具有可移除存储器卡的高速缓存系统的利记博彩app
【专利摘要】描述了与优化可替换存储器卡和作为用于高速缓存中数据的储存器的板载存储器的使用相关联的系统、方法和其他实施方式。根据一个实施方式，设备包括高速缓存空间管理器，配置用于引起高速缓存处理器向存储器器件的板载存储器存储该存储器器件的可移除存储器卡的数据。该设备还包括错误率监测器，配置用于监测可移除存储器卡的操作参数，以及在该操作参数符合预定标准时、驱动高速缓存处理器向板载存储器存储来自可移除存储器卡的数据。
【专利说明】具有可移除存储器卡的高速缓存系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利公开要求在2011年9月14日提交的、美国临时申请号61/534，683的权益，在此通过参考将该专利公开的全文合并于此。
【背景技术】
[0003]在此处提供对【背景技术】的描述是用于从整体上给出本公开上下文的目的。就在此【背景技术】部分中描述的工作而言的、本发明发明人的工作，以及在递交时不以其他方式作为现有技术的描述的方面，并不显式或隐式承认其是本公开的现有技术。
[0004]计算系统通常具有硬盘驱动(HDD)和作为高速缓存操作的固态驱动(SSD)。高速缓存控制器在HDD和SSD之间传送数据。SSD高速缓存HDD的内容，以在丢失电源的情况下保护HDD内容。
[0005]SSD通常是单层单元(SLC)类型存储器，即，在单元中存储数据比特的闪存存储器类型。然而，SLC对于在高速缓存中使用而言成本是相当昂贵的。为了补偿SLC的成本，可以采用诸如多层单元(MLC)的外部或可移除存储器卡。MLC是能够在单元中存储多于单个信息比特的闪存存储器。然而，MLC具有较短的寿命，并且归因于连续的写入而易于较早失效。当可移除存储器失效时，会丢失可移除存储器的已高速缓存的内容。
【发明内容】
[0006]在一个实施方式 中，设备包括高速缓存空间管理器，配置用于引起高速缓存处理器向存储器器件的板载存储器存储所述存储器器件的可移除存储器卡的数据。该设备还包括错误率监测器，配置用于监测可移除存储器卡的操作参数，以及驱动高速缓存处理器在操作参数符合预定标准时、向板载存储器存储来自可移除存储器卡的数据。
[0007]在一个实施方式中，板载存储器的一部分被预留，以用于存储来自可移除存储器卡的数据。在一个实施方式中，高速缓存空间管理器配置用于使用回收策略，用于在向板载存储器存储来自可移除存储器卡的数据之前、从可移除存储器卡回收数据。
[0008]在另一实施方式中，方法包括:接收来自监测器的卡替换信号，该监测器监测可移除存储器卡的操作参数；以及将可移除存储器卡的数据存储在与可移除存储器卡不同的存储器中。在该方法的一个实施方式中，卡替换信号是在发生下述事件时生成的:i)错误到达一定数量，?)错误类型，iii)预定的错误率，iv)自可移除存储器卡安装时起逝去的预定时间量，V)按照替换计划发生的事件，或Vi)向可移除存储器卡的预定写入数量。在一个实施方式中，该方法包括重写用于标识可移除存储器中的数据的高速缓存标记，以便指示该数据存储在存储器中。
[0009]在一个实施方式中，高速缓存系统包括:高速缓存；高速缓存处理器；和至少一个插口(socket)，配置用于替换与高速缓存处理器通信的可移除存储器卡。该系统还包括高速缓存替换逻辑，配置用于引起高速缓存处理器在替换可移除存储器卡时、向高速缓存存储在可移除存储器卡上存储的数据。【专利附图】
【附图说明】
[0010]并入本说明书中并作为说明书一部分的附图示出了本公开的各种系统、方法和其他实施方式。应当理解，附图中示出的元素边界(例如，框、框的群组或其他形状)代表边界的一个示例。在某些示例中，一个元素可以设计为多个元素，或者多个元素可以设计为一个元素。在某些示例中，示出为另一元素内部组件的元素可以实现为外部组件，或者反之亦然。此外，元素不一定按比例缩放。
[0011]图1示出了与优化作为储存高速缓存的可移除存储器和作为备援(rescue)高速缓存的板载存储器的使用相关联的存储器卡的一个实施方式。
[0012]图2示出了与优化作为储存高速缓存的可移除存储器和作为备援高速缓存的板载存储器的使用相关联的存储器卡的一个实施方式。
[0013]图3示出了与优化作为储存高速缓存的可移除存储器和作为备援高速缓存的板载存储器的使用相关联的存储器卡的一个实施方式。
[0014]图4示出了与优化作为储存高速缓存的可移除存储器和作为备援高速缓存的板载存储器的使用相关联的方法的一个实施方式。
[0015]图5示出了与优化作为储存高速缓存的可移除存储器和作为备援高速缓存的板载存储器的使用相关联的方法的一个实施方式。
【具体实施方式】
[0016]此处描述了与优化可替换存储器卡和作为用作高速缓存中数据的储存器的板载存储器的使用相关联的系统、方法和其他实施方式的示例。具体地，此处的实施方式平衡了容易可替换且成本有效的可移除存储器(例如，MLC)和价格更贵但稳定的板载存储器(例如，SLC)(用作当可移除存储器卡被替换时、存储其内容的备援高速缓存)的使用。可移除存储器卡用作高速缓存。保留板载存储器的至少一部分，以便在可移除存储器卡开始失效时、存储可移除存储器卡的数据。
[0017]参考图1，示出了与通过提供板载存储器作为备援高速缓存而优化可移除存储器卡的使用以高速缓存相关联的存储器卡100的一种实施方式。备援高速缓存用于在可移除存储器被替换时、存储来自该可移除存储器卡的数据。存储器卡100可以实现在数字设备(例如，计算机、相机、打印机)中。存储器卡100包括高速缓存控制器110，用于管理经高速缓存数据的分发。存储器卡100电连接至可移除存储器120a，120b到120η。外部存储器120a，120b到120η称作可插拔存储器卡，因为外部存储器120a，120b到120η被设计为可插入存储器卡110中的插口内。
[0018]外部存储器120a，120b到120η分别插入插口 125a，125b到125η。替换存储器卡基于其插入的插口而由存储器卡寻址。例如，如果新的存储器卡插入至插口 125a，则从高速缓存控制器110的角度看来，新的存储器卡成为可移除存储器120a，因为该新的可移除存储器卡与其替换的存储器卡120a具有相同的地址。由此，外部存储器120a，120b到120η是可插拔的，并且用户可以访问存储器卡、移除该存储器卡，以及替换该存储器卡，而系统仍然以与该系统在替换之前的方式相同的方式进行操作。
[0019]高速缓存控制器110还包括高速缓存处理器130和板载存储器140a，140b到140η。高速缓存控制器110管理经高速缓存的数据在外部存储器120a，120b到120η与板载存储器140a，140b到140η之间的分发。高速缓存处理器130在外部存储器120a，120b到120η与板载存储器140a，140b到140η之间写数据。
[0020]当数据由存储器卡100高速缓存时，该数据由高速缓存处理器130写入外部存储器120a，120b到120η中的一个或多个。当可移除存储器开始失效时，存储在失效可移除存储器上的数据被写入板载存储器140a，140b或140η中的一个或多个。例如，数据被写入可移除存储器120a以进行高速缓存。当可移除存储器120a开始失效时，高速缓存管理器110将板载存储器140a指定为备援高速缓存，用于存储当前高速缓存在可移除存储器120a上的数据。高速缓存处理器130将存储在可移除存储器120a上的数据写入板载存储器140a。当板载存储器140a，140b到140η示出为存储器卡100的一部分时，板载存储器针对存储器卡(例如，服务器、外部存储器卡、云存储设备)也可以是远程的。
[0021]参考图2，示出了与优化作为储存高速缓存的外部存储器120a，120b到120η和作为备援高速缓存的板载存储器140a，140b到140η的使用相关联的存储器卡100的一个实施方式。图2包括与图1所示特征类似的特征，这些特征被分配了相同的附图标记。高速缓存控制器110包括高速缓存替换逻辑150，其促进将来自失效可移除存储器卡的数据临时存储至备援高速缓存。高速缓存替换逻辑150包括错误率监测器160、高速缓存空间管理器170和高速缓存标记管理器180。
[0022]错误率监测器160确定是否该替换可移除存储器。当可移除存储器处于失效过程中或者超过其可靠寿命服役时，就该替换该可移除存储器了。错误率监测器可以采用若干技术来确定是否该替换可移除存储器卡。在一个实施方式中，错误率监测器160在数据被写入可移除存储器卡时检查写入错误(例如，块错误)。当错误达到预定水平(例如，某个错误数量，错误类型，错误率)时，错误率监测器160向高速缓存替换逻辑150发送信号，以指示该替换某个特定的可移除存储器了。
[0023]备选地，错误率监测器160可以监测从可移除存储器卡安装起流逝的时间。例如，在预定时间量后(例如，每天，每周，每月)，可能就该替换外部存储器120a，120b或120η了。由此，错误率监测器160可以在逝去了预定时间时、向高速缓存替换逻辑150发送信号。外部存储器120a，120b或120η可以保有错开(staggered)的替换计划，以便降低需要在同一时间替换不止一个可移除存储器的可能性。
[0024]错误率监测器160也可以针对在可移除存储器120a，120b或120η上发生的写入数量进行计数。例如，在预定数量(例如，1000，10000, 100000次)的写入之后，可能就该替换可移除存储器了。由此，错误率监测器160可以在针对可移除存储器发生了预定数量的写入时、向高速缓存替换逻辑150发送信号。
[0025]当错误率监测器160指示该替换可移除存储器120a，120b或120η时，高速缓存在可移除存储器上的数据可被写入板载存储器140a，140b或140η中的备援高速缓存。例如，如果错误率监测器160检测到可移除存储器120a经受了阈值数量的写入错误，则高速缓存空间管理器170将会在板载存储器140a中的备援高速缓存中分配存储器，用于存储当前写入可移除存储器120a的数据。
[0026]在某些实施方式中，分配至板载存储器中备援高速缓存的存储器量少于外部存储器中一个的容量。高速缓存空间管理器170从被替换的可移除存储器中选择数据，以存储在备援高速缓存中。高速缓存空间管理器170使用回收策略，从而在将数据存储在备援高速缓存之前、从板载存储器回收数据。该回收策略可以基于数据已存储在高速缓存中的时间量，哪个数据最少使用，或者其他任何适当的回收策略。备选地，高速缓存空间管理器170可以在空间需要存储来自外部存储器120a、120b或120η的数据时，从板载存储器140a，140b和140η移除数据。
[0027]数据在外部存储器120a，120b和120η中及板载存储器140a，140b和140η中使用
高速缓存查找标记进行标识。高速缓存标记管理器180指派并管理高速缓存查找标记。当数据存储在可移除存储器120a，120b或120η中时，高速缓存标记管理器180向该数据指派对应于其高速缓存位置的高速缓存标记，使得该数据可被定位。高速缓存标记是唯一的标识符，诸如，字母数字、地址或标志。
[0028]高速缓存标记对应于高速缓存表中的条目。当数据存储在可移除存储器120a，120b或120η中时，高速缓存标记指示该数据存储在哪个可移除存储器中。例如，高速缓存表可以指示数据的特定部分存储在可移除存储器120a中。高速缓存标记可以进一步指示该数据的部分存储在可移除存储器120a的何处。
[0029]当错误率监测器160指示可移除存储器120a，120b或120η该被替换时，存储在该可移除存储器中的数据由该数据的高速缓存标记标识。高速缓存空间管理器170向板载存储器140a，140b或140η指派数据的已标识高速缓存标记。高速缓存处理器130向板载存储器140a，140b或140η写入具有该已标识高速缓存标记的数据。高速缓存标记管理器180重写对应于该数据的高速缓存标记，以通过指明该数据存储在哪个板载存储器上而反应该数据存储在板载存储器140a，140b或140η中。
[0030]参考图3，示出了与优化作为储存高速缓存的外部存储器120a，120b到120η及作为备援高速缓存的板载存储器140a，140b到140η的使用相关联的存储器卡100的一个实施方式。图3包括与图1所示那些特征类似的特征，这些特征被指派以相同的附图标记。为了确保有可用的板载存储器存储高速缓存至外部存储器120a，120b或120η的数据，可以预留板载存储器的一部分以用作预留的备援高速缓存240。
[0031]存储器卡100将板载存储器140a，140b到140η用作储存介质。然而，为了确保有可用的板载存储器存储高速缓存在外部存储器120a，120b到120η中的数据，预留板载存储器的一部分(此处的140a和140b)以作为备援高速缓存240。不会向预留的备援高速缓存240写入，除非外部存储器120a，120b到120η中的一个开始失效。因此，对应于预留备援高速缓存240的板载存储器由高速缓存空间管理器170进行分配。
[0032]图4示出了与优化作为储存高速缓存的可移除存储器和作为备援高速缓存的板载存储器的使用相关联的方法的一个实施方式。在410，该方法包括接收来自错误率监测器的替换信号。该替换信号指示可移除存储器卡寿命终结或失效的预测。该替换信号会在出现一定数量的错误、特定类型的错误、出现了预定错误率、自安装可移除存储器卡的预定时间量，或者发生了针对可移除存储器卡的预定写入量的情况下被接收到。
[0033]在420，该方法包括标识存储在可移除存储器卡中的数据。在430，该可移除存储器卡的数据存储在板载存储器中。为了促进数据的储存，将与存储在该可移除存储器卡中的数据相关联的高速缓存标记改变为指示该数据现在存储在板载存储器中。因此，该数据可以在板载存储器中进行标识。[0034]图5示出了与优化作为储存高速缓存的可移除存储器和作为备援高速缓存的板载存储器的使用相关联的方法的一个实施方式。在510，该方法包括接收来自错误率监测器的替换信号。该替换信号指示可移除存储器卡寿命终结或失效的预测。在520，该方法包括标识存储在可移除存储器卡中的数据。该数据使用对应的高速缓存标记进行标识。高速缓存标记指示该数据存储在可移除存储器中的何处。
[0035]在530，在一个实施方式中，在向板载存储器传送可移除存储器的内容之前，回收该可移除存储器中的某些数据。使用回收策略从该可移除存储器移除该数据。例如，最少访问的数据可以从该可移除存储器移除，或者可以移除已经在该可移除存储器中存储最久的数据。在540，该可移除存储器卡的数据存储在板载存储器中。在550，重写用来标识可移除存储器中数据的高速缓存标记，以指示该数据现在存储在板载存储器中。因此，该数据可以位于板载存储器中。
[0036]在560，利用不同的可移除存储器卡来替换该可移除存储器卡。该不同的可移除存储器卡具有之前可移除存储器卡的特征。由于之前可移除存储器卡的数据已经存储到了板载存储器上，所以该系统不需要为了替换可移除存储器卡而关机。因此，该高速缓存包括热插拔存储器卡。
[0037]在570，一旦已经替换了可移除存储器卡，存储在板载存储器中的数据可以移回该可移除存储器卡。因此，在540存储在板载存储器中的数据被写回可移除存储器。该数据继而可以从板载存储器移除(例如，删除)。在580，重写用于标识板载存储器中数据的高速缓存标记，以指示该数据现在存储在可移除存储器卡上。因此，该数据可被标识为存储在相同的可移除存储器卡位置，与替换之前的数据一样。
[0038]通过采用此处描述的设备和方法，可以从“热插拔”可移除存储器卡创建高速缓存。可移除存储器卡可以在高速缓存系统运转时被替换。数据在替换可移除存储器卡时移动至板载存储器。因此，可以在可移除存储器卡即将失效时、利用新的可移除存储器卡替换该可移除存储器卡。可移除存储器卡可以按照错开计划进行替换，以减少在替换可移除存储器卡时丢失的外部储存器的量。
[0039]下文包括此处使用的选定术语的定义。这些定义包括落入可以用于实现并且落入该术语范围的组件的各种示例和/或形式。这些示例不用于限制。术语的单数和复数形式均可落入定义内。
[0040]对“一个实施方式”、“实施方式”、“一个示例”、“示例”等的参考指示这样描述的实施方式或示例可以包括特定特征、结构、特性、属性、元素或限定，但是并不是每个实施方式或示例都必须包括该特定特征、结构、特性、属性、元素或限制。此外，对短语“在一个实施方式中”的重复使用并不必须涉及相同的实施方式，当然也可以涉及一个实施方式。
[0041]此处使用的“逻辑”包括但不限于硬件、固件、存储在非瞬态介质或在机器上执行的指令，和/或每个的组合，用于执行功能或动作，和/或引起来自另一逻辑、方法和/或系统的功能或动作。逻辑可以包括软件控制的微处理器，离散逻辑(例如，ASIC)，模拟电路，数字电路，已编程逻辑器件，包含指令的存储器器件，等等。逻辑可以包括一个或多个门，门的组合，或其他电路组件。尽管描述了多个逻辑，但是也可以将多个逻辑并入一个物理逻辑。类似地，尽管描述了单个逻辑，但是也可以将单个逻辑分布在多个物理逻辑之间。此处描述的一个或多个部件和功能可以使用一个或多个逻辑元素来实现。[0042]出于简化说明的目的，将描述的方法示出并描述为一系列的框。这些方法并不受限于框的顺序，而是某些框可以以与来自示出并描述的其他框不同顺序的发生和/或并发发生。而且，可以使用少于所示的框来实现示例方法。框可以合并或者分散至多个部件。此夕卜，附加的和/或备选的方法可以采用附加的未示出的框。
[0043]就在具体描述或权利要求中采用术语“囊括”或“包含”而言，其以与术语“包括”类似的方式体现包含性，因为在使用该术语时、将其解释为权利要求中的过渡性词汇。
[0044]尽管通过描述示例而示出了示例性系统、方法等，并且尽管已经以相当详细的程度描述了示例，但是本 申请人:并不意在限定或者以任何方式限制所附权利要求的范围至这些细节。当然，不可能为了描述此处描绘的系统、方法等的目的，描述部件或方法的每个可设想组合。因此，本公开不限于示出并描述的特定细节，代表性设备，以及示意性示例。由此，此申请意在包括落入所附权利要求范围内的变体、修改和变化。
【权利要求】
1.一种设备，包括: 高速缓存空间管理器，配置用于引起高速缓存处理器向存储器器件的板载存储器存储所述存储器器件的可移除存储器卡的数据；以及 错误率监测器，配置用于监测所述可移除存储器卡的操作参数，以及驱动所述高速缓存处理器在所述操作参数符合预定标准时、向所述板载存储器存储来自所述可移除存储器卡的所述数据。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述板载存储器的一部分被预留，以用于存储来自所述可移除存储器卡的所述数据。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述高速缓存空间管理器配置用于使用回收策略，以用于在向所述板载存储器存储来自所述可移除存储器卡的数据之前、从所述可移除存储器卡回收数据。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述回收策略至少部分基于所述数据已存储在所述高速缓存中的时间量或者所述数据被使用的频率。
5.根据权利要求1所述的设备，进一步包括:高速缓存标记管理器，配置用于修改与存储在所述可移除存储器卡中的数据相关联的高速缓存标记，以指示所述数据存储在板载存储器中。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述操作参数是下述之一:i)错误数量，?)错误类型，iii)错误率，iv)自所述可移除存储器卡安装时起逝去的时间量，V)按照替换计划发生的事件，或Vi)向所述可移除存储器卡写入的数量。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述可移除存储器是多层单元存储器，以及所述板载存储器是单层单元存储器。`
8.一种方法，包括: 接收来自监测器的卡替换信号，所述监测器监测可移除存储器卡的操作参数；以及 将所述可移除存储器卡的所述数据存储在与所述可移除存储器卡不同的存储器中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述存储器是所述可移除存储器卡安装于其中的存储器器件的板载存储器。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述卡替换信号是在发生下述事件时生成的:i)特定错误数量，?)错误类型，iii)预定错误率，iv)自所述可移除存储器卡安装时起逝去的预定时间量，V)按照替换计划发生的事件，或Vi)向所述可移除存储器卡的预定写入数量。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括:重写用于标识所述可移除存储器中的所述数据的高速缓存标记，以指示所述数据存储在所述存储器中。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括: 利用新的可移除存储器卡替换所述可移除存储器卡；以及 向所述新的可移除存储器卡存储在所述存储器中存储的所述数据。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括:重写用于标识所述存储器中的所述数据的高速缓存标记，以指示所述数据存储在所述新的存储器中。
14.一种高速缓存系统，包括: 高速缓存；高速缓存处理器； 至少一个插口，配置用于放置与所述高速缓存处理器通信的可移除存储器卡；以及 高速缓存替换逻辑，配置用于引起所述高速缓存处理器在替换所述可移除存储器卡时、向所述高速缓存存储在所述可移除存储器卡上存储的数据。
15.根据权利要求14所述的高速缓存系统，进一步包括:错误率监测器，配置用于监测安装在所述至少一个插口中的所述可移除存储器卡的操作参数，以及在所述操作参数满足预定标准时、驱动所述高速缓存替换逻辑。
16.根据权利要求15所述的高速缓存系统，其中所述错误率监测器监测的所述操作参数至少包括下述之一的发生:i)特定的错误数量，?)错误类型，iii)预定的错误率，iv)自所述可移除存储器卡安装时起逝去的预定时间量，V)按照替换计划发生的事件，或vi)向所述可移除存储器卡的预定写入数量。
17.根据权利要求14所述的高速缓存系统，其中所述高速缓存是所述高速缓存系统的板载存储器。
18.根据权利要求14所述的高速缓存系统，其中所述高速缓存是可移除存储器卡。
19.根据权利要求14所述的高速缓存系统，进一步包括:高速缓存空间管理器，配置用于使用回收策略，以在向所述高速缓存存储来自所述可移除存储器卡的数据之前、从所述可移除存储器卡回收数据。
20.根据权利要求14所述的高速缓存系统，其中所述可移除存储器卡和所述高速缓存的一个或二者是多层单元存储器。
21.根据权利要求14所述的高速缓存系统，其中所述可移除存储器卡和所述高速缓存的一个或二者是单层单元存储器。
【文档编号】G06F12/08GK103797471SQ201280044735
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2011年9月14日
【发明者】P·苏塔尔德加, A·P·戈尔 申请人:马维尔国际贸易有限公司