虛擬化超大規(guī)模環(huán)境中的數(shù)據(jù)管理方案的制作方法
【專利說明】虛擬化超大規(guī)模環(huán)境中的數(shù)據(jù)管理方案
[0001]有關(guān)申請的相互參照
[0002]本申請是2014年12月4日提交的標(biāo)題為“UNIFIED ADDRESSING ANDHIERARCHICAL HETEROGENEOUS STORAGE AND MEMORY” 的專利申請 N0.14/561，204 的部分連續(xù)案，并且根據(jù)35U.S.C.§ 120要求其優(yōu)先權(quán)益，該專利申請N0.14/561，204根據(jù)35U.S.C.§ 119 又要求 2014 年 8 月 19 日提交的標(biāo)題為 “MECHANISM FOR MULTIPROCESSOROPERAT1N USING UNIFIED ADDRESSING AND HIERARCHICAL HETEROGENEOUS STORE/MEMORY”的美國臨時專利申請N0.62/039，415的優(yōu)先權(quán)益。茲通過引用合并這些早期提交的專利申請的主題。
[0003]本申請根據(jù)35U.S.C.§ 119要求2014年11月20日提交的標(biāo)題為“DATAMANAGEMENT SCHEME IN VIRTUALIZED HYPERSCALE ENVIRONMENTS” 的臨時專利申請N0.62/082，604的優(yōu)先權(quán)益。通過引用合并早期提交的專利申請的主題。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本說明書涉及數(shù)據(jù)儲存，并且更具體地說，涉及在異構(gòu)存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的儲存。
【背景技術(shù)】
[0005]當(dāng)討論計算機架構(gòu)設(shè)計中的性能問題時，在計算機架構(gòu)中通常使用術(shù)語存儲器分層結(jié)構(gòu)(hierarchy)。傳統(tǒng)上，計算機儲存上下文中的“存儲器分層結(jié)構(gòu)”利用響應(yīng)時間區(qū)另IJ“分層結(jié)構(gòu)”中的每級。由于響應(yīng)時間、復(fù)雜性和容量通常有關(guān)，所以利用控制技術(shù)也可以區(qū)別各級(例如，晶體管儲存器、電可擦可編程只讀存儲器、磁性儲存器、光學(xué)儲存器等)。
[0006]傳統(tǒng)上，在存儲器分層結(jié)構(gòu)中，計算器件已經(jīng)具有幾個通用級。最快的第一級是處理器的寄存器和靠近執(zhí)行單元的指令/數(shù)據(jù)高速緩存(傳統(tǒng)上由靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)構(gòu)成)。次最快的第二級可以是容量(size)顯著大于前級的高速緩存的統(tǒng)一指令和數(shù)據(jù)高速緩存。該級通常在一個或者多個CPU和諸如圖形處理單元(GPU)、數(shù)字信號處理(DSP)等的其他執(zhí)行單元或者處理單元之間共享。外部集成電路、傳統(tǒng)上由動態(tài)RAM (DRAM)構(gòu)成的一些或者全部主存儲器或者系統(tǒng)存儲器可以用作高速緩存。存儲器分層結(jié)構(gòu)的下一級常常比前面的級慢得多。其通常包括磁存儲器或者固態(tài)存儲器(例如，硬盤或者NAND閃存技術(shù)等)，并且被稱為“二次儲存器”。下一級最慢，并且傳統(tǒng)上包括大容量介質(zhì)(例如，光盤、磁帶備份等)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)一個通用方案，裝置可以包括存儲器管理單元。可以配置該存儲器管理單元，以與包括多種類型的儲存介質(zhì)的異構(gòu)存儲系統(tǒng)接口連接。每種類型的儲存介質(zhì)都可以基于相應(yīng)存儲技術(shù)，并且可以與一個或者多個性能特性關(guān)聯(lián)?？梢耘渲么鎯ζ鞴芾韱卧?，以從虛擬機接收對異構(gòu)存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問。還可以配置存儲器管理單元，以確定異構(gòu)存儲系統(tǒng)的儲存介質(zhì)的至少一個，從而提供數(shù)據(jù)訪問。至少部分地根據(jù)與目標(biāo)儲存介質(zhì)關(guān)聯(lián)的至少一個性能特性和與虛擬機關(guān)聯(lián)并且指出一個或者多個性能特性的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)幟，可以選擇目標(biāo)儲存介質(zhì)?？梢耘渲么鎯ζ鞴芾韱卧?，以利用虛擬機使數(shù)據(jù)訪問路由到至少一個儲存介質(zhì)。
[0008]根據(jù)另一個通用方案，一種方法可以包括從處理器執(zhí)行的虛擬機接收對異構(gòu)存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問。異構(gòu)存儲系統(tǒng)可以包括多種類型的儲存介質(zhì)，每種類型的儲存介質(zhì)都基于相應(yīng)存儲技術(shù)，并且與一個或者多個性能特性關(guān)聯(lián)。該方法還可以包括，存儲器管理單元至少部分地根據(jù)與目標(biāo)儲存介質(zhì)關(guān)聯(lián)的至少一個性能特性和與虛擬機關(guān)聯(lián)并且指出虛擬機保證的一個或者多個性能特性的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)幟，確定數(shù)據(jù)訪問的異構(gòu)存儲系統(tǒng)的目標(biāo)儲存介質(zhì)。該方法還可以包括，存儲器管理單元使數(shù)據(jù)訪問至少部分地在處理器與目標(biāo)儲存介質(zhì)之間路由。
[0009]根據(jù)另一個通用方案，一種裝置可以包括處理側(cè)接口，配置該處理側(cè)接口，以接收存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問。該裝置可以包括存儲器路由器，配置該存儲器路由器，以確定存儲器訪問的目標(biāo)是否是包括多種類型的儲存介質(zhì)的異構(gòu)存儲系統(tǒng)，其中每種類型的儲存介質(zhì)都基于相應(yīng)存儲技術(shù)，并且與一個或者多個性能特性關(guān)聯(lián)；并且如果該存儲器訪問的目標(biāo)是異構(gòu)存儲系統(tǒng)，則至少部分地根據(jù)與目標(biāo)儲存介質(zhì)關(guān)聯(lián)的至少一個性能特性和與數(shù)據(jù)訪問關(guān)聯(lián)并且指出一個或者多個性能特性的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)幟對數(shù)據(jù)訪問選擇異構(gòu)存儲系統(tǒng)的目標(biāo)儲存介質(zhì)。該裝置還可以包括異構(gòu)存儲系統(tǒng)接口，配置該異構(gòu)存儲系統(tǒng)接口，以使如果存儲器訪問的目標(biāo)是異構(gòu)存儲系統(tǒng)，則使數(shù)據(jù)訪問至少部分地路由到目標(biāo)儲存介質(zhì)。
[0010]附圖和下面的描述中闡述了一個或者多個實現(xiàn)的細節(jié)。根據(jù)描述和附圖以及根據(jù)權(quán)利要求，其他特征顯而易見。
[0011]權(quán)利要求書更全面闡述了結(jié)合至少一個圖示出并且描述的用于數(shù)據(jù)儲存并且更具體地說用于將數(shù)據(jù)儲存在異構(gòu)存儲系統(tǒng)中的系統(tǒng)和/或者方法。
【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)的示例性實施例的方框圖。
[0013]圖2是根據(jù)所公開主題的裝置的示例性實施例的方框圖。
[0014]圖3a是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)的示例性實施例的方框圖。
[0015]圖3b是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)的示例性實施例的方框圖。
[0016]圖3c是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)的示例性實施例的方框圖。
[0017]圖4是根據(jù)所公開主題的裝置的示例性實施例的方框圖。
[0018]圖5是根據(jù)所公開主題的技術(shù)的示例性實施例的流程圖。
[0019]圖6a是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)的示例性實施例的方框圖。
[0020]圖6b是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)的示例性實施例的方框圖。
[0021]圖7是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)的示例性實施例的方框圖。
[0022]圖8是根據(jù)所公開主題的技術(shù)的示例性實施例的流程圖。
[0023]圖9是可以包括根據(jù)所公開主題的原理形成的器件的信息處理系統(tǒng)的原理方框圖。
[0024]各種附圖中相似的參考編號指相似的元件。
【具體實施方式】
[0025]下面將參考附圖更全面描述各種示例性實施例，附圖示出一些示例性實施例。然而，本公開的主題可以以許多不同方式實現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)將其理解為局限于在此闡述的示例性實施例。相反，提供這些示例性實施例，使得本公開徹底和完整，并且對本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_本公開的主題的范圍。附圖中，為了清楚起見，可以放大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。
[0026]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)稱一個元件或者層位于另一個元件或者層“上”、一個元件或者層“連接”到或者“耦合”到另一個元件或者層時，其能夠直接位于另一個元件或者層“上”，能夠直接連接到或者耦合到另一個元件或者層，也可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱一個元件“直接”位于另一個元件或者層“上”、“直接連接到”或者“直接耦合到”另一個元件或者層時，不存在中間元件或者中間層。在整個說明書中，相似的編號指相似的元件。如在此使用的術(shù)語“和/或者”包括一個或者多個關(guān)聯(lián)列項的任何一個及其所有組合。
[0027]應(yīng)當(dāng)明白，盡管在此為了描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或者區(qū)段，可以使用術(shù)語第一、第二、第三等，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或者區(qū)段不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或者區(qū)段與另一個元件、部件、區(qū)域、層或者區(qū)段區(qū)別開。因此，可以將下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或者區(qū)段稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或者區(qū)段，而不脫離本公開的主題的教導(dǎo)。
[0028]為了便于描述，在此可以利用諸如“之下”、“下面”、“低于”、“之上”、“上面”等的空間關(guān)系術(shù)語描述一個元件或者特征與另一個(另一些)元件或者特征的關(guān)系，如圖所示。應(yīng)當(dāng)明白，空間關(guān)系術(shù)語旨在除了圖中所示的方位還包括在使用中的或者操作中的器件的不同方位。例如，如果圖中的器件被翻轉(zhuǎn)，則被描述為另一個元件或者特征“下面”的或者“之下”的元件的方位被確定為在另一個元件或者特征的“上面”。因此，示例性術(shù)語“下面”能夠既包括上面又包括下面的方位?？梢砸云渌绞酱_定器件的方位(旋轉(zhuǎn)90度或者出于其他方位)，并且因此理解在此使用的空間關(guān)系描述語。
[0029]在此使用的技術(shù)術(shù)語僅出于描述特定示例性實施例的目的，而不旨在限制本公開的主題。如在此使用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。還應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)在此使用時，術(shù)語“包括”和/或者“含括”指明存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、和/或者部件，但不排除存在或者附加一個或者多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或者其組合。
[0030]在此參考截面視圖描述示例性實施例，該截面視圖是理想化的示例性實施例(和中間結(jié)構(gòu))的原理視圖。嚴格說來，預(yù)料因為例如制造技術(shù)和/或者公差而與視圖的形狀有差異。因此，不應(yīng)當(dāng)將示例性實施例理解為局限于在此所示區(qū)域的特定形狀，而應(yīng)當(dāng)理解為包括因為例如制造引起的形狀偏差。例如，被示為矩形的植入?yún)^(qū)通常具有圓形或者彎曲特征并且/或者在其邊緣具有梯度植入密度，而非從植入?yún)^(qū)到非植入?yún)^(qū)的雙態(tài)變化。同樣，由植入形成的埋置區(qū)可以在埋置區(qū)與進行植入的表面之間的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一些植入。因此，該圖所示的區(qū)域的性質(zhì)是原理圖，并且其形狀不旨在示出器件的一個區(qū)域的實際形狀，并且不旨在限制本公開的主題的范圍。
[0031]除非另外指出，在此使用的所有術(shù)語(包括科技術(shù)語)都與本公開的主題所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通常理解的意義相同。還應(yīng)當(dāng)明白，應(yīng)當(dāng)將諸如通常使用的字典中定義的術(shù)語理解為具有符合其在有關(guān)技術(shù)背景下的意義的意義，而不以理想化的或者非常正式的意義理解其，除非在此這樣清楚地定義。
[0032]下面將參考附圖詳細解釋示例性實施例。
[0033]圖1是根據(jù)所公開主題的系統(tǒng)100的示例性實施例的方框圖。在所示的實施例中，示出了用于組織并且操縱具有各種存儲和/或者儲存技術(shù)(例如，DRAM、NAND、硬盤等)的計算系統(tǒng)的機制。
[0034]在各種實施例中，系統(tǒng)100可以包括:處理器102、存儲器控制器、開關(guān)或者互連104以及異構(gòu)存儲系統(tǒng)106。在各種實施例中，異構(gòu)存儲系統(tǒng)106可以包括多個不同的儲存介質(zhì)(例如，儲存介質(zhì)116、126、136、146等)。在這種實施例中，異構(gòu)存儲系統(tǒng)106可以包括基于各種儲存技術(shù)的不同類型的儲存介質(zhì)。在一些實施例中，這些技術(shù)可以包括但并不局限于例如、NAND或者閃速存儲器(例如，SSD等)、阻性RAM(RRAM)、磁阻RAM(MRAM)、磁存儲器(例如，HDD等)等。應(yīng)當(dāng)明白，上面僅是幾個說明性例子，所公開的主題并不局限于此。
[0035]每種存儲/儲存技術(shù)可以具有不同的功率、速度、吞吐量、容量和/或者成本特性。更一般地說，可以將這些特性稱為“性能特性”。因為這些不同的性能特性，所以在該系統(tǒng)中，傳統(tǒng)上將采用不同存儲技術(shù)的儲存介質(zhì)分門別類。例如，處理器102通過第一協(xié)議和第一芯片組組件或者電路(例如，集成存儲器控制器(MCH)、芯片組的北橋等)訪問快速但是易失性的存儲器(例如，DRAM等)。相反，處理器102通過第二協(xié)議并且可能通過第二芯片組組件或者電路(例如，輸入/輸出(I/O)控制器集線器(ICH)、芯片組的南橋等)訪問較慢但是非易失性的存儲器(例如，HDD、SSD等)。使用特定協(xié)議和專用電路使得在系統(tǒng)中難以改變儲存技術(shù)(例如，因為改變需要利用一種技術(shù)代替另一種技術(shù)等)。在所示的實施例中，異構(gòu)存儲系統(tǒng)106和存儲器互連104允許在該系統(tǒng)100內(nèi)采用各種存儲技術(shù)。
[0036]在所示的實施例中，系統(tǒng)100包括處理器102。處理器102又可以包括主中央處理單元(CPU) 190或者多個CPU芯。在各種實施例中，可以配置CPU 190，以執(zhí)行軟件程序，該軟件程序又訪問并且操縱數(shù)據(jù)(例如，數(shù)據(jù)194等)。在一些實施例中，處理器102可以包括高速緩存分層結(jié)構(gòu)192，該高速緩存分層結(jié)構(gòu)192形成系統(tǒng)100的存儲器分層結(jié)構(gòu)的第一級。在各種實施例中，高速緩存分層結(jié)構(gòu)192可以包括排列于多級(例如，級0(L0)、級1 (L1)、級 2 (L2)等)中的 SRAM。
[0037]當(dāng)處理器102不能訪問高速緩存分層結(jié)構(gòu)192中的期望數(shù)據(jù)194時，處理器190可以嘗試通過(例如，主存儲器、硬盤驅(qū)動器等中的)存儲器分層結(jié)構(gòu)的另一層訪問數(shù)據(jù)194 (例如，讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)等)。在所示的實施例中，處理器102可以包括存儲器輸入/輸出(I/O)接口 190，配置該存儲器輸入/輸出(I/O)接口 190，以訪問位于處理器102外的存儲器分層結(jié)構(gòu)的一個或者多個級。
[0038]此外，在各種實施例中，處理器102可以包括存儲器輸入/輸出(I/O)接口 193，配置該存儲器輸入/輸出(I/O)接口 193，以與存儲器通信。在所示的實施例中，可以配置該存儲器I/O接口 193，以與存儲器互連104通信，并且通過存儲器互連104與異構(gòu)存儲系統(tǒng)106通信。應(yīng)當(dāng)明白，上面僅是一個說明性例子，所公開的主題并不局限于此。
[0039]在所示的實施例中，系統(tǒng)100可以包括存儲器互連104?？梢耘渲么鎯ζ骰ミB104，以將處理器102的數(shù)據(jù)訪問(例如，數(shù)據(jù)寫、數(shù)據(jù)讀等)路由到目標(biāo)儲存介質(zhì)。在所示的實施例中，目標(biāo)儲存介質(zhì)可以包括在異構(gòu)存儲系統(tǒng)106中。
[0040]在一些實施例中，異構(gòu)存儲系統(tǒng)106可以包括多個不同類型的儲存介質(zhì)。作為非限制性例子，異構(gòu)存儲系統(tǒng)106可以包括四個不同儲存介質(zhì)(例如，儲存介質(zhì)116、126、136和146等)，每個儲存介質(zhì)都基于不同的存儲技術(shù)(例如，DRAM, PRAM、閃速存儲器、磁存儲器等)，并且具有不同的性能特性(例如，易失性、速度、快寫速度、非易失性、容量、限制寫周期等)。應(yīng)當(dāng)明白，上面僅是一個說明性例子，所公開的主題并不局限于此。
[0041 ] 在這種實施例中，可以希望將不同的數(shù)據(jù)存儲于不同類型的存儲器中。如上所述，可以配置存儲器互連104，以確定哪個儲存介質(zhì)應(yīng)當(dāng)存儲數(shù)據(jù)194，或者哪個儲存介質(zhì)正存儲數(shù)據(jù)194，并且將處理器的數(shù)據(jù)訪問路由到期望的儲存介質(zhì)。在各種實施例中，可以配置存儲器互連104，以至少部分地根據(jù)各種儲存介質(zhì)(例如，儲存介質(zhì)116、126、136和146等)的一個或多個性能特性，將數(shù)據(jù)訪問路由到目標(biāo)儲存介質(zhì)或者選擇的儲存介質(zhì)。
[0042]例如，可以將經(jīng)常訪問的或者被認為是臨時數(shù)據(jù)的一個數(shù)據(jù)194存儲于易失性而快速的儲存介質(zhì)(例如，DRAM儲存介質(zhì)116)中，而可以將很少訪問的或者永久(或半永久)存儲的一個數(shù)據(jù)1