[发明专利]一种线程模型

说明书

本申请实施例公开了一种线程模型，用于保证IO均衡的分配到线程中，提高软件IO栈的执行效率，从而提高整个存储系统的IO性能。本申请实施例提供的线程模型包括：软件IO栈、NVME驱动和NVME SSD；所述软件IO栈包括IO线程调度器和N个线程，所述N为大于1的整数；所述NVME驱动包括M*N对提交队列SQ/完成队列CQ，每对所述SQ/CQ分别绑定一个所述线程，所述M为大于1的整数；所述NVME SSD包括M个NVME SSD，每个所述NVME SSD对应N对所述SQ/CQ；其中，所述IO线程调度器用于将从主机中获取到的IO均衡分配到所述线程。

技术领域

本申请涉及存储领域，尤其涉及一种线程模型。

背景技术

固态存储媒介正在取代旧的数据中心。这一代闪存存储相对于传统磁盘介质在性能、功耗、盘架密度上都有着巨大优势，这些优势将使闪存存储成为存储市场下一代的霸主。

相比于传统磁盘介质来说，由于固态硬盘(solid state drives，SSD)吞吐量和延迟性能高出太多，使得在整个事务处理时间中，软件部分占用时间的比例大大提升。换句话说，存储系统中软件栈的性能和效率变得更加重要。随着存储介质的进一步发展，现有的软件体系结构将不能发挥出其全部的性能，而且在接下来的几年中存储介质还会继续飞速发展。

而对于使用的传输协议来说，使用非易失性存储交互(non-volatile memoryexpress，NVME)协议指令，并且将协议指令负载在一种高速串行计算机扩展总线标准(pci-express，PCIE)传输协议上的SSD(下文中使用NVME PCIE SSD来表示)，相比于原有的串行ATA(serial ATA，SATA)SSD和串行SCSI(serial attached SCSI，SAS)SSD有着巨大的优势，具体包括：1、性能有数倍的提升；2、可降低延迟超过50％；3、NVME PCIE SSD可提供的每秒进行读写操作的次数(input output operations per second，IOPs)十倍于高端企业级SATA SSD和SAS SSD；4、自动功耗状态切换和动态能耗管理功能大大降低功耗；5、支持未来十年技术发展的可扩展能力等等。

使用NVME PCIE SSD的存储系统中，软件输入输出(input output，IO)栈的性能和效率的重要性将会更加凸显。可以说软件IO栈的设计将会直接决定了使用NVME PCIE SSD存储系统的性能优劣。在多核系统(多个中央处理器(central processing unit，CPU)核)中，提高软件IO栈执行效率最直接的考虑方法是线程模型设计。

发明内容

本申请实施例提供了一种线程模型，用于保证IO均衡的分配到线程中，提高软件IO栈的执行效率，从而提高整个存储系统的IO性能。

本申请实施例的第一方面提供了一种线程模型，所述线程模型包括：软件输入输出IO栈、非易失性存储交互NVME驱动和NVME固态硬盘SSD；所述软件IO栈包括IO线程调度器和N个线程，所述N为大于1的整数；所述NVME驱动包括M*N对提交队列SQ/完成队列CQ，每对所述SQ/CQ分别绑定一个所述线程，所述M为大于1的整数；所述NVME SSD包括M个NVME SSD，每个所述NVME SSD对应N对所述SQ/CQ；其中，所述IO线程调度器用于将从主机中获取到的IO均衡分配到所述线程。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，被分配所述IO的所述线程为目标线程。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，所述IO线程调度器具体用于，根据所述IO的序列号按照轮询的方式将所述IO分配给目标NVME SSD所对应的N个线程中的一个线程，所述目标NVME SSD为所述主机指定的NVME SSD。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，所述线程用于将所述IO下发给所述NVME驱动中与所述目标线程对应的SQ。