本發(fā)明是有關(guān)于數(shù)據(jù)寫入，且特別是有關(guān)于一種用于寫入數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)儲存裝置的方法及設(shè)備與儲存媒體。

背景技術(shù)：

對于多種永久(persistent)儲存裝置如NAND閃存或相變化存儲器(phase-change memories,PCM)，數(shù)據(jù)寫入或讀取是以存取單位而被執(zhí)行。也就是說，不同于隨機存取存儲器中數(shù)據(jù)可以逐位(bit-by-bit)地被寫入，永久儲存裝置有最小尺寸的存取單位。存取單位例如是：NAND頁(page)，大小例如是2kB、4kB或8kB；主存儲器頁，大小例如是4kB；或儲存區(qū)塊，大小例如是512B。在此種永久儲存裝置中，寫入操作需以整個存取單位(如頁或區(qū)塊)同時被執(zhí)行，故而小于存取單位的一小筆數(shù)據(jù)不能單獨地被寫入至永久儲存裝置。

在許多應(yīng)用中，永久儲存裝置是伴隨著暫時儲存裝置而被使用，暫時儲存裝置也可稱為快速裝置，如靜態(tài)隨機存取存儲器(static random-access memory,SRAM)。儲存于永久儲存裝置的數(shù)據(jù)可被讀至?xí)簳r儲存裝置，然而在暫時儲存裝置中被處理。在處理過程中，讀入暫時儲存裝置的一部分數(shù)據(jù)可被修改，而此修改的部分可接著需要被寫回至永久儲存裝置中，以更新儲存在永久儲存裝置的數(shù)據(jù)。此一現(xiàn)象中，讀取-修改-寫入過程需被執(zhí)行，如后詳述。

如圖1A所示，數(shù)據(jù)序列102是儲存在永久儲存裝置中。數(shù)據(jù)序列102包含多個數(shù)據(jù)片段，各片段的大小等于永久儲存裝置的存取單位的大小。舉例來說，數(shù)據(jù)片段的一個(例如圖1A的數(shù)據(jù)片段104)包含三個數(shù)據(jù)條目104-1、104-2及104-3。再者，數(shù)據(jù)片段104被讀入暫時儲存裝置，且在暫時儲存裝置之中的處理過程，數(shù)據(jù)條目104-2是被修改，修改后的數(shù)據(jù)條目(也稱為”臟(dirty)數(shù)據(jù)條目”被標示為圖1A的104-2’)。修改后的數(shù)據(jù) 條目104-2’現(xiàn)在需被寫回至永久儲存裝置以更新儲存其中的數(shù)據(jù)條目104-2。如圖1B所示，數(shù)據(jù)條目104-1及104-3是從永久儲存裝置讀至?xí)簳r儲存裝置。包含數(shù)據(jù)條目104-1、104-2’、及104-3的整個數(shù)據(jù)片段104’是接著讀回永久儲存裝置，如圖1C所示。

因而，在上述的讀取-修改-寫入過程，當一筆數(shù)據(jù)需被寫回永久儲存裝置時，額外的讀取步驟是被執(zhí)行。因此，整個系統(tǒng)的效能是降低的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

依據(jù)本發(fā)明，提出一種方法，用于寫入數(shù)據(jù)至一永久(persistent)儲存裝置之中。該方法包括：將儲存在暫時儲存裝置的多個數(shù)據(jù)條目(data entry)組合成一個數(shù)據(jù)單位，以及寫入數(shù)據(jù)單位至永久儲存裝置。數(shù)據(jù)單位的大小等于永久儲存裝置的存取單位。

另依據(jù)本發(fā)明，提出一種設(shè)備，包括：永久儲存裝置，配置以儲存數(shù)據(jù)；暫時儲存裝置，配置以暫時儲存數(shù)據(jù)；處理器；以及非瞬時計算機可讀取儲存媒體，儲存多個指令。此些指令在被處理器執(zhí)行時使得處理器將儲存在暫時儲存裝置的多個數(shù)據(jù)條目組合成一個數(shù)據(jù)單位，并寫入數(shù)據(jù)單位至永久儲存裝置。數(shù)據(jù)單位的大小等于永久儲存裝置的存取單位。

另依據(jù)本發(fā)明，提出一種非瞬時計算機可讀取儲存媒體，儲存多個指令，此些指令在被處理器執(zhí)行時使得處理器將儲存在暫時儲存裝置的多個數(shù)據(jù)條目組合成一個數(shù)據(jù)單位，并寫入數(shù)據(jù)單位至永久儲存裝置。數(shù)據(jù)單位的大小等于永久儲存裝置的存取單位。

依照本發(fā)明的特征與優(yōu)點將部分地被闡述在下面的說明書中，并且部分從說明書來看是顯而易見的，或可以通過本發(fā)明的實踐而得知。這些特征和優(yōu)點可通過所附權(quán)利要求范圍特別指明的元件與結(jié)合的方式而被實現(xiàn)與取得。

應(yīng)當理解的是，前述的廣義描述和以下的詳細描述都只是示例和說明性的，并不限制如所請求保護的本發(fā)明。

包含在說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的所附圖式，闡示出了本發(fā)明的幾個實施例，并且與本說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例， 并配合所附圖式，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1A-圖1C繪示依照傳統(tǒng)技術(shù)的數(shù)據(jù)寫入方法的示意圖。

圖2繪示依照一實施范例的設(shè)備的示意圖。

圖3繪示依照一實施范例的數(shù)據(jù)寫入方法的示意圖。

【符號說明】

102：數(shù)據(jù)序列

104、104’：數(shù)據(jù)片段

104-1、104-2、104-2’、104-3：數(shù)據(jù)條目

200：設(shè)備

202：永久儲存裝置

204：暫時儲存裝置

206：處理器

208：非瞬時計算機可讀取儲存媒體

302：連續(xù)儲存空間

304：存取單位

306：儲存單位

308-1、308-2、308-3：數(shù)據(jù)條目

310：數(shù)據(jù)單位

具體實施方式

依據(jù)本發(fā)明的實施例包含用于寫入數(shù)據(jù)的方法、設(shè)備、與儲存媒體。

以下，將參照圖式說明依照本發(fā)明的實施例。若可能，相同的參考數(shù)字會在圖式中用以參照至相同或相似的部件。

圖2繪示依照本發(fā)明實施例的設(shè)備200。此設(shè)備200包含永久儲存裝置202，用以儲存數(shù)據(jù)。永久儲存裝置202可以是非易失性存儲器裝置，例如是閃存(如NAND閃存)、主存儲器、或相變化存儲器(phase-change memory,PCM)。永久儲存裝置202具有最小單位以用于讀取或?qū)懭?，此單位也稱為此處的存取單位。依據(jù)永久儲存裝置的型式，存取單位的大小可 例如為512B、2kB、4kB或8kB。

設(shè)備200也包含暫時儲存裝置204，被配置以暫時地儲存數(shù)據(jù)。暫時儲存裝置204可以是易失性存儲器裝置，例如是靜態(tài)隨機存取存儲器(static random-access memory,SRAM)、轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(translation lookaside buffer,TLB)或快取(cache)。

設(shè)備200更包含處理器206與非瞬時計算機可讀取儲存媒體208。處理器206被配置以控制設(shè)備200的操作，例如是數(shù)據(jù)寫入至永久儲存裝置202或暫時儲存裝置204、或從永久儲存裝置202或暫時儲存裝置204讀取數(shù)據(jù)。儲存媒體208可為不同、獨立的儲存媒體。替代性地，儲存媒體208可為永久儲存裝置202的一部分或暫時儲存裝置204的一部分。儲存媒體208儲存指令，此些指令在被處理器206執(zhí)行時使得處理器執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明實施例的方法。

依據(jù)本發(fā)明實施例的方法是參照圖3而被敘述。如圖3所示，永久儲存裝置202具有連續(xù)儲存空間302，連續(xù)儲存空間302包含多個存取單位304。各個存取單位304包含多個儲存單元(cell)，此些儲存單元連續(xù)排列成胞數(shù)組。依據(jù)永久儲存裝置202的形式，存取單位304可為不同大小的頁或區(qū)塊。

對應(yīng)地，暫時儲存裝置204具有多個儲存單位306。儲存單位306可包含從永久儲存裝置202讀取的數(shù)據(jù)及儲存在暫時儲存裝置204的數(shù)據(jù)。在此設(shè)備200的操作期間，一部分的此數(shù)據(jù)可被修改。

依據(jù)本發(fā)明實施例，各個儲存單位306的大小等于存取單位304的大小，因而暫時儲存裝置204的一個儲存單位306可一次以一整個單位被寫入至永久儲存裝置202。然而，要注意的是，儲存單位306可代表在暫時儲存裝置204與永久儲存裝置202之間傳送數(shù)據(jù)時，所能管理的儲存在暫時儲存裝置204的一單位的一筆數(shù)據(jù)。這并不表示寫入數(shù)據(jù)至?xí)簳r儲存裝置204及從暫時儲存裝置204讀取數(shù)據(jù)必須以逐一儲存單位而被執(zhí)行。

如圖3所示，各儲存單位306包含可在暫時儲存裝置204中被逐個地(individually)管理的多個數(shù)據(jù)條目。為了說明，圖3所示的儲存單位306的各者具有三個數(shù)據(jù)條目。然而，依據(jù)本發(fā)明，一個儲存單位306可包含更多或更少的數(shù)據(jù)條目。在設(shè)備200的操作期間，一些或所有的數(shù)據(jù)條目 可被修改，而修改后的數(shù)據(jù)條目需接著被寫回至永久儲存裝置202。依據(jù)本發(fā)明實施例，從至少兩個不同儲存單位306的修改后的數(shù)據(jù)條目(也稱為是”臟條目”)是被收集并組合成一個數(shù)據(jù)單位，此數(shù)據(jù)單位的大小等于存取單位的大小，且此數(shù)據(jù)單位是一次以一整個單位被寫入永久儲存裝置202。

舉例來說，圖3的儲存單位306的各者具有已被修改且需被寫回至永久儲存裝置202的數(shù)據(jù)條目308-1、308-2、及308-3。依據(jù)本發(fā)明實施例，數(shù)據(jù)條目308-1、308-2、及308-3是被收集并組合成一個數(shù)據(jù)單位310，此數(shù)據(jù)單位310的大小等于永久儲存裝置202的存取單位的大小。之后，數(shù)據(jù)單位310是一次以一整個單位被寫回至永久儲存裝置202之中。依據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)單位310是被寫入永久儲存裝置202的連續(xù)儲存位置中。

依據(jù)本發(fā)明的方法可被使用于寫入任何種類的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)以一單位被管理、處理或修改，此單位的大小小于永久儲存裝置(如設(shè)備200的永久儲存裝置202)的存取單位的大小。舉例來說，在計算機科技領(lǐng)域，許多不同種類的中介數(shù)據(jù)(metadata)被使用，例如是數(shù)據(jù)映像信息。此數(shù)據(jù)映像信息包含儲存在數(shù)據(jù)儲存裝置(例如是永久儲存裝置202)的數(shù)據(jù)的地址，且可被集體地(collectively)記錄在數(shù)據(jù)映像表。此數(shù)據(jù)映像信息通?？梢砸粏挝?也可稱為顆粒(granule))被處理或修改，此單位小于永久儲存裝置202的存取單位的大小。

此數(shù)據(jù)映像表可儲存在永久儲存裝置202。在設(shè)備200的操作期間，一部分的數(shù)據(jù)映像表或整個數(shù)據(jù)映像表是從永久儲存裝置202讀至?xí)簳r儲存裝置204。做為一個映像架構(gòu)的例子，多階映像在現(xiàn)代計算機技藝中是普遍的機制。多階映射表包含復(fù)數(shù)階，各階具有一個或多個映像元件。在最低階(也可稱為“底階”)以外的一階的映像元件表示在低一階的另一階的數(shù)據(jù)位置的地址，而最低階的映像元件指向至儲存在永久儲存裝置202的真實數(shù)據(jù)(非中介數(shù)據(jù))的位置。

在設(shè)備200的操作期間，除了最低階外的此些階的所有映像元件、與最低階的至少一部分的映像元件可被儲存在暫時儲存裝置204中，且可被修改。修改后的映像元件接著需被寫回永久儲存裝置202，以更新永久儲存裝置202中所儲存的數(shù)據(jù)映像信息。由于大小限制，映像元件的寫入至永久儲存裝置202需以一單位被執(zhí)行，此單位的大小等于存取單位的大小。 因此，儲存在暫時儲存裝置204的映像信息也可以一單位(也稱為“映像單位”)而被管理，此單位的大小等于永久儲存裝置202的存取單位的大小。然而，由于映像元件的大小通常小于永久儲存裝置202的存取單位的大小，映像單位通常包含多個映像元件。在設(shè)備20的操作期間，映像信息可以一單位而被修改，此單位小于映像單位。此較小的單位也可被稱為映射條目。各個映射條目可包含一個或多個映像元件，但各個映像條目的大小小于映像單位。一個映像單位例如可包含三個映像條目。也就是說，在設(shè)備200的操作期間，對于一個映像單位，有時只有一些映像元件被修改且需被寫回至永久儲存裝置202。將修改后的映像元件寫回永久儲存裝置202可使用如上所述的方法而被執(zhí)行。

也就是說，包含修改后的映像元件的映像條目(如最低階的映射條目)是從映像單位被收集并組合成一個數(shù)據(jù)單位，此數(shù)據(jù)單位的大小等于永久儲存裝置202的存取單位的大小。待被組合為一個數(shù)據(jù)單位的映像條目的數(shù)量取決于多少映射條目是被包含在一個映像單位中。舉例來說，若一個映像單位包含三個映像條目，則三個映射條目(從至少兩個不同的映像單位)是被組合為一個數(shù)據(jù)單位。此數(shù)據(jù)單位接著一次以一整個單位被寫入永久儲存裝置202，例如是永久儲存裝置202的連續(xù)儲存位置中。

在上述有關(guān)管理映像訊號的范例，參照圖3所述的實施例中，映像單位與映像條目分別對應(yīng)至儲存單位及數(shù)據(jù)條目。若永久儲存裝置202為主存儲器(且對應(yīng)地暫時儲存裝置204為TLB)，數(shù)據(jù)映像表例如可包含一頁表，或者，若永久儲存裝置202為閃存(且對應(yīng)地暫時儲存裝置204為控制器的SRAM)，數(shù)據(jù)映像表例如可包含一映像頁。

綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視隨附的權(quán)利要求范圍所界定的為準。