用于在多高速缓存环境中管理高速缓冲存储器的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开一般地设及高速缓冲存储器管理，并且更特别地设及用W在多高速缓存环 境中管理高速缓冲存储器的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，在计算机（例如，服务器、个人计算机、服务器场等）中已经采用协处理器 板来扩展此类计算机的一个或多个能力。协处理器板可包括布置在总线可插入附加卡上的 任何数目的核、存储器和高速缓存。协处理器板允许计算机W可缩放的方式满足处理需求， 只要可用总线接口常驻在主计算机上即可。
【附图说明】
[0003] 图1是已知主计算机配置的示意图。
[0004] 图2是用W在多高速缓存环境中管理高速缓冲存储器的主计算机配置的示意图。
[0005] 图3是W符合本文公开的方法、装置、系统和制品的方式在多高速缓存环境中管理 高速缓冲存储器的图2的示例性委托管理器的示意图。
[0006] 图4是W符合本文公开的方法、装置、系统和制品的方式在多高速缓存环境中管理 高速缓冲存储器的图2的示例性远程高速缓存客户端的示意图。
[0007] 图5、6、74、78、84、88和8(：是表示可被执行^在多高速缓存环境中管理高速缓冲存 储器的示例性机器可读指令的流程图。
[000引图9是可执行图5、6、74、78、84、88和8(：的示例性机器可读指令^实现图2-4的示例 性委托管理器和示例性远程高速缓存客户端的示例性处理器平台的框图。
【具体实施方式】
[0009] 虽然协处理器板(在本文中有时称为集成众核(MIC)设备/节点）可被插入具有一 个或多个可用总线接口（例如，外围部件互连(PCI)、快速PCKPCI-E)等）的主计算机平台 中，但此类协处理器板依赖于与主机平台相关联的一个或多个通信层W促进存储服务。通 常，协处理器板不包括板上储存器(例如，硬盘驱动器)且替代地依赖于用于存储资源的主 计算机。主计算机存储资源可包括一个或多个硬盘驱动器、光学驱动器、固态驱动器和/或 到外部存储子系统(例如，网络附加储存(NAS ))的网络连接。
[0010] 通常由MIC节点通过采用和/或W其他方式结合主机总线上的仿真网络堆找作为 基于网络的文件系统（NBFS)(诸如网络文件系统(NFS)来访问主计算机存储资源。然而， NBFS实施方式引入了在处理向/从主计算机的读和/或写操作时负担一个或多个协处理器 板的能力的软件开销、管理复杂性和带宽限制。图1是具有被与之连接的一个节点的已知主 计算机配置100的示意图。在图1的所示示例中，配置100包括主计算机系统102,其具有被通 信连接到节点1〇6(例如，Inter Xeon PM ?协处理器板)的总线104(例如，PCI-E总线）。虽 然图1的所示示例包括总线104,但本文公开的示例性方法、装置、系统和/或制品不限于此。 在一些示例中，可经由一个或多个集群或集群结构互连来连接MIC。在其他示例中，可经由 InfiniBand?集群互连和/或任何其他高速集群互连来实现总线104。示例性主机102包括虚 拟文件系统(VFS)108W促进高速缓存管理和与示例性高速缓存110的通信，其中，示例性 VFS 108被通信连接到文件系统管理器112、仿真存储/网络层114W及物理储存器115(例 如，存储器(RAM)、磁盘、硬盘驱动器等）。示例性存储/网络层114被通信连接到示例性总线 104W允许对示例性节点106上的文件系统层发生读和/或写操作。
[0011] 示例性节点106包括VFS 116、文件系统管理器118和仿真存储/网络层120W促进 高速缓存管理和与示例性节点高速缓存122的通信。在发生文件访问请求124(例如，被节点 的一个或多个执行进程调用的用户文件访问请求等）的情况下，穿过所有的示例性VFS 116、文件系统管理器118和仿真存储/网络层120。如上所述，节点采用主机的制来促 进存储读和/或写操作，运增加复杂性和带宽限制。例如，NBFS 118包括要求调谐W允许总 线104和/或总线接口之上的仿真的网络堆找。另外，MIC节点通常被针对计算速度和/或效 率进行优化，并且添加仿真网络层并不是很好地配合在MIC节点的受限板上管理系统（例 如，系统管理控制器(SMC))内的本地部件。
[0012] 图2是用W在多高速缓存环境中管理高速缓冲存储器的主计算机配置200的示意 图。在图2的所示示例中，主机配置200包括主计算机202,其具有用户/设备文件访问请求管 理器204、锁定和高速缓存委托管理器206(在下文中"委托管理器"）、高速缓冲存储器208和 文件系统管理器210,文件系统管理器210被通信连接到磁盘储存器212和网络储存器214。 示例性委托管理器206经由主计算机202的总线218被通信连接到节点216。如上所述，可将 示例性总线218实现为PCI总线、PCI-E总线和/或任何其他类型的总线或任何类型的高速互 连，诸如InfiniBand?或类似集群结构互连。同样如上所述，示例性节点216可W是协处理器 板，其具有任何数目的核，诸如名为Xeon Phi ?的由Inter制造的MIC。虽然图2的所示示例 包括单个节点（即，节点216)，但可基于示例性主计算机202的可用总线插槽的数目实现任 何数目的节点。
[0013] 在图2的所示示例中，节点216包括用户/设备文件访问请求管理器220、远程高速 缓存客户端222W及节点高速缓冲存储器224。在操作中，通过示例性主机202和/或(一个或 多个)示例性节点216的所有读和/或写请求由示例性委托管理器206经由示例性总线218来 管理。特别地，示例性委托管理器206绕过、约束、转移、禁用和/或W其他方式阻断传统上可 能W与示例性主机202相关联的基于NBFS的网络层为目标的高速缓存读/写请求。当由示例 性委托管理器206检测到总线设备(例如，MIC节点佩，诸如被连接到示例性总线218的一个 或多个节点，示例性委托管理器206确定新添加/附接的总线设备是否包括远程高速缓存客 户端，诸如图2的示例性远程高速缓存客户端222。如果是运样，则示例性委托管理器206禁 用和/或W其他方式阻止对节点的基于网络的文件访问W减少带宽等待时间和/或使其最 小化，并经由示例性总线218来建立节点高速缓存通信服务。在一些示例中，针对一个或多 个其他MIC功能保持仿真网络层114。另外，响应于由示例性主机202和/或一个或多个节点 (例如，节点216)发起的一个或多个读和/或写请求，示例性委托管理器206控制两个设备充 当共享高速缓存的高速缓存行为，如下面进一步详细描述的。换言之，示例性委托管理器 206使单独节点处的两个单独高速缓存设备之间的高速缓存状态同步W促进通过主机平台 总线(例如，总线218)的锁定通信。
[0014] 图3是图2的示例性委托管理器206的示意图。在图3的所示示例中，委托管理器206 包括主机文件请求接口 302、主机总线接口 304、主机高速缓存管理器306、远程高速缓存管 理器308、锁定管理器310和块对齐管理器312。在操作中，示例性主机总线接口 304检索和/ 或W其他方式在总线218上从节点（例如，示例性节点216)接收一个或多个读/写请求。例 如，来自节点216的读请求被示例性总线主机接口 304经由总线218检索，并调用示例性锁定 管理器310W应用一个或多个锁定规则。如下面进一步详细描述的一个或多个锁定规则建 立请求者(例如，发出读请求的节点216)的节点高速缓存224与主机高速缓存208之间的相 互且同步的锁定状态。然后高速缓存数据传输可比（一个或多个)硬盘读/写操作基本 上更快和/或比基于网络的数据传输基本上更快的方式发生。另外，由于(一个或多个)NBFS 层被从通信参与中排除（例如，被约束、转移、禁用），所W与相对较慢的仿真基于网络的标 准(例如，W太网）相比，相对更快的主机总线218(例如，快速PCI)改善了通信速度。
[0015] 在一个或多个共享高速缓存传输之后，示例性主机文件请求接口 302与示例性主 机文件系统管理器210相交互W管理向/从相对较慢的存储设备（例如，硬盘、NAS等）的写 和/或读。此类相对较慢的存储设备可被示例性主机文件请求接口 302独立于共享高速缓存 活动而调用W避免一个或多个瓶颈。示例性远程高速缓存管理器308和示例性主机高速缓 存管理器306分别地促进示例性节点高速缓存224与主机高速缓存208之间的数据传输。另 夕h当前锁定状态值可被示例性远程高速缓存管理器308和示例性主机高速缓存管理器306 查询，从而使得示例性锁定管理器310可调用正确的状态转换规则。
[0016] 在一些示例中，读和/或写请求可包括跨越两个或更多块的字节范围。一般而言， 高速缓冲存储器的每个块(例如，节点高速缓存224、主机高速缓存208、附加节点高速缓存 设备等)可W包括例如512个字节，其中读和写操作基于逐个块发生。换言之，并不在块的各 部分中执行高速缓存读/写操作，而是替代地要求对整个块巧12字节)进行读/写。虽然本文 公开的所示示例指代具有512个字节的块尺寸的系统，但本文公开的示例性方法、系统、装 置和/或制品不限于此。在跨越超过一个块的读/写请求的情况下，此类读/写请求是未对齐 的。例如，在字节15的读请求的情况下，则所有的字节1-512(即，第一块)实际上都被检索， 并且在其后可提取与字节15相关联的特定信息/数据。另一方面，在读操作对字节500-524 感兴趣的情况下，则读操作是未对齐的，因为字节1-512与第一块相关联，并且字节513-1024与第二块相关联。同样地，集中于跨越两个或更多块的一系列字节的读操