[发明专利]大容量存储器装置、包括其的系统以及访问其的方法

说明书

本申请要求于2016年2月24日提交的标题为“针对SR-IOV NVME SSD的虚拟机感知FTL设计”的第62/299,502号美国临时申请的优先权和权益，所述美国临时申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

根据本发明的实施例的一个或多个方面涉及大容量存储器装置，更具体地说，涉及一种用于通过虚拟闪存转换层实例提供对大容量存储器的访问的系统和方法。

背景技术

在具有固态驱动器的主机运行多个虚拟机的系统中，单根输入/输出虚拟化(SR-IOV)可允许每个虚拟机通过模拟针对每个虚拟机的单独的大容量存储器装置的接口与持久性存储器进行交互。然而，如果接口使用固态驱动器中的共享闪存转换层，则与一个虚拟机进行交互的持久性存储器接口的性能可能受其他虚拟机与持久性存储器之间的交互的影响，或被其他虚拟机与持久性存储器之间的交互劣化。

因此，需要在虚拟机各自的持久性存储器访问操作中减少虚拟机的交互的系统和方法。

发明内容

本公开的实施例的多个方面针对作为虚拟机感知的虚拟闪存转换层。

根据本发明的实施例，提供一种大容量存储器装置，包括：闪存，包括多个物理块，所述多个物理块中的每个物理块包括多个物理页，所述多个物理块包括第一组物理块和第二组物理块，第一组物理块和第二组物理块不相交；控制器，被配置为实施第一虚拟闪存转换层实例和第二虚拟闪存转换层实例，第一虚拟闪存转换层实例被配置为接收指向逻辑页码的存储器访问请求，并且产生指向第一组物理块内的物理页码的存储器访问请求，第二虚拟闪存转换层实例被配置为接收指向逻辑页码的存储器访问请求，并且产生指向第二组物理块内的物理页码的存储器访问请求。

在一个实施例中，第一虚拟闪存转换层实例和第二虚拟闪存转换层实例中的每个还被配置为对它各自的组物理块执行垃圾回收操作。

在一个实施例中，第一虚拟闪存转换层实例具有第一权重，第二虚拟闪存转换层实例具有第二权重，第一组物理块包括用于垃圾回收操作的为数据的存储保留的多个第一预留空间块，第二组物理块包括用于垃圾回收操作的为数据的存储保留的多个第二预留空间块，第一比率与第二比率的乘积等于第一权重与第二权重的比率，其中，第一比率是所述多个第一预留空间块中的物理块的数量与第一组物理块中的物理块的数量的比，第二比率是第二组物理块中的物理块的数量与所述多个第二预留空间块中的物理块的数量的比。

在一个实施例中，所述装置还包括一个或多个第一颗粒封装以及一个或多个第二颗粒封装，其中，每个第一颗粒封装包括被分配到第一虚拟闪存转换层实例的页，每个第二颗粒封装不包括被分配到第一虚拟闪存转换层实例的任何页，控制器还包括被配置为响应于存储器访问请求而将页分配到第一虚拟闪存转换层实例的页分配器，将页分配到第一虚拟闪存转换层实例的操作包括：当在所述一个或多个第一颗粒封装中的任意第一颗粒封装中，页是可用的时，分配所述一个或多个第一颗粒封装中的颗粒封装中的页；当在所述一个或多个第一颗粒封装中的任意第一颗粒封装中，没有页是可用的时，分配所述一个或多个第二颗粒封装中的颗粒封装中的页。

根据本发明的实施例，提供一种系统，包括：大容量存储器装置；主机，被配置为连接到大容量存储器装置，主机包括：第一虚拟机，与第一命名空间相关联，并且被配置为将存储器访问请求发送到在大容量存储器装置中被实例化的第一虚拟闪存转换层实例；第二虚拟机，与第二命名空间相关联，并且被配置为将存储器访问请求发送到在大容量存储器装置中被实例化的第二虚拟闪存转换层实例。

在一个实施例中，主机还包括：第三虚拟机，与第二命名空间相关联，并且被配置为将存储器访问请求发送到第二虚拟闪存转换层实例。

在一个实施例中，主机还包括：管理程序，被配置为将与虚拟机的预期写入活动等级成比例的权重分配给第一虚拟机和第二虚拟机中的每个。

在一个实施例中，主机还包括：管理程序，被配置为将与虚拟机的服务的持久性存储质量成比例的权重分配给第一虚拟机和第二虚拟机中的每个。

在一个实施例中，大容量存储器装置包括：闪存，包括多个物理块，所述多个物理块中的每个物理块包括多个物理页，所述多个物理块包括第一组物理块和第二组物理块，第一组物理块和第二组物理块不相交；控制器，被配置为实施第一虚拟闪存转换层实例和第二虚拟闪存转换层实例，第一虚拟闪存转换层实例和第二虚拟闪存转换层实例中的每个还被配置为对它各自的组物理块执行垃圾回收操作。