数据缓存设备和用于数据缓存的方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及数据存储技术领域，并且更具体地，涉及数据缓存设备和用于数据缓存的方法。
【背景技术】
[0002]由于计算机系统的存储器容量有限并且是易失性的，所以常常借助存储设备来实现数据存储。存储设备可以容量很大并且是非易失性的，其可以通过总线接口连接到计算机系统，以实现数据的访问。然而，存储设备虽然能做到比较大的容量，但是通常访问速度都比较慢。
[0003]已经提出了使用容量和访问速度可以介于计算机的存储器与存储设备之间的缓存设备，用于存储存储设备中所存储的访问较频繁的数据。如何设计出性能优越的缓存设备是普遍关注的问题。
【发明内容】
[0004]一般地，本发明的实施例提出一种数据缓存设备和用于数据缓存的方法。
[0005]根据本发明的第一方面，提供了一种数据缓存设备。该数据缓存设备包括:至少一个存储器件组，适于支持高速数据访问；以及至少一个转换器，被配置为接收用于数据访问操作的第一指令，并且将第一指令转换为与该至少一个存储器件组相兼容的第二指令以便执行数据访问操作，第一指令从主机设备的高速总线接口传输至该数据缓存设备。
[0006]根据本发明的第二方面，提供了一种用于数据缓存的方法。该方法包括:接收用于数据访问操作的第一指令，该第一指令从主机设备的高速总线接口传输至数据缓存设备；以及将所述第一指令转换为与至少一个存储器件组相兼容的第二指令以便执行数据访问操作，至少一个存储器件组适于支持高速数据访问。
[0007]这方面的实施例还包括一种计算机程序产品。该计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读存储介质上，并且包括机器可执行指令，该指令在被执行时使得机器执行根据本发明的第二方面的方法的步骤。
[0008]通过下文描述将会理解，根据本发明的实施例，可以提供高速的数据缓存。此外，根据本发明的某些实施例，还能够同时提供大容量的数据缓存。
【附图说明】
[0009]结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中:
[0010]图1示出了本发明的实施例可以实施于其中的示例环境；
[0011]图2示出了根据本发明一个实施例的数据缓存设备的框图；
[0012]图3示出了根据本发明的一个实施例的包括主机设备和数据缓存设备的系统的框图；以及
[0013]图4示出了根据本发明的一个实施例的用于在数据缓存设备中进行数据缓存的方法的流程图。
具体实施例
[0014]下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
[0015]在此使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，S卩“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
[0016]首先参考图1，其示出了本发明的实施例可以实施于其中的示例环境100。如图所示，一般而言，环境100可以包括一个或多个客户端110以及一个或多个主机设备120。客户端110与服务器120之间可以通过网络连接彼此通信。
[0017]客户端110可以是任何适当的设备。例如，客户端110的示例包括但不限于以下一个或多个:个人计算机(PC)、膝上型计算机、平板式计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)，等等。
[0018]服务器120可以是能够与客户端110进行通信并且向客户端110提供服务的任何适当设备。例如，服务器120的示例包括但不限于以下一个或多个:主机、刀片服务器、PC、路由器、交换机、膝上型计算机、平板式计算机，等等。在某些实施例中，服务器120也可以被实现为移动设备。
[0019]网络连接是支持客户端110与服务器120之间的双向数据通信的任何适当连接或者链路。根据本发明的实施例，网络连接可以是有线连接，也可以是无线连接。网络连接的示例包括但不限于以下一个或多个:局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网之类的计算机网络，2G、3G或4G等电信网络，近场通信网络，等等。
[0020]应当理解，主机设备120可以通过通用计算设备来实现。例如，主机设备120可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元、存储器以及连接不同系统组件(包括处理器或者处理单元以及存储器)的总线。
[0021]总线表示几类总线结构中的一种或多种，包括数据总线、地址总线、控制总线、扩展总线、局部总线等。举例来说，体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MAC)总线、增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线、外围组件互连(PCI)总线以及外围组件快速互连(PCIe)总线。
[0022]环境100还可以包括一个或多个存储设备140，主机设备120可以对存储设备140执行数据读写操作。存储设备140可以是可移动或不可移动的非易失性计算机存储介质。例如，可以是只读存储器(ROM)、光盘(CD)ROM、磁盘和磁带、以及磁盘阵列等。磁盘阵列可以例如包括网络附加存储(NAS)设备、存储局域网(SAN)设备和/或直连存储(DAS)设备。
[0023]应当理解，图1所示的客户端110、主机设备120和存储设备140的数目仅仅是出于说明之目的而无意于限制。
[0024]根据本发明的实施例，在环境100中还包括缓存设备130。缓存设备130的容量和访问速度可以介于主机设备130的存储器与存储设备140之间，用于存储存储设备中所存储的访问频率比较高的数据。
[0025]一种缓存设备是基于PCIe的闪存(Flash)缓存设备。Flash技术的使用保证了此种缓存设备的容量较大。然而，基于Flash技术的缓存设备的访问速度通常较低。例如，读写延时较长，即从发出读写请求到读写完成之间的时间差较长。或者，最大每秒输入输出(1PS)较低，即单位时间能够处理的请求数目较少。
[0026]另外，此种缓存设备通常按照PCIe标准做成单卡的形式，这导致在尺寸和容量方面存在一定的限制。而且，插卡模式不支持热插拔。当需要对该缓存设备进行维护时，例如替换、添加和/或移除缓存设备时，需要将主机设备断电，这会导致不必要的服务中断。
[0027]另一种缓存设备是基于串行连接小型计算机系统接口(SAS)的flash磁盘阵列。该磁盘阵列克服了前一种缓存设备由于单卡形式导致的尺寸和容量限制。然而，由于SAS技术的引入，可能需要SAS与PCIe之间的额外的协议转换，这导致了与前一种缓冲设备相t匕，此种缓存设备的读写延时更长，并且1PS更低。
[0028]再一种缓存设备基于以flash代替双列直插式存储模块(DIMM)的超DnM(UltraDIMM)技术。例如，将flash做成存储器条、例如DIMM条的形式，直接插在主机服务器的DIMM槽中。flash的使用同样可以增加存储容量。而且，该缓存设备可以使用速度较快的双倍速率(DDR)技术来访问，使得访问速度提高。
[0029]然而，存储器条的形式仍然存在尺寸和容量限制，并且flash条会占用主机设备中有限的用于放置存储器条的空间，从而导致主机设备的存储器的容量的减少。而且，存储器条的形式同样无法支持热插拔。此外，flash仍然存在访问速度不够高的问题。
[0030]还有一种缓存设备的实现方式是