儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖6是采用圖5所示的具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)的讀操作流程圖；
[0055]圖7是采用圖5所示的具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)的寫操作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]如圖5所示，本發(fā)明的一個實(shí)施例的具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)，包括主機(jī)內(nèi)存DRAM與固態(tài)硬盤，固態(tài)硬盤包括主控芯片、NAND芯片與MRAM，主機(jī)內(nèi)存DRAM包括讀緩存，MRAM包括寫緩存。
[0057]主機(jī)內(nèi)存還包括讀緩存表，讀緩存表用于存儲讀緩存中每一頁是否空閑以及非空閑時對應(yīng)的NAND頁地址。
[0058]讀緩存表還可以存儲讀操作時間或讀操作頻率。
[0059]MRAM還包括寫緩存表，寫緩存表用于存儲寫緩存中每一頁是否空閑以及非空閑時對應(yīng)的NAND頁地址。
[0060]寫緩存表還可以存儲寫操作時間或?qū)懖僮黝l率。
[0061]本實(shí)施例中的具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)，首先讀操作性能更好，由于固態(tài)硬盤接口的速度通常比主機(jī)內(nèi)存接口速度慢，使用主機(jī)內(nèi)存中的讀緩存比使用固態(tài)硬盤內(nèi)部的MRAM中的讀緩存，讀操作速度更快；其次使用MRAM作為寫緩存，在保證數(shù)據(jù)在意外斷電情況下安全的同時，也大大提高了數(shù)據(jù)寫入的速度；使用主機(jī)內(nèi)存中的讀緩存，就可以使得有限的MRAM空間盡可能多地用作寫緩存，使得成本最優(yōu)。
[0062]使用MRAM作為NAND寫緩存，不但速度快，而且因?yàn)樵谕话l(fā)斷電的情況下更加安全，節(jié)省了昂貴的斷電保護(hù)系統(tǒng)。使用MRAM作為寫緩存還減少了 NAND的寫次數(shù)，起到了保護(hù)它并延長使用壽命的作用。
[0063]固態(tài)硬盤內(nèi)部也可以混合使用DRAM與MRAM，如圖3所示；MRAM還可以與主控芯片集成在一個芯片中；本發(fā)明對此不作限制。
[0064]采用本實(shí)施例的具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)的讀方法，如圖6所示，包括以下步驟:
[0065](I)收到讀取NAND頁指令；
[0066](2)根據(jù)NAND頁地址，在讀緩存表中搜索NAND頁是否在主機(jī)內(nèi)存的讀緩存中，如果在讀緩存中，從相應(yīng)的讀緩存頁中讀取NAND頁的數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟(7);如果不在讀緩存中，執(zhí)行步驟⑶；
[0067](3)根據(jù)NAND頁地址，在寫緩存表中搜索NAND頁是否在MRAM的寫緩存中，如果在寫緩存中，從寫緩存中讀取NAND頁的數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟(5);如果不在寫緩存中，執(zhí)行步驟
(4);
[0068](4)從NAND芯片中讀取NAND頁的數(shù)據(jù)；
[0069](5)如果讀緩存中沒有空閑讀緩存頁，清理讀緩存；
[0070](6)將讀取的NAND頁的數(shù)據(jù)寫入空閑讀緩存頁；
[0071](7)讀操作結(jié)束。
[0072]步驟(5)清理讀緩存的方法可以包括以下步驟:
[0073](I)釋放讀操作時間最早或讀操作頻率最低的讀緩存頁；
[0074](2)將讀緩存表中讀緩存頁相關(guān)記錄的是否空閑更新為空閑。
[0075]清理讀緩存也可以采用其他方法，本發(fā)明對此不作限制。
[0076]采用本實(shí)施例的具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)的寫方法，如圖7所示，包括以下步驟:
[0077](I)收到寫NAND頁指令；
[0078](2)根據(jù)NAND頁地址，在讀緩存表中搜索NAND頁是否在主機(jī)內(nèi)存的讀緩存中，如果在讀緩存中，將數(shù)據(jù)寫入讀緩存中相應(yīng)的讀緩存頁中；
[0079](3)根據(jù)NAND頁地址，在寫緩存表中搜索NAND頁是否在MRAM的寫緩存中，如果在寫緩存中，將數(shù)據(jù)寫入寫緩存中相應(yīng)的寫緩存頁中，執(zhí)行步驟(6);如果不在寫緩存中，執(zhí)行步驟⑷；
[0080](4)將數(shù)據(jù)寫入寫緩存的空閑寫緩存頁中，將寫緩存表中寫緩存頁相應(yīng)記錄的是否空閑更新為非空閑；
[0081](5)如果寫緩存的空閑寫緩存頁少于第一預(yù)警值，清理寫緩存；
[0082](6)寫操作結(jié)束。
[0083]步驟(2)中將數(shù)據(jù)寫入讀緩存中相應(yīng)的讀緩存頁中，用于保持讀緩存中的數(shù)據(jù)與更新的數(shù)據(jù)一致。
[0084]步驟(5)清理寫緩存的方法可以包括以下步驟:
[0085](I)將寫操作時間最早或?qū)懖僮黝l率最低的寫緩存頁的數(shù)據(jù)寫回相應(yīng)的NAND頁；
[0086](2)釋放寫緩存頁；
[0087](3)將寫緩存表中寫緩存頁相關(guān)記錄的是否空閑更新為空閑。
[0088]清理寫緩存也可以采用其他方法，本發(fā)明對此不作限制。
[0089]本發(fā)明提供的具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)及讀寫方法，首先讀操作性能更好，由于固態(tài)硬盤接口的速度通常比主機(jī)內(nèi)存接口速度慢，使用主機(jī)內(nèi)存中的讀緩存比使用固態(tài)硬盤內(nèi)部的DRAM/MRAM中的讀緩存，讀操作速度更快；其次使用MRAM作為寫緩存，在保證數(shù)據(jù)在意外斷電情況下安全的同時，也大大提高了數(shù)據(jù)寫入的速度；使用主機(jī)內(nèi)存中的讀緩存讀緩存，就可以使得有限的MRAM空間盡可能多地用作寫緩存。使得成本最優(yōu)；使用MRAM作為NAND寫緩存，不但速度快，而且因?yàn)樵谕话l(fā)斷電的情況下更加安全，節(jié)省了昂貴的斷電保護(hù)系統(tǒng)，同時也降低了功耗；使用MRAM作為寫緩存還減少了 NAND的寫次數(shù)，起到了保護(hù)它并延長使用壽命的作用；總之，這是一個費(fèi)效比很好的方案。
[0090]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲系統(tǒng)包括主機(jī)內(nèi)存與固態(tài)硬盤，所述固態(tài)硬盤包括主控芯片、NAND芯片與MRAM，所述主機(jī)內(nèi)存包括讀緩存，所述MRAM包括寫緩存。2.如權(quán)利要求1所述的存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)內(nèi)存還包括讀緩存表，所述讀緩存表用于存儲讀緩存中每一頁是否空閑以及非空閑時對應(yīng)的NAND頁地址。3.如權(quán)利要求1所述的存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述MRAM還包括寫緩存表，所述寫緩存表用于存儲寫緩存中每一頁是否空閑以及非空閑時對應(yīng)的NAND頁地址。4.如權(quán)利要求1所述的存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述MRAM通過DDRDRAM接口與所述固態(tài)硬盤的主控芯片連接。5.如權(quán)利要求1所述的存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述MRAM集成于所述固態(tài)硬盤的主控芯片中。6.如采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的存儲系統(tǒng)的讀方法，其特征在于，所述采用存儲系統(tǒng)的讀方法包括以下步驟: (1)收到讀取NAND頁指令； (2)根據(jù)所述NAND頁地址，在讀緩存表中搜索所述NAND頁是否在主機(jī)內(nèi)存的讀緩存中，如果在所述讀緩存中，從相應(yīng)的所述讀緩存頁中讀取所述NAND頁的數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟(7);如果不在所述讀緩存中，執(zhí)行步驟(3); (3)根據(jù)所述NAND頁地址，在寫緩存表中搜索所述NAND頁是否在MRAM的寫緩存中，如果在所述寫緩存中，從所述寫緩存中讀取所述NAND頁的數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟(5);如果不在所述寫緩存中，執(zhí)行步驟(4); (4)從NAND芯片中讀取所述NAND頁的數(shù)據(jù)； (5)如果讀緩存中沒有空閑讀緩存頁，清理所述讀緩存； (6)將讀取的所述NAND頁的數(shù)據(jù)寫入所述空閑讀緩存頁； (7)讀操作結(jié)束。7.如采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的存儲系統(tǒng)的寫方法，其特征在于，所述采用存儲系統(tǒng)的寫方法包括以下步驟: (1)收到寫NAND頁指令； (2)根據(jù)所述NAND頁地址，在讀緩存表中搜索所述NAND頁是否在主機(jī)內(nèi)存的讀緩存中，如果在所述讀緩存中，將數(shù)據(jù)寫入所述讀緩存中相應(yīng)的讀緩存頁中； (3)根據(jù)所述NAND頁地址，在寫緩存表中搜索所述NAND頁是否在MRAM的寫緩存中，如果在所述寫緩存中，將數(shù)據(jù)寫入所述寫緩存中相應(yīng)的寫緩存頁中，執(zhí)行步驟￠);如果不在所述寫緩存中，執(zhí)行步驟(4); (4)將數(shù)據(jù)寫入所述寫緩存的空閑寫緩存頁中，將寫緩存表中所述寫緩存頁相應(yīng)記錄的是否空閑更新為非空閑； (5)如果所述寫緩存的空閑寫緩存頁少于第一預(yù)警值，清理所述寫緩存； (6)寫操作結(jié)束。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)，包括主機(jī)內(nèi)存與固態(tài)硬盤，固態(tài)硬盤包括主控芯片、NAND芯片與MRAM，主機(jī)內(nèi)存包括讀緩存，MRAM包括寫緩存。本發(fā)明還提供采用該具有二級緩存結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)的讀寫方法。本發(fā)明提供的二級緩存結(jié)構(gòu)及采用該二級緩存結(jié)構(gòu)的讀寫方法，首先讀操作性能更好；其次使用MRAM作為寫緩存，在保證數(shù)據(jù)在意外斷電情況下安全的同時，也大大提高了數(shù)據(jù)寫入的速度；使用主機(jī)內(nèi)存中的讀緩存，就可以使得有限的MRAM空間盡可能多地用作寫緩存，使得成本最優(yōu)，節(jié)省了昂貴的斷電保護(hù)系統(tǒng)；使用MRAM作為寫緩存還減少了NAND的寫次數(shù)，起到了保護(hù)它并延長使用壽命的作用；這是一個費(fèi)效比很好的方案。
【IPC分類】G06F12/08
【公開號】CN105630700
【申請?zhí)枴緾N201510214742
【發(fā)明人】戴瑾
【申請人】上海磁宇信息科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年4月29日