發(fā)布時(shí)間：2018-03-01 23:06

  本文關(guān)鍵詞： 混合存儲(chǔ) 非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器 固態(tài)盤 磁盤　出處：《上海交通大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：目前存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展趨向于大容量、低成本和高性能，而任何單一的存儲(chǔ)器件如非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器、固態(tài)盤、磁盤等由于其物理特性的限制，并不能滿足以上需求�；旌洗鎯�(chǔ)充分利用不同存儲(chǔ)器件的特性組成高效的存儲(chǔ)系統(tǒng)，既能支持存儲(chǔ)系統(tǒng)容量的大幅擴(kuò)展，又能在保持系統(tǒng)低成本的前提下，，顯著提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能，成為目前存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的方向。 本文首先介紹了混合存儲(chǔ)系統(tǒng)的概念及其發(fā)展歷程，以及目前各種混合存儲(chǔ)系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于NVRAM、SSD、HDD的混合存儲(chǔ)系統(tǒng)Trident。論文的主要工作如下： (1)對(duì)現(xiàn)有的主流持久存儲(chǔ)器件的特性進(jìn)行了研究，在隨機(jī)性能、順序性能、容量、成本、性能等幾個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比。 (2)對(duì)混合存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展歷程進(jìn)行了研究，并深入分析了混合存儲(chǔ)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。 (3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于NVRAM、SSD、HDD的混合存儲(chǔ)系統(tǒng)Trident，主要包括架構(gòu)、映射策略、熱點(diǎn)數(shù)據(jù)識(shí)別、數(shù)據(jù)的緩存和遷移等方面。 (4)使用人工合成負(fù)載和實(shí)際工作負(fù)載對(duì)基于HDD的存儲(chǔ)系統(tǒng)、Facebook的FlashCache混合存儲(chǔ)系統(tǒng)、以及Trident混合存儲(chǔ)系統(tǒng)的隨機(jī)性能和順序性能進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，并且對(duì)比了FlashCache和Trident中的緩存命中率。 測(cè)試結(jié)果顯示，Trident混合存儲(chǔ)系統(tǒng)的順序讀寫性能接近基于HDD的存儲(chǔ)系統(tǒng)，隨機(jī)IOPS部分超過(guò)FlashCache，緩存命中率接近FlashCache，且對(duì)SSD的寫入次數(shù)也少于FlashCache。系統(tǒng)通過(guò)Linux內(nèi)核模塊實(shí)現(xiàn)，對(duì)上層用戶的訪問(wèn)透明。本論文的研究成果對(duì)于其它的混合存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)也具有較好的借鑒價(jià)值。
[Abstract]:At present, the development of memory system tends to be large capacity, low cost and high performance. However, any single memory device, such as non-volatile random access memory, solid state disk, disk, etc., is limited by its physical characteristics. Hybrid storage can make full use of the characteristics of different memory devices to form an efficient storage system, which can not only support the large expansion of storage system capacity, but also maintain the low cost of the system. Improving the performance of storage system has become the direction of storage technology development. This paper first introduces the concept of hybrid storage system and its development process, as well as the problems faced by various hybrid storage systems. On this basis, we design and implement a hybrid storage system based on NVRAMN SSD-HDD. The main work of this paper is as follows:. 1) the characteristics of existing mainstream persistent memory devices are studied and compared in random performance, sequential performance, capacity, cost, performance and so on. In this paper, the development of hybrid storage system is studied, and the key technical problems in hybrid storage design are analyzed. The design and implementation of a hybrid storage system based on NVRAMN SSDN HDD includes architecture, mapping strategy, hot data identification, data cache and migration. Using synthetic load and actual workload, the random and sequential performances of FlashCache hybrid storage system based on HDD and Trident hybrid storage system are compared and tested. The cache hit ratio in FlashCache and Trident is compared. The test results show that the sequential read and write performance of the Trident hybrid storage system is similar to that of the HDD based storage system. The random IOPS is more than Flash Cache. the cache hit ratio is close to Flash Cache.And the number of writing to SSD is also less than that of Flash Cache. the system is implemented through the Linux kernel module. The research results of this paper can also be used for reference in the design and implementation of other hybrid storage systems.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP333

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本文編號(hào)：1553963