[发明专利]读高速缓存管理

说明书

技术领域

本主题申请涉及数据存储，更具体地讲涉及读高速缓存管理。

背景技术

在数据存储系统中，可识别为逻辑块地址(LBA)序列的特定读访问模式重复出现。以接收顺序执行读取命令可能需要检索存储在存储介质上一较大空间区域上的数据。在具有移动部件诸如硬盘驱动器组件的一些存储设备中，这种访问模式对设备性能具有强烈的不利影响。在这些设备中，存储设备的致动器臂可能必须在不同的径向位置之间移动以读取物理上不同的数据。致动器臂过度移动是很耗时的，并且会消耗非常多的电力。

发明内容

在一个具体实施中，所公开的技术提供了利用磁盘上的读高速缓存的数据管理方法。该方法需要按时间顺序读取在磁盘的读高速缓存中存储数据序列的一系列不连续的数据块，并确定对数据序列的读请求满足至少一个预定的访问频率标准。响应于这种确定，将数据序列的数据重新写入读高速缓存中的一系列连续的数据块，以便于随后顺序读取数据序列。

本发明内容旨在以简化的形式介绍一些可供选择的概念，这些概念在下面的具体实施方式中作了进一步描述。本发明内容并非意图识别所要求保护的主题的主要特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。通过下文、更具体地讲下文所书的各种具体实施的具体实施方式，所要求保护的主题的其他特征、细节、效用和优点将变得显而易见，如附图中进一步说明及所附权利要求中限定的。

附图说明

通过以下结合附图描述各种具体实施的具体实施方式可最好地理解所述技术。

图1示出了示例性数据存储系统，该数据存储系统具有包括磁盘读高速缓存的存储设备和实现用于读高速缓存动态重排序的技术的控制器。

图2示出了用于实现用于读高速缓存重排序和高速缓存数据复制管理的技术的示例性存储系统。

图3示出了用于实现用于读高速缓存重排序和高速缓存数据复制管理的另外的技术的示例性存储系统。

图4示出了实现动态读高速缓存管理技术的另一示例性存储系统。

图5示出了磁盘读高速缓存的热序列检测和数据复制管理的示例性操作。

具体实施方式

随着数据存储、检索和分析需求的增加，对更便宜且更快速的数据存储设备的需求也在增加。硬盘驱动器(HDD)被广泛用作数据存储设备计算系统。这类数据存储设备包括在磁介质、光介质等上存储数据的磁盘驱动器。相比之下，固态设备(SSD)没有移动部件，并且使用集成电路组件作为存储器来存储数据。SSD在数据访问速度和系统性能方面具有优势，而HDD则具有成本优势。混合驱动器(也称为SSHD)将HDD技术和SSD技术相结合，以利用成本和速度的优势。

一些SSHD使用闪存部件作为读高速缓存，以允许快速访问频繁访问的或最近访问的数据(此处也称为“热”数据)。当将SSD存储器(诸如闪存)用作读高速缓存时，可以以相等的速度访问读高速缓存中的所有数据。在这种情况下，缓存数据单元在闪存中的实际布置顺序对系统性能没有影响。相比之下，HDD的访问速度的延迟主要归因于数据的物理位置和致动器臂“寻找”到每个物理位置以执行读取或写入操作所需的相关时间。因此，HDD系统很少包括物理上位于磁盘上的任何类型的读缓存。

本文所公开的技术提供了允许HDD模拟SSHD期望的驱动性能特征的数据管理技术。在一个具体实施中，这是使用磁盘读取缓存来实现的。本文公开的多种读高速缓存管理技术提供提高的设备性能，诸如与动态热序列检测相关的技术、用于高速缓存数据重排序的技术、用于高速缓存数据复制管理的技术以及用于动态高速缓存存储分配的技术。

图1示出了示例性数据存储系统100，其具有包括磁盘读高速缓存(以下称为“读高速缓存102”)的存储设备104以及实现用于读高速缓存102动态重排序的技术的控制器126。存储设备104包括具有多个数据块(例如，扇区110)的磁盘108，其可保存设定数量的存储字节。

存储设备104包括位于磁盘108上方的致动器臂116的远端上的头部120。围绕致动器旋转轴线125旋转的旋转音圈电机用于将头部120定位在包括目标扇区的同心数据轨道上，同时围绕盘旋转轴线113旋转的主轴电机用于使磁盘108旋转。挠性电缆134为头部120提供必要的电连接路径，同时允许致动器臂116在操作期间枢转运动，以使头部120在靠近内径114的径向位置和磁盘108的外径118之间移动。