一种闪存敏感的多级缓存管理方法

基于闪存的固态硬盘(solid state driver,简称SSD)已经广泛应用于各种移动设备、PC机和服务器.与磁盘相比,尽管SSD具有数据存取速度高、抗震、低功耗等优良特性,但SSD自身也存在读写不对称、价格昂贵等不利因素,这使得SSD 短期内不会完全取代磁盘.将SSD和磁盘组合构建混合系统,可以发挥不同的硬件特性,提升系统性能.基于 MLC 型 SSD 和 SLC 型 SSD 之间的特性差异,提出了一种闪存敏感的多级缓存管理策略——FAMC.FAMC将SSD用在内存和磁盘之间作扩展缓存,针对数据库系统、文件管理中数据访问的特点,有选择地将内存牺牲页缓存到不同类型的SSD.FAMC同时考虑写请求模式和负载类型对系统性能的影响,设计实现对SSD友好的数据管理策略.此外,FAMC基于不同的数据置换代价提出了适用于SSD的缓冲区管理算法.基于多级缓存存储系统对FAMC的性能进行了评测,实验结果表明,FAMC可以大幅度降低系统响应时间,减少磁盘I/O.     

每秒8000次I/O请求 SSD技术瞬间访问

Quantum公司和Digital Equipment公司近日宣布,Digital将推出Quantum的新型Rushmore Ultra SSD技术。该技术可在瞬间进行信息访问。通过使用DRAM来存储数据,新型的SSD可以提供比常规磁盘高100到200倍的性能:在一秒钟内可进行8000次I/O请求,访问时间少于60微秒。五个新型     

面向Lustre文件系统的固态盘存储加速技术研究

磁盘的随机I/O延时制约了存储系统的性能提高,具备高性能随机I/O特性的固态盘(solid state disk,SSD)逐渐成为关注的热点.分析了磁盘、Flash型SSD以及DRAM型SSD三类设备不同的性能特点,讨论了SSD存储加速技术的研究现状,提出了一种面向Lustre文件系统的固态盘存储加速系统架构,介绍和分析了各模块的构成与原理,提出了对象迁移策略.     

利用页面重构与数据温度识别的闪存缓存算法

基于闪存的固态盘(SSD)具有比磁盘更加优越的性能,并且在桌面系统中逐渐替代磁盘.但是,尽管在SSD中嵌入了DRAM作为缓存,闪存在不断写入的过程中也可能产生不稳定的写性能,主要是因为逻辑页写入时会频繁引发非覆盖写和垃圾回收操作.针对此问题,提出了一种叫作PRLRU的新型闪存缓存管理方法,通过页面重构机制以及数据温度识...     

混合S-RAID:一种适于连续数据存储的节能数据布局

存储系统规模的日益增大,其高能耗成为一个无法忽视的问题,因此对存储系统的节能研究十分重要.提出一种由SSD固态盘与普通磁盘组成的混合S-RAID结构,通过关闭部分处于空闲状态的磁盘,达到节能效果.混合S-RAID将包括超级块在内的少量随机读写数据放在由SSD组成的RAID1中,将连续数据放在由普通磁盘组成的S-RAID中,S-RAID对磁盘分组,连续数据访问模式下只有一个组处于活动状态,关闭处于空闲状态的磁盘组.在仅增加少量成本的前提下,提高了存储系统的节能效果.混合S-RAID适用于各种以连续数据访问为主要特征的应用环境.实验表明,由12块普通磁盘和两块SSD固态盘组成的混合S-RAID 5与同级别RAID 5相比,能耗仅为RAID 5的28％.     

闪存数据库顺序和随机操作性能深度测试和分析

闪存作为一种可供替代磁盘的新型存储介质,已经开始越来越广泛地被个人和企业使用。固态硬盘(SSD)的速度大大超出磁盘,但因为数据库系统并未完全发挥闪存的特性,闪存数据库的性能并没有得到相应的提升。详细测试和研究SSD的顺序和随机操作的差异,进一步证明现代SSD具有较快的随机访问速度。选取具有代表性的数据库基准,调整各查询的查询计划,观察不同查询计划下数据库系统的性能。由此发现,某些查询计划可以更好地发挥出SSD的随机访问特性,其中某个查询的最佳性能甚至比使用默认的查询计划快6倍以上。最后,总结传统数据库系统面对SSD这一介质的短板,并提出一些优化的建议。     

一种用磁盘备份SSD的高性能可靠存储系统

固态盘(solid state drive,SSD)因为其优越的性能已被大量部署于当前的存储系统中.但是,由于寿命有限,SSD的可靠性受到广泛的质疑.磁盘阵列(redundant arrays of inexpensive disk,RAID)是一种传统的用来提高可靠性的手段,但并不适用于SSD.这项工作提出一种基于SSD和磁盘的混合存储系统,构建该系统的主要思想是SSD响应所有I/O请求,从而获得较高的性能;磁盘备份所有数据,从而保证系统的可靠性.但是,磁盘的I/O性能显著低于SSD,构建该系统的问题在于磁盘能否及时地备份SSD上的数据.为了解决这一问题,从两方面提出优化:在延迟方面,采用非易失主存弥补磁盘与SSD的延迟差距;在带宽方面,采用两种措施:1)在单块磁盘内部重组I/O请求,使磁盘尽可能的顺序读写;2)采用多块磁盘备份多块SSD,通过将一块SSD上的写请求分散到多块磁盘上,有效应对单块SSD上出现的突发写请求.通过原型系统实现表明,该混合系统是可行的:磁盘能够为SSD提供实时的数据备份;与其他系统相比,该混合系统取得较高的性价比.     

面向CFD应用的Intel持久内存性能评估

在科学计算领域,数据规模随着数值模拟精度要求的提高而快速增长,以DRAM为主存的传统方案由于成本高而难以扩展容量,近年来越来越被关注的持久内存技术有望解决这一问题。持久内存是在DRAM和SSD之间的补充,相比DRAM,持久内存具有容量大、性价比高的优点,但是性能也相对较低。为测试持久内存的应用性能,面向科学计算的一个重要领域——计算流体力学(CFD),对Intel持久内存进行性能评估。实验中,持久内存采用了最易于使用的内存模式,源码不需要任何修改,测试程序涵盖内存基准测试和3种常见的CFD算法,实验结果表明,在内存模式下,对不同CFD算法,相比纯DRAM的配置,持久内存的引入会带来一定的性能损失,且该损失随数据规模的增加而增大;另一方面,持久内存的部署使单服务器能支撑超大数据规模的数值模拟。     

硬盘技术原理

硬盘是最常见的存储介质。由于其存储密度大、对数据的访问速度快及其高可靠、易用性等优点，得到大多数用户的认可。世界上第一台硬盘驱动器容量为5MB，由50个直径为24”的磁盘组成，在那个以字节数量为单位的年代堪称“海量”!经过近50年的发展后，硬盘已可以做到5mm厚16g重，而单碟容量则提升到60GB(2．5″产品为30GB)，IDE接口磁盘容量则达到了160GB(SCSI硬盘中甚至有360GB容量产品)。     

基于磁盘和固态硬盘的混合存储系统研究综述

大数据和云计算环境下海量增长的数据对存储系统的超高容量和体系结构带来了极大的挑战。目前存储系统的发展趋向于大容量、低成本和高性能,然而任何单一的存储器件如传统的机械磁盘（HDD）、固态硬盘（SSD）、非易失型性随机存储器等由于其固有的物理特性的限制,并不能满足以上的需求。将不同的存储介质混合组合成高效的存储系统是一个好的解决方法,固态硬盘作为一种高可靠性、低能耗、高性能的存储器被越来越广泛地运用到混合存储系统。通过将固态硬盘与传统磁盘进行组合,利用固态硬盘的高性能和传统磁盘低成本大容量的特点,能够为用户提供大容量的存储空间,保证系统的高性能,同时还能降低成本。通过阐述SSD与HDD混合存储系统的研究现状,对不同的SSD与HDD混合存储系统进行分类总结;然后针对缓存架构和设备同层架构这两种目前最流行的存储架构中涉及到的关键技术和不足进行讨论;最后对基于SSD和HDD的混合存储技术进行概括总结,并对今后该领域的研究重点和方向进行展望。