TW201715531A

TW201715531A - 電腦系統及其檔案分配方法

Info

Publication number: TW201715531A
Application number: TW104134498A
Authority: TW
Inventors: 傅子瑜; 陳信宇
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-05-01

Abstract

本發明係提供一種檔案分配方法，用於一電腦系統，該電腦系統包括一處理器及一儲存裝置，其中該儲存裝置包括一記憶體控制器、一第一非揮發性記憶體、以及一第二非揮發性記憶體，該方法包括：利用該處理器發送一寫入指令至該儲存裝置以寫入一資料；以及利用該記憶體控制器依據欲寫入之資料的一事件旗標以決定將該資料寫入至該第一非揮發性記憶體或該第二非揮發性記憶體。

Description

電腦系統及其檔案分配方法

本發明係有關於儲存裝置，特別是有關於儲存裝置及其檔案分配方法。

快捷非揮發性記憶體(NVMe)標準的提出帶來電腦系統架構上的劇變，除了指令優化、減少CPU資源浪費等等，搭配上PCIe匯流排的物理(PHY層)傳輸，甚至帶來了更大的發揮空間，傳統SATA裝置必須對應到進階主機控制器介面(Advance Host Controller Interface，AHCI)，因此能做的事情相對變得有限。然而PCIe傳輸層係隸屬於PCI裝置，能與電腦系統其他周邊裝置直接溝通，例如進行記憶體傳輸、設定讀取或寫入動作、定義輸入輸出空間等等。然而，固態硬碟(solid-state disk)最大的缺點仍是價格太貴，因此硬碟(hark disk)的價格低廉及具有容量上的優勢，對於部分使用者來說仍是不可或缺的一環。

因此，需要一種電腦系統及檔案分配方法，可結合固態硬碟及一般傳統硬碟之優點。

本發明更提供一種電腦系統，包括：一處理器；一系統記憶體；一儲存裝置，包括：一第一非揮發性記憶體；一第二非揮發性記憶體；以及一記憶體控制器，用以控制該第一非揮發性記憶體及第二非揮發性記憶體之存取；其中該處理器係發送一寫入指令至該儲存裝置以寫入一資料，且該記憶體控制器係依據欲寫入之該資料的一事件旗標以決定將該資料寫入至該第一非揮發性記憶體或該第二非揮發性記憶體。

100‧‧‧電腦系統

110‧‧‧處理器

120‧‧‧系統記憶體

130‧‧‧儲存裝置

131‧‧‧記憶體控制器

132‧‧‧第一非揮發性記憶體

133‧‧‧第二非揮發性記憶體

S210-S220‧‧‧步驟

第1圖係顯示依據本發明一實施例中之電腦系統的方塊圖。

第2圖係顯示依據本發明一實施例中之檔案分配方法的流程圖。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1圖係顯示依據本發明一實施例中之電腦系統的方塊圖。在一實施例中，電腦系統100係包括一處理器110、一系統記憶體120、一儲存裝置130。處理器110例如是一中央處理器(central processing unit，CPU)，且系統記憶體120例如是一動態隨機存取記憶體(DRAM)。儲存裝置130例如是一混合磁碟裝置(hybrid disk drive)，其包括一記憶體控制器131、一第一非揮發性記憶體132、以及一第二非揮發性記憶體133，其中第一非揮發性記憶體例如是快閃記憶體(flash memory)或固態硬碟(solid-state disk)，第二非揮發性記憶體132例如是硬碟(hard disk)。記憶體控制器131例如可支援快捷非揮發性記憶體(Non-volatile Memory Express，NVMe)標準。NVME標準是一種改善傳統進階主機控制器介面(Advanced Host Controller Interface，AHCI)的新型儲存裝置控制器，其能改善系統資源的使用，例如使用系統多核心下達指令、減下不必要的暫存器控制等等。

一般而言，固態硬碟具有存取速度上之優勢，特別是在隨機存取(random access)速度，但其價格仍然偏高。然而一般的傳統硬碟雖然資料存取速度較慢，但其具有容量大及價格較低的優點。本發明中之儲存裝置130係包括了固態硬碟及傳統硬碟之優點。在一實施例中，當處理器110欲寫入一般資料至儲存裝置130時，處理器110係將待寫入之一般資料由系統記憶體120透過匯流排(例如是SATA或PCI Express匯流排)傳輸至記憶體控制器131。記憶體控制器131則直接透過第一快閃記憶體轉譯層(flash translation layer)資料將一般資料先寫入第一非揮發性記憶體132(例如是固態硬碟)。

此外，記憶體控制器131更可依據所寫入之一般資料的檔案類型，以決定是否將所寫入之檔案由第一非揮發性記憶體132搬移至第二非揮發性記憶體133。舉例來說，當寫入至第一非揮發性記憶體132之檔案的類型為影音檔，例如是mov、mpg、avi等等之檔案，因中央處理器110在解碼此類型的視訊檔案時所需的資料頻寬僅需要20MB/s左右，而現今的一般硬碟之讀取速度足以達到所需要的頻寬要求。因此，記憶體控制器131可將上述這些相同類型的視訊檔案所對應的邏輯區塊位址(logical block address，LBA)所定義之資料類型的欄位修改為本發明新定義之「資料搬移至HDD」。

舉例來說，64位元組(bytes)之邏輯區塊位址標籤之資料結構係如表1所示：

其中，在上述資料結構中之位元00中所定義之類型係如表2所示：

本發明係在邏輯區塊位址資料之類型欄位中進一步定義了05h-7Fh之數值範圍以做為將第一非揮發性記憶體132中之視訊檔案搬移至第二非揮發性記憶體133。更進一步而言，在第一非揮發性記憶體132中之視訊檔案的每個資料區塊均會被標示「搬移至HDD」。此時，記憶體控制器131係利用第二快閃記憶體轉譯層資料將上述視訊檔案由第一非揮發性記憶體132搬移至第二非揮發性記憶體133。需注意的是，此時第二非揮發性記憶體133之邏輯區塊位址與原本的實體區塊位址並無法直接對應。意即在第一非揮發性記憶體132及第二非揮發性記憶體133中的資料存取均需透過記憶體控制器131及相應的第一快閃記憶體轉譯層資料及第二快閃記憶體轉譯層資料。

在另一實施例中，本發明之電腦系統100可減少網路下載所造成的固態硬碟之磨損(wear)。當電腦系統100在進行網路下載時，處理器110係先通知記憶體控制器131預先準備一個邏輯區塊位址之範圍以便暫存所下載之檔案的資料。處理器 110係可先判斷當前對儲存裝置130的資料寫入動作是否為網路下載。若是，處理器110係可發送一設定指令至記憶體控制器131以將上述預留的邏輯區塊位址轉換為對應至第二非揮發性記憶體133(例如：硬碟)。因此，網路下載之資料則不會直接寫入第一非揮發性記憶體132(例如：固態硬碟)中，進而避免造成固態硬碟之磨損。

更進一步而言，本案之電腦系統100係可判斷一檔案寫入儲存裝置130之事件旗標，並依據該事件旗標決定將該檔案寫入第一非揮發性記憶體132(例如：硬碟)或第二非揮發性記憶體133(例如：固態硬碟)。

第2圖係顯示依據本發明一實施例中之檔案分配方法的流程圖。在步驟S210，處理器110係發送一寫入指令至儲存裝置130以寫入資料。在步驟S220，記憶體控制器131係依據欲寫入之該資料的一事件旗標以決定將該資料寫入至第一非揮發性記憶體132(例如：硬碟)或第二非揮發性記憶體133(例如：固態硬碟)。

更進一步而言，上述事件旗標例如可表示為一般資料寫入或是網路下載資料寫入等等不同的寫入事件。若為一般資料寫入，則記憶體控制器131係依據第一快閃記憶體轉譯層資料將一般資料直接寫入第一非揮發性記憶體132。若為網路下載資料寫入，則記憶體控制器131係依據第二快閃記憶體轉譯層資料將網路下載資料直接寫入第二非揮發性記憶體133。需注意的是，當記憶體控制器131完成一般資料寫入後，記憶體控制器131更判斷所寫入之一般資料的檔案類型，若檔案類型屬於視訊檔案(例如是mov、avi、mpg檔案等等，但不限於此)，記憶體控制器131則可在電腦系統100閒置時，以背景處理之方式將視訊檔案由第一非揮發性記憶體132搬移至第二非揮發性記憶體133。當處理器110欲由儲存裝置130讀取上述視訊檔案時，即可透過記憶體控制器131由第二非揮發性記憶體133直接讀取這些視訊檔案。如此一來，本發明在儲存一般檔案時，可直接享受到固態硬碟的快速存取速度，又同時在讀取視訊檔案時，可直接由一般硬碟讀取視訊檔案，可節省固態硬碟之空間及避免不必要之磨損。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S210-S220‧‧‧步驟

Claims

一種檔案分配方法，用於一電腦系統，該電腦系統包括一處理器及一儲存裝置，其中該儲存裝置包括一記憶體控制器、一第一非揮發性記憶體、以及一第二非揮發性記憶體，該方法包括：利用該處理器發送一寫入指令至該儲存裝置以寫入一資料；以及利用該記憶體控制器依據欲寫入之資料的一事件旗標以決定將該資料寫入至該第一非揮發性記憶體或該第二非揮發性記憶體。
如申請專利範圍第1項所述之檔案分配方法，其中該事件旗標例係表示一一般資料寫入事件或是一網路下載資料寫入事件。
如申請專利範圍第2項所述之檔案分配方法，更包括：當該處理器判斷該事件旗標為該網路下載資料寫入事件，利用該記憶體控制器在該第二非揮發性記憶體劃分一邏輯區塊以直接儲存該網路下載資料寫入事件之下載資料。
如申請專利範圍第1項所述之檔案分配方法，更包括：判斷儲存於該第一非揮發性記憶體之該資料是否為一視訊檔案；當判斷該資料為視訊檔案時，利用該記憶體控制器將儲存於該第一非揮發性記憶體之該資料所相應之複數個邏輯區塊資料結構之類型更改為儲存至該第二非揮發性記憶體；依據該複數個邏輯區塊資料結構之類型將該資料由該第一非揮發性記憶體搬移至該第二非揮發性記憶體。
如申請專利範圍第1項所述之檔案分配方法，其中該儲存裝置為一混合磁碟，且該第一非揮發性記憶體及該第二非揮發性記憶體係分別為一固態硬碟及一硬碟。
一種電腦系統，包括：一處理器；一系統記憶體；一儲存裝置，包括：一第一非揮發性記憶體；一第二非揮發性記憶體；以及一記憶體控制器，用以控制該第一非揮發性記憶體及第二非揮發性記憶體之存取；其中該處理器係發送一寫入指令至該儲存裝置以寫入一資料，且該記憶體控制器係依據欲寫入之該資料的一事件旗標以決定將該資料寫入至該第一非揮發性記憶體或該第二非揮發性記憶體。
如申請專利範圍第6項所述之電腦系統，其中該事件旗標例係表示一一般資料寫入事件或是一網路下載資料寫入事件。
如申請專利範圍第7項所述之電腦系統，其中當該處理器判斷該事件旗標為該網路下載資料寫入事件，該記憶體控制器係在該第二非揮發性記憶體劃分一邏輯區塊以直接儲存該網路下載資料寫入事件之下載資料。
如申請專利範圍第6項所述之電腦系統，其中該處理器更判斷儲存於該第一非揮發性記憶體之該資料是否為一視訊檔案，其中當判斷該資料為視訊檔案時，該記憶體控制器係將儲存於該第一非揮發性記憶體之該資料所相應之複數個邏輯區塊資料結構之類型更改為儲存至該第二非揮發性記憶體，並依據該複數個邏輯區塊資料結構之類型將該資料由該第一非揮發性記憶體搬移至該第二非揮發性記憶體。
如申請專利範圍第6項所述之電腦系統，其中該儲存裝置為一混合磁碟，且該第一非揮發性記憶體及該第二非揮發性記憶體係分別為一固態硬碟及一硬碟。