儲存單元及存儲系統技術方案

本發明專利技術公開了儲存單元及存儲系統。儲存單元包括：隨機存取存儲裝置和儲存裝置，分別使用以字和扇區為單位的地址被訪問；儲存控制器，根據經由總線指定的地址，控制對隨機存取存儲裝置以及儲存裝置的訪問。儲存控制器包括：第一和第二接口功能，分別對利用經由總線提供的扇區地址以及字地址指定的存儲在儲存裝置和隨機存取存儲器上的數據進行訪問；響應于第一接口功能的訪問，使用隨機存取存儲裝置作為第一磁盤高速緩存，并且確定要保存在隨機存取存儲裝置中數據的功能；以及通過反復進行寄存器訪問并經由總線通過總線主控功能，傳送利用扇區地址指定的數據作為連續的字大小的數據的功能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種具有非易失性存儲裝置和隨機存取存儲器的儲存單元(storage unit)以及一種存儲系統(memory system)。
技術介紹
在現有技術中，儲存器(storage)和存儲器(memory)之間存在非常大的速度差。 隨著存儲器的速度變得越來越高，該差值越來越大，給整個系統的性能改善帶來了問題。因此，為了減小該速度差，存儲器被用作磁盤高速緩存(diskcache)。可將最近訪問過的扇區數據留在存儲器中，在作出下一個訪問請求時，如果信息 存在于高速緩存中，則可從存儲器中讀入該信息而無需訪問儲存器。這在多次讀出同一扇區數據以及寫入多個零碎數據(smalldata)時表現出很好 的效果。實際上，以HDD和SDD為代表的儲存單元包含隨機存取存儲裝置(RAMD)，并將其用作第一磁盤高速緩存。此外，在現有技術的系統中，將主存儲器(main memory)的一部分用作第二磁盤高 速緩存。第二磁盤高速緩存與第一磁盤高速緩存不同，其是由CPU直接管理的磁盤高速緩 存。應當注意的是，存在于第二磁盤高速緩存中的數據是經由第一高速緩存從儲存單 元讀入的數據。在JP-A-1994-161897和JP-A-2008-026970中公開了有效使用高速緩存存儲器 (cache memory)的技術。JP-A-1994-161897中公開的磁盤高速緩存單元在主存儲裝置(主存儲器)上具有 針對控制數據的軟高速緩存區。此外，磁盤控制器具有數據確定裝置(data determining means)，并通過如下方 式來改善高速緩存的利用率，即，在高速緩存存儲器上不保留已被確定為控制數據的數據。這項技術可防止第一磁盤高速緩存和第二磁盤高速緩存中的數據重復。JP-A-2008-026970中公開的儲存單元具有來自主機的用來為高速緩存的定位 (fixation)指定文件區域的區域通知命令(regionnotification command)，并且在讀取命 令的執行過程中傳輸該區域通知命令。然后，儲存單元將區域通知命令被再次傳輸之前所 傳送的數據定位到高速緩存存儲器上。這項技術能夠容易地進行文件的特定區域在高速緩存存儲器中的定位。
技術實現思路
然而，RAMD上的數據是基于產生的訪問請求而在儲存器內管理的，來自主機的直 接操作就不可能了。此外，存在于第二磁盤高速緩存中的數據是經由第一高速緩存從儲存單元讀入的 數據。即，經常出現兩個磁盤高速緩存中存在相同數據的情形。這樣，獨立地控制兩個磁盤高速緩存。因此，加載在第二磁盤高速緩存上的數據也同時存在于第一磁盤高速緩存中，降 低了存儲器的使用效率，因此，還降低了性能改善效果。另一方面，第二磁盤高速緩存耗用了主存儲器，從而工作存儲器變小。在工作存儲器不足的情況下，系統的操作系統(OS)通過交換操作(swapping operation)產生儲存器訪問，這使得系統操作性能降低。此外，在從儲存器啟動的系統中，在CPU模塊的初始化之后即開始對儲存器的訪 問，許多數據訪問都集中在儲存器上。此外，存在如下缺點，即，對于僅在啟動(start-up) 時要訪問的數據，無法獲得磁盤高速緩存的效果。在JP-A-1994-161897中公開的技術中，指定了不保留的數據，可能無法在高速緩 存存儲器中提前預讀數據或無法通過在啟動時的預讀來實現加速。在這項技術中，控制器沒有可訪問高速緩存存儲器的存儲接口(memory interface)。因此，在訪問數據、代碼之前的數據傳送是必不可少的并且成為系統開銷 (overhead) 0在JP-A-2008-026970中公開的技術中，在總線主控傳送的情況下，CPU無法把握 數據傳送的進度，并且難以發送區域通知命令。此外，在這項技術中，發送用于在數據傳送期間將要定位的數據指定到高速緩存 存儲器的區域通知命令。因此，在由于先前處理處于執行中而不可能開始數據傳送的情況 下，不可能在高速緩存上準備下一個數據或通過預讀實現加速。此外，控制器沒有可訪問高速緩存存儲器的存儲接口。因此，在訪問數據、代碼之 前數據傳送是必不可少的并且成為系統開銷。因此，期望提供一種儲存單元以及一種存儲系統，能夠在不必將數據、代碼傳送到 主存儲器上的情況下縮短系統的啟動時間以及啟動代碼的時間，并且實現整個系統處理的 高速化。根據本專利技術的一個實施方式的儲存單元包括使用以字為單位的地址進行訪問的 隨機存取存儲裝置；使用以扇區為單位的地址進行訪問的儲存裝置；以及根據經由總線指 定的地址，控制對隨機存取存儲裝置以及儲存裝置的訪問的儲存控制器；其中，儲存控制器 包括對存儲在所述儲存裝置上的利用經由所述總線提供的所述扇區地址指定的數據進行 訪問的第一接口功能；利用經由總線指定的字地址，對隨機存取存儲裝置上的數據進行直 接訪問的第二接口功能；響應于第一接口功能的訪問，使用隨機存取存儲裝置作為第一磁 盤高速緩存，并且確定要保存在隨機存取存儲裝置中數據的功能；通過反復進行寄存器訪 問來傳送利用扇區地址指定的數據的功能，以及經由總線通過總線主控功能來傳送利用扇 區地址指定的數據作為連續字大小的數據的功能。根據本專利技術的另一實施方式的存儲系統包括主機、主存模塊、由主機訪問的儲存 單元以及連接主機、主存模塊以及儲存單元的系統總線，其中儲存單元包括使用以字為單 位的地址進行訪問的隨機存取存儲裝置；使用以扇區為單位的地址進行訪問的儲存裝置； 以及根據經由系統總線指定的地址，控制對隨機存取存儲裝置以及儲存裝置的訪問的儲存 控制器；其中，儲存控制器包括根據經由系統總線來自主機的指令對存儲在所述存儲裝 置上的利用所述扇區地址指定的數據進行訪問的第一接口功能；通過所述主機，利用經由 系統總線指定的字地址直接訪問隨機存取存儲裝置上的數據的第二接口功能；響應于第一 接口功能的訪問，使用隨機存取存儲裝置作為第一磁盤高速緩存，并且確定要保存在隨機 存取存儲裝置中數據的功能；通過反復進行寄存器訪問來傳送利用扇區地址指定的數據的 功能；以及經由系統總線通過總線主控功能在主存儲模塊和其自身之間來傳送利用扇區地 址指定的數據作為連續字大小的數據的功能。根據本專利技術的實施方式，不需要被傳送到主存儲器上的數據、代碼，能夠縮短系統 的啟動時間和啟動代碼的時間，并且能夠實現整個系統處理的加速。附圖說明圖1示出了根據本專利技術的第一實施方式的包括儲存單元的存儲系統的配置實例。圖2是作為比較實例的存儲系統的框圖。圖3示出了比較實例中的STGC的基本內部配置。圖4示出了根據本專利技術的實施方式的STGC的基本內部配置。圖5示出了本實施方式中可從CPU直接訪問磁盤高速緩存的STGC的第一配置實 例。圖6示出了本實施方式中可從CPU直接訪問磁盤高速緩存的STGC的第二配置實 例。圖7示出了從本實施方式以及比較實例的系統總線看到的存儲分配圖(memory map) ο圖8示出了控制根據本實施方式的STGC的控制寄存器CTRL_REG的配置實例。圖9示出了控制寄存器中的錯誤寄存器(error register)的細節。圖10示出了控制寄存器中的狀態寄存器的細節。圖11示出了控制STGC的總線主控寄存器(bus master register) BM_REG的配置 實例。圖12示出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種儲存單元，包括：隨機存取存儲裝置，該隨機存取存儲裝置使用以字為單位的地址訪問；儲存裝置，該儲存裝置使用以扇區為單位的地址訪問；以及儲存控制器，根據經由總線指定的地址，控制對所述隨機存取存儲裝置以及所述儲存裝置的訪問，其中，所述儲存控制器包括第一接口功能，對存儲在所述儲存裝置上的利用經由所述總線提供的所述扇區地址指定的數據進行訪問，第二接口功能，利用經由所述總線指定的字地址直接訪問所述隨機存取存儲裝置上的數據，一種功能，響應于所述第一接口功能的訪問，使用所述隨機存取存儲裝置作為第一磁盤高速緩存，并且確定要保存在所述隨機存取存儲裝置中的數據，一種功能，通過反復進行寄存器訪問來傳送利用所述扇區地址指定的所述數據，以及一種功能，經由所述總線通過總線主控功能來傳送作為連續字大小的數據的利用所述扇區地址指定的數據。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：中西健一，筒井敬一，越山潤一，
申請(專利權)人：索尼公司，
類型：發明
國別省市：JP[日本]