Aprovechar la concurrencia para mejorar la latencia y el rendimiento en un sistema de almacenamiento híbrido

Aprovechar la concurrencia para mejorar la latencia y el rendimiento en un sistema de almacenamiento híbrido
XiaojianWu, A. L. NarasimhaReddy
Department of Electrical and Computer Engineering, Texas A&M University
College Station, Texas 77843
Email: tristan.woo@neo.tamu.edu, reddy@ece.tamu.edu
Resumen- Este trabajo considera el problema de cómo mejorar el funcionamiento del sistema dealmacenamiento de estado sólido que emplean híbridos los discos y unidades de disco duro. Utilizamos tanto la asignación de bloquesiniciales así como la migración de alcanzar el "equilibrio de Wardrop", en la que los tiempos de respuesta de los diferentes dispositivos igualar. Se demuestra que esta política permite el balanceo de carga de adaptación a través de dispositivos de rendimientodiferentes. También se demuestra que tal política aprovecha el paralelismo en el sistema de almacenamiento eficaz para mejorar el rendimiento y la latencia de forma simultánea. Hemos implementado un prototipo en Linux y evaluado en múltiples tareas y múltiples configuraciones. Los resultados muestran que el enfoque propuesto mejoro tanto la latencia de las solicitudes y el volumen de trabajosignificativamente, y se adapta a diferentes configuraciones del sistema bajo diferentes cargas de trabajo.
Tradicionalmente, los sistemas de memoria y sistemas de almacenamiento emplearon una jerarquía de explotar la localidad de acceso a los datos. En tales sistemas, los datos se almacenan y se accede desde los dispositivos más rápidos, mientras que los dispositivos más lentos proporcionan datos a losmás rápidos cuando el acceso a datos resulta en un fallo. Los datos se mueven entre las distintas capas de la jerarquía de almacenamiento basada en las características de acceso de datos. El empleo de los dispositivos más rápidos como caches por lo general mejora el rendimiento mientras oculta la complejidad del manejo de la diversidad de múltiples dispositivos con características diferentes a lascapas superiores. Sin embargo, el almacenamiento en caché en general resulta en darse cuenta de la capacidad de los más grandes (y lentos) dispositivos ya que la capacidad de los más rápidos (y más pequeños) dispositivos no están expuestos a las capas superiores.
Cuando la capacidad de los dispositivos en las diferentes capas puede ser comparable, es posible emplear otras organizaciones paradarse cuenta de la capacidad combinada de los dispositivos. La migración es una de las técnicas empleadas en este tipo de situaciones, en tales sistemas, los datos accedidos reciente o frecuentemente se almacenan en (o emigraron a) los dispositivos más rápidos para mejorar el rendimiento mientras se da cuenta de la capacidad combinada de los dispositivos.
Aun cuando la migración se emplea, elsistema de almacenamiento todavía se puede organizar como una jerarquía con los dispositivos más rápidos en las capas superiores que se acceden por primera vez en cualquier acceso a datos.
Cuando el sistema de almacenamiento se organiza como una jerarquía (ya sea con almacenamiento en caché o la migración), la transferencia de datos puede ser limitada por la velocidad a la que se puede acceder desdeel dispositivo más rápido (aun cuando todos los datos se accede desde los dispositivos más rápidos).El rendimiento está limitado por el hecho de que el dispositivo más rápido tiene que ser visitada en cada acceso. Sin embargo, es posible proporcionar un mayor rendimiento si los datos pueden ser accedidos directamente desde todos los dispositivos sin necesidad de aplicar una estricta jerarquía. Ental sistema, es posible para proporcionar volumen de trabajo superior a lo que puede ser proporcionado por un sistema estrictamente jerárquico.
Nosotros exploramos esta opción, en este trabajo, en organizar SSD y discos magnéticos en un sistema híbrido. Esto es impulsado en parte por el hecho de que mientras que la lectura pequeña (o leído aleatorio) de rendimiento de los SSDs puede ser...