【摘要】：數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能和可靠性都有著非常高的要求,但長期以來人們使用的硬磁盤(Hard Disk Drive, HDD)由于其物理結(jié)構(gòu)的限制,不能很好的滿足這兩個(gè)要求。而基于NAND閃存的固態(tài)硬盤(Solid State Drive, SSD)由于其訪問時(shí)延小、抗震、低功耗等特性,正在逐步的替代硬磁盤被越來越廣泛的用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用對(duì)性能和可靠性的要求是研究應(yīng)用于固態(tài)硬盤的RAID結(jié)構(gòu)的內(nèi)在動(dòng)力,而固態(tài)硬盤價(jià)格的降低以及容量的增加,為將固態(tài)硬盤應(yīng)用于RAID (Redundant Array of Independent Disks,獨(dú)立冗余磁盤陣列)結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造了有利條件。本文針對(duì)應(yīng)用于固態(tài)硬盤的RAID機(jī)制進(jìn)行研究,本文的工作主要有以下幾個(gè)方面：首先,分析比較了應(yīng)用于固態(tài)硬盤上的不同RAID機(jī)制；其次,我們提出的新型RAID4結(jié)構(gòu)：SPD-RAID4 (Splitting Parity Disk-RAID4)。SPD-RAID4使用多個(gè)校驗(yàn)數(shù)據(jù)盤來替代RAID4中的單個(gè)校驗(yàn)數(shù)據(jù)盤,不僅解決了RAID4結(jié)構(gòu)的性能瓶頸問題,也使得存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性得到了提升；第三,為了對(duì)設(shè)計(jì)的RAID機(jī)制進(jìn)行評(píng)測(cè),本文拓展了單個(gè)固態(tài)硬盤模擬器SSDsim為SSDsim_for_RAID,使其支持不同的RAID機(jī)制；最后,使用拓展后的模擬器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),比較SPD-RAID4和RAID4、RAID5的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比RAID5, SPD-RAID4最多能獲得的20.3%的性能提升；相比RAID4, SPD-RAID4最多能獲得40.6%的性能提升。
【圖文】：

W１．１典型的ＮＡＮＤ閃存芯片組織結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ邋１．１邋Ｔｙｐｉｃａｌ邋ＮＡＮＤ邋ｆｌａｓｈ邋ｃｈｉｐ逡逑圖１．１是一個(gè)典型的巧存哀片結(jié)構(gòu)［ｌ］。一般閃存芯片包含五個(gè)層次：芯片逡逑（ｃｈｉｐ）邐晶圓（ｄｉｅ）邐分組（ｐｌａｎｅ）邐塊（ｂｌｏｃｋ）邐－頁（ｐａｇｅ）。其中，每個(gè)邋ｐｌａｎｅ

混合式映射將閃存塊分為數(shù)據(jù)塊和日志塊，其中數(shù)據(jù)塊采用塊映射，而逡逑日志塊采用頁映射，當(dāng)頁有數(shù)據(jù)需要更新時(shí)，更新的內(nèi)容會(huì)彼放到日志塊中，Ｗ逡逑此來減少擦除操作�；旌鲜接成涞幕玖鞒倘鐖D１．３所不：請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，首先判逡逑斷該請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)容的最新數(shù)據(jù)是否存放在數(shù)據(jù)塊中：若是，則通過塊映射在數(shù)逡逑據(jù)塊內(nèi)尋找數(shù)據(jù)地址，若不是，則通過頁映射在日志塊中尋找數(shù)據(jù)地址�；旌鲜藉义嫌成浞椒ǖ幕舅枷牖绢愃疲�，其中最典型的就是ｂａｓｔ邋（Ｂｌｏｃｋ邋Ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ逡逑Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）邋［１６］和邋ＦＡＳＴ邋（Ｆｕｌｌｙ邋Ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ邋Ｓｅｃｔｏｒ邋Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）［＂］�；旌鲜接成潆m逡逑然有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍然存在數(shù)據(jù)合并效率低下的問題，為此賓夕法尼亞州立大學(xué)逡逑的Ａａｙｕｓｈ邋Ｇｕｐｔａ在分析它的優(yōu)缺點(diǎn)后提出了邋ＤＦＴｌＪＷ。逡逑（１）在ＢＡＳＴ方案中
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP333.35

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5 徐偉;王敏;孟曉p

本文編號(hào)：2571802