一種節能存儲系統的ssd與hdd混合緩存管理方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法及系統，其方法包括：構建包括SSD緩存與HDD緩存的混合緩存，利用SSD緩存存放最熱數據，用HDD緩存存放次熱數據；創建基于狀態與熱度結合的全局訪問表；根據全局訪問表對用戶請求進行分類處理；根據供電狀況對主存儲池的數據節點進行操作：在面向新能源的節能存儲系統的主存儲池之上引入由SSD緩存和HDD緩存組成的混合緩存；在供電不足時段，緩存層在處理存儲系統的絕大部分請求，在保證數據可用性和存取性能的同時，減少對主存儲池的訪問次數；并優先淘汰緩存中處于開啟狀態磁盤的數據，盡可能在HDD緩存中保留關閉磁盤的數據，減少關閉磁盤的被動開啟，起到減少磁盤被動開啟、降低訪問能耗的作用。
【專利說明】
一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法及系統
技術領域
[0001 ]本發明屬于信息存儲技術領域，更具體地，涉及一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法及系統。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的高速發展，信息量的爆炸式增長給數據中心帶來了巨大的能耗需求，存儲系統的能耗在數據中心總能耗中的占比逐漸增大;主要原因包括:(I)單個存儲設備的容量增長速度緩慢，需要更多的存儲設備以滿足急劇增長的數據存儲需求，導致存儲設備的能效提升速度緩慢；(2)存儲設備性能的提升速度落后于存儲容量的增長速度，導致存儲系統的能效指數增長緩慢；(3)存儲部件能效的提升速度遠遠低于計算部件能效的提升速度，當數據中心的負載較低的時候，存儲設備的能耗占數據中心總體能耗的比例顯著增大；(4)隨著云存儲支撐的云環境的發展，“胖服務器瘦客戶端”的服務趨勢使更多的數據存儲在數據中心，進一步增加了數據中心存儲系統的負擔。
[0003]現有技術引入了新能源來解決數據中心存儲系統能耗問題;但新能源的間歇性和不穩定性對數據存儲穩定性可靠性帶來了很大的挑戰，具體為:
[0004](I)在能源供應不足時段，如何找到最佳的數據組織方案來開啟最少的存儲節點以保證數據可用性；
[0005](2)在能源不足時，迀移哪些數據、關閉哪些節點以滿足系統的可用性;若不能有效組織經常訪問的節點和較少訪問的節點的數據布局，會導致性能下降，可靠性降低，甚至出現數據無法正常訪問的問題；
[0006](3)當能源的供應大于負載需求時，迀移哪些數據、開啟哪些存儲節點以最大化地利用新能源、發揮存儲系統的性能;在開啟部分節點后，如何組織和管理這些節點里的數據將影響到存儲系統的負載均衡、可用性以及可靠性。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種節能存儲系統的SSD(Solid-State Drives)與HDD(Hard Disk Drive)混合緩存管理方法及系統，其目的在于在能源供電不足時段減少對主存儲池的訪問次數，降低該時段的能耗需求。
[0008]為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，具體如下:
[0009](I)構建包括SSD緩存與HDD緩存的混合緩存；SSD緩存用于存放最熱數據，從而充分利用SSD的高性能;而HDD緩存作為SSD容量的補充，存放次熱數據；
[0010]其中，最熱數據是指訪問頻率超過Μ(Μ>0)的數據集，次熱數據是指訪問頻率介于N(0〈Ν〈Μ)與M之間的數據集;其中，M與N可根據系統由用戶設置；
[0011 ] (2)創建基于狀態與熱度結合的全局訪問表，維護全局數據訪問信息;在所述全文訪問表中，以“對象編號，磁盤編號，熱度值”的格式記錄各數據對象的狀態信息；
[0012](3)對用戶請求進行分類處理；
[0013]對于寫請求，根據全局訪問表將寫請求的數據優先寫在緩存層的SSD中，并在磁盤緩存中以日志方式寫入副本；
[0014]由此保證數據可靠性，既可以提高寫性能，又可以將該寫請求后續的倒盤操作延遲至供電充足的時段，從而充分利用新能源所供電力；
[0015]對于讀請求，根據全局訪問表確定請求的數據所在的位置;優先在緩存層中查找目標數據，若未在緩存層的SSD緩存和HDD緩存中命中，則進入主存儲池中查找請求的數據。
[0016]優選地，上述節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，其步驟(3)包括如下子步驟:
[0017](3-1)判斷用戶請求類型，若是讀請求則進入步驟(3-2)，若是寫請求則進入步驟(3-5);
[0018](3-2)根據全局訪問表判斷用戶請求的數據是否存在SSD緩存中:若是，則更新該數據對象在全局訪問表中的狀態，并返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-3);
[0019](3-3)采用全局訪問表判斷用戶請求的數據是否在HDD緩存中，若是，則更新該數據對象在全局訪問表中的狀態，并返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-4);
[0020](3-4)開啟主存儲池中存放數據的磁盤;從磁盤中讀取用戶請求的數據，結束請求；
[0021](3-5)采用全局訪問表判斷請求的數據是否在SSD緩存中；若是，則更新命中的數據，并更新該數據在全局訪問表的狀態，并結束請求;若否，則進入步驟(3-6);
[0022](3-6)采用全局訪問表判斷請求的數據是否在HDD緩存中；若是，則更新命中的數據，并更新該數據在全局訪問表的狀態，并結束請求;若否，則進入步驟(3-7);
[0023](3-7)判斷SSD緩存中是否有多余的空間；若是，則將新數據寫入SSD緩存;若否，則進入步驟(3_8)；
[0024](3-8)對SSD緩存中的數據按照LRU算法(Least Recently Used，近期最少使用算法)淘汰部分數據獲得新的數據，并將新的數據寫入到HDD緩存中，結束請求。
[0025]優選地，上述節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，對于數據淘汰，優先淘汰緩存中開啟磁盤的冷數據;其中，冷數據是指訪問頻率小于N的數據集。
[0026]優選地，本發明提供的節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，步驟(3)之后還包括基于供電狀況的緩存管理步驟，具體如下:
[0027](4-1)當能源供應為O時，關閉主存儲池中所有HDD磁盤，開啟SSD緩存和HDD緩存；
[0028](4-2)當能源供應不足時，優先關閉最熱數據少的磁盤和次熱數據少的磁盤，以減少數據迀移量；
[0029](4-3)當能源供應充足時，優先開啟在緩存中數據量最大的磁盤，以釋放更多的緩存空間。
[0030]優選地，上述節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，其步驟(4-2)包括以下子步驟:
[0031](4-2-1)計算需要關閉的磁盤個數;減少的新能源供應量為I，而單位節點需要消耗的能量為K，那么關閉的磁盤個數為I/K;
[0032](4-2-2)根據全局訪問表對需要關閉的磁盤上的熱數據數量進行統計并排序；
[0033](4-2-3)將待關閉磁盤的熱數據預取到HDD緩存中；
[0034](4-2-4)根據排序情況關閉次熱數據最少的磁盤，以減少磁盤的數據迀移。
[0035]優選地，上述節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，對于數據預取，優先從主存儲池中預取關閉磁盤的最熱數據和次熱數據。
[0036]優選地，上述節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，其步驟(4-3)包括以下子步驟:
[0037](4-3-1)計算需要關閉的磁盤個數;增加的新能源供應量為H，而單位節點需要消耗的能量為J，則關閉的磁盤個數為H/J;
[0038](4-3-2)根據全局訪問表對每個磁盤的熱數據數量進行統計并排序；
[0039](4-3-3)根據上述排序情況開啟次熱數據最多的磁盤，從而讓HDD緩存騰出更多的空間；
[0040 ] (4-3-4)對HDD緩存的數據進行淘汰。
[0041]為實現本發明目的，按照本發明的另一方面，提供了一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理系統，包括:
[0042](I)第一模塊，包括SSD緩存和HDD緩存組成的混合緩存；SSD緩存主要是存放最熱數據，從而充分利用SSD的高性能，而HDD緩存作為SSD容量的補充，存放次熱數據，從而盡可能保證存儲系統在能源供應不足期間的數據可用性，主存儲區則存放完整的數據集；
[0043](2)第二模塊，用于創建基于狀態與熱度結合的全局訪問表，維護全局數據訪問信息;采用“對象編號，磁盤編號，熱度值”的格式記錄每個對象數據的狀態信息；
[0044](3)第三模塊，用于分類處理用戶請求；
[0045]對于寫請求，根據全局訪問表將所請求的數據優先寫在緩存層的SSD中，并在磁盤緩存中以日志方式寫入副本；以保證數據可靠性，這樣既可以提供較高的寫性能，也可以將該寫請求后續的倒盤操作延遲至供電充足的時段，從而充分利用新能源所供電力；
[0046]對于讀請求，根據全局訪問表確定數據所在位置，優先在緩存層中查找目標數據，如果未在緩存層的SSD緩存和HDD緩存中命中，則進入主存儲池中查找請求的數據；
[0047](4)第四模塊，用于根據收集到的新能源數據獲取新能源供電狀況，并根據供電狀況對選擇性的開啟主存儲池中的數據節點。
[0048]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果；
[0049](I)本發明提供的節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法及系統，在面向新能源的節能存儲系統的主存儲池之上加入由SSD緩存和HDD緩存組成的混合緩存，在供電不足時段，緩存層處理存儲系統的絕大部分請求，保證數據可用性和存取性能的同時，最大程度減少對主存儲池的訪問次數，因為主存儲池的操作能耗高，由此可降低訪問能耗；
[0050](2)本發明提供的節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法及系統，為了減少對處于關閉狀態磁盤的訪問，還包括基于供電狀況的緩存管理步驟，優先淘汰緩存中處于開啟狀態磁盤的數據，盡可能在HDD緩存中保留關閉磁盤的數據，從而減少已關閉磁盤的被動開啟；
[0051]在能源供應不足時，優先關閉熱數據和次熱數據比較少的磁盤，從而減少數據迀移量;而當能源充足時，優先開啟在緩存中數據量最大的磁盤，從而釋放更多的緩存空間；由于訪問已關閉磁盤的數據需要先開啟磁盤，而開啟磁盤會帶來相對較大的延遲時間，以至于影響到存儲系統的整體訪問性能;本方法通過減少被動開啟，減少數據迀移量，不僅減少存儲訪問能耗，還達到開啟最少的存儲節點以保證數據可用性的目的，并且減少磁盤開啟帶來的延時，提高存儲系統的整體訪問性能；
[0052](3)本發明提供的節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法及系統，將最熱數據與次熱數據分開存儲，起到有效組織經常訪問的節點和較少訪問的節點的數據布局的作用，提尚存儲的可靠性。
【附圖說明】
[0053]圖1是本發明實施例中SSD和HDD混合緩存的緩存區域劃分示意圖；
[0054]圖2是本發明實施例中基于供電狀況的緩存管理方法示意圖；
[0055]圖3是本發明實施例中分層分布式存儲系統示意圖；
[0056]圖4是本發明實施例中的混合緩存的訪問路徑示意圖；
[0057]圖5是本發明實施例中的混合緩存的訪問流程圖；
[0058]圖6是本發明實施例中的基于新能源的能耗調度以及緩存管理流程圖。
【具體實施方式】
[0059]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0060]本發明的整體思路在于，在面向新能源的節能存儲系統的主存儲池之上引入SSD和HDD組成的混合緩存;在新能源供電不足時段，緩存層在處理存儲系統的絕大部分請求，在保證數據可用性和存取性能的同時，最大程度減少對主存儲池的訪問次數；由于主存儲區的磁盤存在開啟與關閉兩種不同狀態，為了減少對處于關閉狀態磁盤的訪問，優先淘汰緩存中處于開啟狀態磁盤的數據，盡可能在HDD緩存中保留關閉磁盤的數據，減少關閉磁盤的被動開啟。
[0061 ]圖1所示，是本發明實施例中SSD和HDD混合緩存的緩存區域劃分示意圖；其中，SSD緩存用于存放最熱數據，而HDD緩存作為SSD容量的補充，存放次熱數據，以盡可能保證存儲系統在供應不足期間的數據可用性，主存儲區用于存放完整的數據集。
[0062]圖2所示，是本發明實施例中基于供電狀況的緩存管理方法中HDD緩存的淘汰算法示意圖；
[0063]其中，LRU-鏈表:是為了保證最近被訪問但是訪問頻率很低的數據被淘汰；Hotness-鏈表:為了保正訪問頻率很低但是最近沒有被訪問的數據被淘汰;對象的屬性包括對象編號，磁盤編號，熱度值，所在磁盤的開關狀態，所在位置。
[0064]實施例所提供的節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，包括以下步驟:
[0065](I)構建包括SSD緩存與HDD緩存的混合緩存；SSD緩存用于存放最熱數據，從而充分利用SSD的高性能;而HDD緩存作為SSD容量的補充，存放次熱數據；
[0066]其中，最熱數據是指訪問頻率超過10次/天的數據集，次熱數據是指訪問頻率介于5次/天與10次/天之間的數據集；
[0067](2)采用基于狀態與熱度結合的全局訪問表來維護全局數據訪問信息，每個數據對象都以“對象編號，磁盤編號，熱度值”的格式記錄每個對象的狀態信息;并用不同的形狀表示磁盤的開關狀態；圖2中，矩形表示磁盤是開啟狀態，橢圓表示磁盤是關閉狀態，白色表示數據在主存儲池中，淡灰色表示數據在HDD緩存中，深灰色表示數據在SSD緩存中；
[0068]步驟(2)的處理，既考慮了數據的熱度，又考慮了數據所在磁盤的開關狀態，以便于全局控制；
[0069](3)對用戶請求進行分類處理；
[0070]對于寫請求，根據全局訪問表將寫請求的數據優先寫在緩存層的SSD中，并在磁盤緩存中以日志方式寫入副本；
[0071]由此保證數據可靠性，既可以提高寫性能，也可以將該寫請求后續的倒盤操作延遲至供電充足的時段，從而充分利用新能源所供電力；
[0072]對于讀請求，根據全局訪問表確定請求的數據所在的位置;優先在緩存層中查找目標數據，若未在SSD緩存和HDD緩存中命中，則進入主存儲池中查找請求的數據。
[0073]圖3是本發明實施例中基于SSD和HDD緩存的分層分布式存儲系統示意圖；緩存層由持續工作的SSD緩存和HDD緩存組成;其中SSD緩存用于存儲主存儲池中的熱點數據，HDD則是作為SSD的容量補充;借助SSD的高性能，緩存區可保證數據存取性能;高效識別熱點數據的緩存管理機制，可有效保證從主存儲池中預取熱點數據、緩存層數據倒盤的操作在新能源供電充足時進行。
[0074]實施例中，步驟(3)包括以下子步驟:
[0075](3-1)判斷請求類型，如果是讀請求進入步驟(3-2)，如果是寫請求則進入步驟(3-5)；
[0076](3-2)采用全局訪問表判斷請求的數據是否在SSD里，若是，更新該數據對象在全局訪問表中的狀態，返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-3);
[0077](3-3)采用全局訪問表判斷請求的數據是否在HDD緩存中，若是，則更新該數據對象在全局訪問表中的狀態，返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-4);
[0078](3-4)開啟主存儲池中存放數據的磁盤;并從該磁盤中讀取請求的數據，結束請求；
[0079](3-5)采用全局訪問表判定請求的數據是否在SSD里，若是，更新命中的數據，并更新該數據在全局訪問表的狀態(包括訪問次數，是否干凈)，返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-6);
[0080](3-6)采用全局訪問表判定請求的數據是否在HDD緩存里，若是，則更新命中的數據，并更新該數據在全局訪問表的狀態(包括訪問次數，是否干凈)返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-7);
[0081 ] (3-7)判斷SSD中是否有多余的空間，若是，則直接將新數據寫入SSD緩存，返回請求;若否，則進入步驟(3-8);
[0082](3-8)對SSD的數據按照LRU的方法淘汰部分數據構成新數據，將新數據寫入到HDD緩存中，結束請求。
[0083]圖4所示，是本發明實施例中的混合緩存的訪問路徑示意圖；由于緩存層聚合了整個存儲系統的熱數據以及最新的數據，用戶的請求首先在緩存層中進行處理，而后根據供電的狀況對主存儲池中的數據節點進行操作；
[0084]圖5所示，是本發明實施例中的混合緩存的訪問流程圖；用戶的請求到達后，對用戶請求進行分類處理；
[0085]用戶的寫請求到達后，首先將寫請求的數據在緩存層中，且優先寫在緩存層的SSD中，并在磁盤緩存中以日志方式寫入副本，以保證數據可靠性，這樣既可以提高寫性能，又可以將該寫請求后續的倒盤操作延遲至供電充足的時段，從而充分利用新能源所供電力；
[0086]用戶的讀請求到達后，系統首先在緩存層中查找目標數據，如果未在SSD緩存和HDD緩存中命中，則進入主存儲池中查找請求的數據。
[0087]在實施例中，由于緩存層聚合了整個存儲系統的熱數據以及最新的數據，因此還包括先在緩存層進行用戶請求處理，再根據供電的狀況選擇性的開啟主存儲池中的數據節點的步驟(4)，具體如下:
[0088](4-1)當能源供應為O時，關閉主存儲池中所有HDD磁盤，開啟SSD緩存和HDD緩存；
[0089](4-2)當能源供應不足時，優先關閉最熱數據少的磁盤和次熱數據少的磁盤，以減少數據迀移量；
[0090](4-3)當能源充足時，優先開啟在緩存中數據量最大的磁盤，以釋放更多的緩存空間；
[0091]并且，為了減少“關閉磁盤”的被動開啟操作，對于數據淘汰，優先淘汰緩存中開啟磁盤的冷數據;對于數據預取，優先從主存儲池中預取關閉磁盤的最熱數據和次熱數據;實施例中，冷數據是指訪問頻率小于5次/天的數據。
[0092]其中，步驟(4-2)的流程如圖6所示，包括以下子步驟:
[0093](4-2-1)計算需要關閉的磁盤個數；
[0094](4-2-2)根據全局訪問表對擬關閉的磁盤上的熱數據數量進行統計并排序；
[0095](4-2-3)將擬關閉磁盤上的熱數據預存到HDD緩存中；
[0096](4-2-4)關閉次熱數據最少的磁盤，以減少磁盤的數據迀移。
[0097]實施例中，步驟(4-3)包括以下子步驟:
[0098](4-3-1)計算需要關閉的磁盤個數；
[0099](4-3-2)根據全局訪問表對每個磁盤的熱數據數量進行統計并排序；
[0100](4-3-3)開啟次熱數據最多的磁盤，從而可以讓HDD緩存騰出更多的空間；
[0101 ] (4-3-4)對HDD緩存的數據進行淘汰。
[0102]實施例還提供了一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理系統，包括:
[0103](I)第一模塊，包括SSD緩存和HDD緩存組成的混合緩存；SSD緩存主要是存放最熱數據，HDD緩存由于存放次熱數據;主存儲區則存放完整的數據集；
[0104](2)第二模塊，用于創建基于狀態與熱度結合的全局訪問表，維護全局數據訪問信息;采用“對象編號，磁盤編號，熱度值”的格式記錄每個對象數據的狀態信息；
[0105](3)第三模塊，用于分類處理用戶請求；
[0106]對于寫請求，根據全局訪問表將所請求的數據優先寫在緩存層的SSD中，并在磁盤緩存中以日志方式寫入副本;對于讀請求，根據全局訪問表確定數據所在位置，優先在緩存層中查找目標數據，如果未在緩存層的SSD緩存和HDD緩存中命中，則進入主存儲池中查找請求的數據；
[0107](4)第四模塊，用于根據收集到的新能源數據獲取新能源供電狀況，并根據新能源供電狀況對選擇性的開啟主存儲池中的數據節點。采用實施例提供的上述節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法及系統，在供電不足時段，由緩存層處理存儲系統的絕大部分請求，減少對主存儲池的訪問次數，可減少訪問能耗;并且，優先淘汰緩存中處于開啟狀態磁盤的數據，盡可能在HDD緩存中保留關閉磁盤的數據，減少已關閉磁盤的被動開啟，起到減少數據迀移、減少訪問能耗的效果；以解決新能源的間歇性和不穩定性對數據存儲穩定性可靠性帶來的問題。
[0108]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理方法，其特征在于，具體如下: (1)構建包括SSD緩存與HDD緩存的混合緩存;所述SSD緩存用于存放最熱數據，所述HDD緩存用于存放次熱數據； (2)創建基于狀態與熱度結合的全局訪問表，在所述全文訪問表中，以“對象編號，磁盤編號，熱度值”的格式記錄各數據對象的狀態信息； (3)根據所述全局訪問表對用戶請求進行分類處理， 對于用戶寫請求，將寫請求的數據優先寫在SSD緩存中，并在磁盤緩存中以日志方式寫入副本； 對于用戶讀請求，優先在緩存層中查找目標數據，當未在緩存層命中時，再進入主存儲池中查找請求的數據。2.如權利要求1所述的SSD與HDD混合緩存管理方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下子步驟: (3-1)判斷用戶請求類型，若為讀請求則進入步驟(3-2)，若為寫請求則進入步驟(3-.5)； (3-2)根據全局訪問表判斷用戶請求的數據是否存在SSD緩存中，若是，則更新所述數據對象在全局訪問表中的狀態，并返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-3); (3-3)根據全局訪問表判斷用戶請求的數據是否在HDD緩存中，若是，則更新所述數據對象在全局訪問表中的狀態，并返回請求數據，結束請求;若否，則進入步驟(3-4); (3-4)開啟主存儲池中存放數據的磁盤;從磁盤中讀取用戶請求的數據，結束請求；(3-5)采用全局訪問表判斷請求的數據是否在SSD緩存中；若是，則更新命中的數據，并更新所述數據對象在全局訪問表的狀態，并結束請求;若否，則進入步驟(3-6); (3-6)采用全局訪問表判斷請求的數據是否在HDD緩存中；若是，則更新命中的數據，并更新所述數據對象在全局訪問表的狀態，并結束請求;若否，則進入步驟(3-7); (3-7)判斷SSD緩存中是否有多余空間；若是，則將新數據寫入SSD緩存;若否，則進入步驟(3-8); (3-8)對SSD緩存中的數據按照LRU算法淘汰部分數據，獲得新的數據，并將新的數據寫入到HDD緩存中，結束請求。3.如權利要求1或2所述的SSD與HDD混合緩存管理方法，其特征在于，其步驟(3)之后還包括基于能源供應狀況的緩存管理步驟，具體如下: (4-1)當能源供應為O時，關閉主存儲池中所有HDD磁盤，開啟SSD緩存和HDD緩存； (4-2)當能源供應不足時，優先關閉最熱數據少的磁盤和次熱數據少的磁盤，以減少數據迀移量； (4-3)當能源供應充足時，優先開啟在緩存中數據量最大的磁盤，以釋放更多的緩存空間。4.如權利要求3所述的SSD與HDD混合緩存管理方法，其特征在于，所述步驟(4-2)包括以下子步驟: (4-2-1)根據減少的能源供應量以及單位節點能耗獲取需要關閉的磁盤個數； (4-2-2)根據全局訪問表對需要關閉的磁盤上的熱數據數量進行統計并排序； (4-2-3)將待關閉磁盤的熱數據預取到HDD緩存中； (4-2-4)根據排序情況關閉次熱數據最少的磁盤，以減少磁盤的數據迀移。5.如權利要求4所述的SSD與HDD混合緩存管理方法，其特征在于，對于數據預取，優先從主存儲池中預取關閉磁盤的最熱數據和次熱數據。6.如權利要求3所述的SSD與HDD混合緩存管理方法，其特征在于，所述步驟(4-3)包括以下子步驟: (4-3-1)根據新增加的能源供應量以及單位節點能耗獲取需要關閉的磁盤個數； (4-3-2)根據所述全局訪問表對各磁盤的熱數據數量進行統計并排序； (4-3-3)根據上述排序情況開啟次熱數據最多的磁盤，從而讓HDD緩存騰出更多的空間； (4-3-4)對HDD緩存的數據進行淘汰。7.如權利要求6所述的SSD與HDD混合緩存管理方法，其特征在于，對于數據淘汰，優先淘汰緩存中開啟磁盤的冷數據。8.一種節能存儲系統的SSD與HDD混合緩存管理系統，其特征在于，包括: (1)第一模塊，包括SSD緩存和HDD緩存組成的混合緩存;所述SSD緩存用于存放最熱數據，所述HDD緩存用于存放次熱數據； (2)第二模塊，用于創建基于狀態與熱度結合的全局訪問表，采用“對象編號，磁盤編號，熱度值”的格式記錄每個對象數據的狀態信息； (3)第三模塊，用于分類處理用戶請求； 對于寫請求，根據全局訪問表將所請求的數據優先寫在緩存層的SSD中，并在磁盤緩存中以日志方式寫入副本;對于讀請求，根據全局訪問表確定數據所在位置，優先在緩存層中查找目標數據，如果未在緩存層的SSD緩存和HDD緩存中命中，再進入主存儲池中查找請求的數據； (4)第四模塊，用于根據收集到的新能源數據獲取供電狀況，并根據新能源供電狀況對選擇性的開啟主存儲池中的數據節點。
【文檔編號】G06F3/06GK105892947SQ201610196315
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】萬繼光, 劉麗瓊, 瞿曉陽, 譚志虎, 謝長生, 張鈺彪, 張和泉, 李大平
【申請人】華中科技大學