【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及固態硬盤，尤其是涉及一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構。
技術介紹
1、為了滿足現代數據密集型應用日益增長的需求，固態硬盤（ssd）的性能和容量不斷提高。但ssd內部的通信（即ssd控制器和nand閃存芯片之間的通信）仍然是許多應用的關鍵性能瓶頸，特別是具有大量隨機io請求的工作負載。ssd采用多通道共享總線架構，多個flash芯片共用同一條路徑，這可能導致多個io請求訪問同一通道上的nand閃存芯片。這些io請求在同一通道上串行傳輸，極大地限制了ssd的并行性。因此，處理好路徑沖突是提高ssd并行性和性能的關鍵。
2、ssd供應商主要通過增加ssd中的通道數量來減少路徑沖突。然而，這不是一個可擴展的解決方案，因為增加通道的數量會使ssd控制器更加復雜，例如，ssd控制器需要更多的io引腳來服務更多的并行通道，從而增加ssd的總體成本。
3、目前，現有技術中通過增加每個ssd通道的帶寬，并在傳統的總線型拓撲結構的基礎上增加垂直通道，以解決路徑沖突問題。但是該技術需要對ssd進行相對較大的修改，實現過程中的開銷昂貴，且在數據傳輸時并沒有很好的利用路徑多樣性。
4、另一項技術通過使用2d-mesh拓撲結構增加路徑多樣性，通過路徑預定并采用非極小全自適應路由算法以緩解路徑沖突問題。但是這項技術采用的路由算法的預定成功率有待提高，且當路徑預定失敗時，需要等待忙碌路徑釋放后再重新進行預定，且路徑預定失敗的時間開銷與傳統總線型ssd發生路徑沖突問題相當。除此之外，該技術在具有大量細粒度讀（
5、因此，亟需一種拓展傳統拓撲結構機制，通過路徑預定機制，減少路徑沖突，同時提升ssd在密集細粒度讀取負載下的性能。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，在數據傳輸前進行多路徑預定，減少數據傳輸路徑沖突次數，并減少細粒度讀總體傳輸時間，提高路徑預定成功率。
2、為實現上述目的，本專利技術提供的一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，包括以構建模塊作為節點，且各節點間采用二維網格拓撲結構連接；基于多路徑預定路由算法，利用構建模塊為隊列中每個io請求分配閃存控制器，并進行路徑預定，直至所有io請求完成，釋放預定的路徑；
3、其中，構建模塊，由閃存芯片和路由器芯片組成，每個構建模塊中閃存芯片通過注入彈出端口與路由器芯片通信，各構建模塊間的路由器芯片通過雙向鏈路連接。
4、優選的，路徑預訂包括通過發送偵察包識別和保留路徑，并根據偵察包的模式，確定目標構建模塊上路由芯片接收偵察包后的行為。
5、優選的，偵察包的模式包括保留模式和取消模式：
6、當偵察包的模式為保留模式時，路由器芯片內部通過多路徑預訂路由算法，計算得到偵察包的發送端口，并將偵察包的編碼、進入端口和發送端口記錄在路由芯片的路徑預定表中；
7、當偵察包的模式為取消模式時，則偵察包路徑預定失敗，從路徑預定表中刪除該表項，并根據路徑預定表中的信息回溯到上一個構建模塊。
8、優選的，為隊列中每個io請求保留一條沒有沖突的路徑包括按照目標構建模塊與閃存控制器距離，從小到大依次檢查閃存控制器，為給定的io請求分配閃存控制器，并通過該閃存控制器向目標構建模塊發送偵察包。
9、優選的，多路徑預訂路由算法，包括：
10、獲取閃存片上網絡架構中空閑閃存控制器的數量n；
11、在請求隊列按順序取n個請求并獲取相應請求的數據傳輸大小，根據數據量閾值m，將n個請求劃分為第一優先隊列和第二優先隊列；
12、按目標構建模塊與閃存控制器的水平距離，依次為第一優先隊列和第二優先隊列的請求分配閃存控制器，直至所有請求完成路徑預定。
13、因此，本專利技術采用上述一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，具有以下技術效果：
14、（1）采用2d-mesh拓撲結構有效豐富了數據傳輸的路徑多樣性，利用路由芯片與閃存芯片分離的策略避免了對閃存芯片的額外處理，并且充分利用了路徑多樣性，為io請求識別和保留無沖突的路徑。
15、（2）采用路徑預定技術從根本上解決了路徑沖突的問題，并且采用多路徑預定路由算法，優先考慮減少細粒度請求的路徑預定跳數，有效減少了總的路徑預定時間，完善了現有技術在細粒度請求主導的負載下性能差的問題。
16、下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。
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1.一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，其特征在于，包括以構建模塊作為節點，且各節點間采用二維網格拓撲結構連接；基于多路徑預定路由算法，利用構建模塊為隊列中每個IO請求分配閃存控制器，并進行路徑預定，直至所有IO請求完成，釋放預定的路徑；
2.根據權利要求1所述的一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，其特征在于，路徑預訂包括通過發送偵察包識別和保留路徑，并根據偵察包的模式，確定目標構建模塊上路由芯片接收偵察包后的行為。
3.根據權利要求2所述的一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，其特征在于，偵察包的模式包括保留模式和取消模式：
4.根據權利要求1所述的一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，其特征在于，為隊列中每個IO請求保留一條沒有沖突的路徑包括按照目標構建模塊與閃存控制器距離，從小到大依次檢查閃存控制器，為給定的IO請求分配閃存控制器，并通過該閃存控制器向目標構建模塊發送偵察包。
5.根據權利要求1所述的一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，其特征在于，多路徑預訂路由算法，包括：
【技術特征摘要】
1.一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，其特征在于，包括以構建模塊作為節點，且各節點間采用二維網格拓撲結構連接；基于多路徑預定路由算法，利用構建模塊為隊列中每個io請求分配閃存控制器，并進行路徑預定，直至所有io請求完成，釋放預定的路徑；
2.根據權利要求1所述的一種基于多路徑預定的閃存片上網絡架構，其特征在于，路徑預訂包括通過發送偵察包識別和保留路徑，并根據偵察包的模式，確定目標構建模塊上路由芯片接收偵察包后的行為。
3.根據權利要求2所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜亞娟，萬羽，
申請(專利權)人：武漢理工大學深圳研究院，
類型：發明
國別省市：
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