用於主機電腦302 (第3圖)。

儲存處理器106可執行數種以資料遷移及保護為基礎的方案，例如建立整卷快照用於建立在層級式資料儲存系統100中容易復原的資料後續時間點副本。

主機儲存元件1102可包含總容量中可用於主機電腦302的部份。保留快照容量1104用以儲存快照資料1106，例如資料及元資料的增量卷宗變化供備份及復原用。

例如，主機邏輯區塊1108可寫入主機儲存元件1102。在寫入操作期間，反映寫入前主機邏輯區塊1108之內容的快照區塊1110可存入快照容量1104。快照操作1101以預定時間間隔1112重複，以及儲存所有的快照資料1106於快照池區1114中。

來自預定時間間隔112中之任一特定者的快照資料1106可用來再生主機儲存元件1102在儲存快照資料1106時一樣的完整內容。應瞭解，任意多個快照資料1106可存入快照池區(snapshot pool area)1114。快照池區1114可以迴圈佇列(circular queue)方式操作以便提供可恢復狀態的固定時段。此外，快照資料1106、快照池1114及原始卷宗1102全部或部份駐留於層級412、424及426中之任一者上，這取決於彼等的相對活動水準以及根據第1圖的分級政策108。

在取得快照資料1106的每一點處，元資料記錄主機儲存元件1102由前一個快照資料1106直到該時 間點的變化。萬一主機電腦302初始化資料復原，則儲存處理器106可更新映射暫存器110(第1圖)，以暫時匹配預定時間間隔1112中對應至感興趣區域以及提交作為唯讀卷宗之主機儲存元件1102給作為替代主機儲存元件(未圖示)之主機電腦302的快照資料1106用於恢復或檢查處於較早狀態的原始卷宗。或者，儲存處理器106可永久更新映射暫存器110以使快照資料1106的所欲副本成為目前工作的主機儲存元件1102新副本。

第12圖的流程圖根據本發明另一具體實施例圖示操作層級式資料儲存系統100的方法1200。方法1200包含下列步驟：在區塊1202，致能系統介面，以接收主機命令；在區塊1204，更新映射暫存器，以監視用於該等主機命令之邏輯區塊位址的事務記錄，包括將主機虛擬區塊位址轉譯為用於數個儲存裝置的實體位址；在區塊1206，用儲存處理器存取該映射暫存器，以比較該等事務記錄與分級政策暫存器；以及區塊1208，致能層級式儲存引擎，以用該系統介面傳輸數個主機資料區塊，以及如果該儲存處理器確定該等事務記錄超過該分級政策暫存器，則並行地傳輸於第0級、第1級或第2級之間。

因此，已發現，本發明的層級式資料儲存系統及裝置或產品提供重要而且在此之前未知及無法取得的解決方案、性能及功能方面用以操作層級式資料儲存系統供優化層級式資料儲存系統效能而不需要載入特定於層級式資料儲存系統的軟體驅動器。

所得到的方法、製程、設備、裝置、產品及/或系統簡單易懂、有成本效益、不複雜、高度通用、準確、敏感及有效，而且具體實作可通過修改習知元件供輕易、有效及經濟地製造、應用及使用。

本發明的另一重要方面在於有價值地支援及服務節省成本、簡化系統及提高效能的歷史趨勢。

結果，本發明以上及其它有價值的方面可促進技術狀態至少到下一個階段。

儘管已結合特定的最佳樣式來描述本發明，顯然熟諳此藝者基於上述說明應瞭解，仍有許多替代、修改及變體。因此，希望所有的替代、修改及變體皆落入隨附申請專利範圍的範疇。所有迄今為止在本文及附圖中提及的事項應被解釋成只是用來做圖解說明而沒有限定本發明的意思。

1200‧‧‧方法

1202‧‧‧區塊

1204‧‧‧區塊

1206‧‧‧區塊

1208‧‧‧區塊

Claims (20)

1. 一種操作資料儲存系統的方法，其包含：致能系統介面，以接收主機命令；更新映射暫存器，以監視用於該主機命令的邏輯區塊位址的事務記錄，包括將主機虛擬區塊位址轉譯為用於儲存裝置的實體位址；用儲存處理器存取該映射暫存器，以比較該事務記錄與分級政策暫存器；以及致能層級式儲存引擎，以用該系統介面傳輸主機資料區塊，以及如果該儲存處理器確定該事務記錄超過該分級政策暫存器，則並行地傳輸於第0級、第1級或第2級之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中用該系統介面傳輸該主機資料區塊包括：用該層級式儲存引擎存取儲存器埠；以及傳輸儲存資料通過該儲存器埠，包括用該層級式儲存引擎將該儲存資料移到該儲存器介面。
3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，復包括存取耦合至該層級式儲存引擎的本地快閃記憶體，以傳輸於儲存資料與該主機資料區塊之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，復包括用該系統介面啟動命令處理程式，以執行該主機命令。
5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，復包括擷取主機儲存元件的完整卷宗的快照資料，該主機儲存元件有 該第0級、該第1級、該第2級或其組合的一部份。
6. 一種操作資料儲存系統的方法，其包含：致能系統介面，以接收主機命令，包括組態用於第0級、第1級和第2級的儲存器埠的區塊；更新映射暫存器，以監視用於該主機命令的邏輯區塊位址的事務記錄，包括識別該第0級、該第1級和該第2級中的儲存位置；用儲存處理器存取該映射暫存器，以比較該事務記錄與分級政策暫存器；以及致能層級式儲存引擎，以用該系統介面傳輸主機資料區塊，以及如果該儲存處理器確定該事務記錄超過該分級政策暫存器，則並行地傳輸於第0級、第1級或第2級之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中用該系統介面傳輸該主機資料區塊包括：用該層級式儲存引擎存取儲存器埠，包括從組態用於該第0級、該第1級或該第2級的儲存器埠的區塊選擇；以及傳輸儲存資料通過該儲存器埠，包括用該層級式儲存引擎將該儲存資料移到該儲存器介面。
8. 如申請專利範圍第6項所述的方法，復包括存取耦合至該層級式儲存引擎的本地快閃記憶體，以傳輸於儲存資料與該主機資料區塊之間，包括組態儲存器埠，以傳輸該儲存資料。
9. 如申請專利範圍第6項所述的方法，復包括用該系統介面啟動命令處理程式，以執行該主機命令，包括啟動邏輯區塊位址匹配區塊，以更新用於該主機命令的該事務記錄。
10. 如申請專利範圍第6項所述的方法，復包括擷取主機儲存元件的完整卷宗的快照資料，該主機儲存元件有該第0級、該第1級、該第2級或其組合的一部份，包括提供快照池區，以用該儲存處理器儲存該快照資料。
11. 一種資料儲存系統，其包含：系統介面，用於接收主機命令；映射暫存器，用該系統介面定址，以監視用於該主機命令的邏輯區塊位址的事務記錄，其包含被轉譯為儲存裝置的實體位址的主機虛擬區塊位址；儲存處理器，耦合至該映射暫存器，以比較該事務記錄與分級政策暫存器；以及層級式儲存引擎，耦合至該儲存處理器，以用該系統介面傳輸主機資料區塊，以及如果該儲存處理器確定該事務記錄超過該分級政策暫存器，則並行地傳輸於第0級、第1級或第2級之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中用該系統介面傳輸的該主機資料區塊包括：儲存器埠，被該層級式儲存引擎存取；以及本地快閃記憶體，耦合至該層級式儲存引擎，其含有通過該儲存器埠傳輸以及用該層級式儲存引擎移 到該儲存器介面的儲存資料。
13. 如申請專利範圍第11項所述的系統，復包含本地快閃記憶體，耦合至該層級式儲存引擎，其存有儲存資料及該主機資料區塊。
14. 如申請專利範圍第11項所述的系統，復包含命令處理程式，用該系統介面啟動，以執行該主機命令。
15. 如申請專利範圍第11項所述的系統，復包含主機儲存元件，有該第0級、該第1級、該第2級或其組合的一部份，其包含其餘部份中被該儲存處理器存取的快照容量，以再生該主機儲存元件的完整卷宗。
16. 如申請專利範圍第11項所述的系統，復包含儲存器埠的區塊，組態用於該第0級、該第1級、該第2級或其組合。
17. 如申請專利範圍第16項所述的系統，其中用該系統介面傳輸的該主機資料區塊包括：儲存器埠，被該層級式儲存引擎存取，包括指定至該第0級、該第1級或該第2級的該儲存器埠；以及本地快閃記憶體，耦合至該層級式儲存引擎，其含有通過該儲存器埠傳輸的儲存資料，以及包括用該層級式儲存引擎移到該儲存器介面的該儲存資料。
18. 如申請專利範圍第16項所述的系統，復包含本地快閃記憶體，耦合至該層級式儲存引擎，其存有儲存資料及該主機資料區塊，包括組態用以傳輸該儲存資料的儲存器埠。
19. 如申請專利範圍第16項所述的系統，復包含命令處理程式，用該系統介面啟動，以執行該主機命令，包括邏輯區塊位址匹配區塊，啟動以更新用於該主機命令的該事務記錄。
20. 如申請專利範圍第16項所述的系統，復包含主機儲存元件，有該第0級、該第1級、該第2級或其組合的一部份，其包含其餘部份中被該儲存處理器存取的快照容量，以再生該主機儲存元件的完整卷宗，包括以來自於該快照容量的快照資料來更新該映射暫存器的該儲存處理器。