زمانبندی ورودی خروجی همزمان حافظه های پنهان نوشتنی مستقل برای یک آرایه از درایوهای حالت جامد

عنوان انگلیسی: 

Synchronous I/O Scheduling of Independent Write Caches for an Array of SSDs

عنوان فارسی:

زمانبندی ورودی/خروجی همزمان حافظه های پنهان نوشتنی مستقل برای یک آرایه از درایوهای حالت جامد  

تعداد صفحات مقاله اصلی: 4 صفحه pdf

تعداد صفحات ترجمه: 13 صفحه word

سال انتشار: 2015

مجله

IEEE COMPUTER ARCHITECTURE LETTERS, VOL. 14, NO. 1, JANUARY-JUNE 2015

Abstract—Solid-state drives (SSD) offer a significant performance improvement over the hard disk drives (HDD), however, it can exhibit a significant variance in latency and throughput due to internal garbage collection (GC) process on the SSD. When the SSDs are configured in a RAID, the performance variance of individual SSDs could significantly degrade the overall performance of the RAID of SSDs. The internal cache on the RAID controller can help mitigate the performance variability issues of SSDs in the array; however, the state-of-the-art cache algorithm of the RAID controller does not consider the characteristics of SSDs. In this paper, we examine the most recent write cache algorithm for the array of disks, and propose a synchronous independent write cache (SIW) algorithm. We also present a pre-parity-computation technique for the RAID of SSDs with parity computations, which calculates parities of blocks in advance before they are stored in the write cache. With this new technique, we propose a complete paradigm shift in the design of write cache. In our evaluation study, large write requests dominant workloads show up to about 50 and 20 percent improvements in average response times on RAID-0 and RAID-5 respectively as compared to the state-of-the-art write cache algorithm.

Index Terms—Redundant array of independent disks (RAID), solid-state drive (SSD), flash memory, I/O scheduling, write cache

زمانبندی ورودی/خروجی همزمان حافظه های پنهان نوشتنی مستقل برای یک آرایه از درایوهای حالت جامد  

چکیده:

درایوهای حالت جامد (SSD) نسبت به درایوهای دیسک سخت (HDD) به میزان قابل توجهی دارای عملکرد بالاتری می باشند، با این حال، آنها می توانند به دلیل فرایند زباله روبی (GC) داخلی در درایوهای حالت جامد اختلاف قابل توجهی در مدت زمان تاخیر و توان عملیاتی از خود به نمایش گذارند. زمانی که درایوهای حالت جامد در یک آرایه چندگانه دیسک های مستقل (RAID) پیکربندی شده باشند، اختلاف عملکرد هر کدام از درایوهای حالت جامد با هم، می تواند به طور قابل توجهی عملکرد کلی آرایه چندگانه دیسک های مستقل را در درایوهای حالت جامد کاهش دهد. حافظه پنهان (کش) داخلی بر روی کنترل کننده آرایه چندگانه دیسک های مستقل می تواند به کاهش مشکلات مربوط به اختلاف عملکرد درایوهای حالت جامد در آرایه کمک کند، با این حال، در الگوریتم جدیدترین تکنولوژی حافظه پنهان کنترل کننده آرایه چندگانه دیسک های مستقل ویژگی های درایوهای حالت جامد در نظر گرفته نمی شود. در این مقاله، ما جدیدترین الگوریتم حافظه پنهان نوشتنی را برای آرایه دیسکها تحت آزمایش قرار می دهیم، و یک الگوریتم حافظه پنهان نوشتنی مستقل همزمان (SIW) را ارائه می دهیم. ما همچنین یک روش پیش توازن محاسباتی برای آرایه چندگانه دیسک های مستقل در درایوهای حالت جامد با محاسبات توازنی ارائه می دهیم، که در این روش قبل از ذخیره شدن در حافظه نهان، ابتدا توازن بلوکها مورد محاسبه قرار می گیرد. با این روش جدید، ما یک تغییر الگوی کامل در طراحی حافظه پنهان نوشتنی ارائه دادیم. در ارزیابی های انجام گرفته، حجم کار درخواستهای نوشتن بزرگ نشانگر بهبود در متوسط زمانهای پاسخ به ترتیب حدود 50 و 20 درصد در RAID-0 و RAID-5 در مقایسه با جدیدترین تکنولوژی الگوریتم حافظه پنهان نوشتنی بود.

فهرست اصطلاحات – آرایه چندگانه دیسک های مستقل (RAID)، درایو حالت جامد (SSD)، حافظه لحظه ای، زمان بندی ورودی/خروجی، حافظه پنهان نوشتنی