【摘要】：為有效解決內存云主要存儲器件DRAM面臨能耗損失大、數(shù)據可靠性差、斷電易失等問題,提出使用非易失性存儲器件PCM替換部分DRAM器件構成混合內存云架構。構建最優(yōu)分配比模型,在系統(tǒng)總能耗一定的情況下,DRAM和PCM的分配比為4.847∶1時,系統(tǒng)的存儲效用最高;通過數(shù)據對象預分類模型將數(shù)據對象按照讀寫傾向性分配到內存器件中,構建二室模型對數(shù)據對象的遷移和備份速率進行計算,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。模擬算例結果表明,與相同能耗的內存云架構相比,該混合內存云架構提高了9.37%的存儲能力,斷電恢復延遲減少15.87%。
【圖文】：

。需要特別說明協(xié)調器并不參與一般的讀寫問題，內存云的客戶端均維護了一個數(shù)據存放位置的本地緩存，從而可直接與主服務器連接快速得到反饋結果，僅僅在本地緩存丟失重要數(shù)據或者緩存落后的情況下客戶端才會連接協(xié)調器獲取最新映射情況，此種機制有效減少了協(xié)調器的負載并增加了協(xié)調器的可擴展性。由于保存在內存云中的數(shù)據掉電易失，為了保證數(shù)據的可靠性，每一臺主服務器中的信息需要隨時備份到若干備份服務器的磁盤中，此種方法使得存儲器成本增加，且大幅度增加系統(tǒng)能耗［４－７］。內存云的基本結構如圖１所示。圖１內存云基本結構內存云使用ＤＲＡＭ和磁盤進行備份，每個對象的單個副本存儲在主服務器的ＤＲＡＭ中，且其它備份存放在備份服務器的磁盤中，每一個服務器既是主服務器又是備份服務器。為了利用全部的磁盤帶寬，至少兩份備份日志被批量異步地傳送至磁盤中。具體過程如圖２所示。圖２內存云備份過程２混合內存云架構由于ＤＲＡＭ內存的誤碼率相對較高，外圍邏輯錯誤、對內存進行復雜寫入的軟件錯誤、與ＤＲＡＭ相關的軟硬件錯誤都可能導致ＤＲＡＭ發(fā)生損壞［８］。本混合存儲架構將內存器件ＤＲＡＭ和ＰＣＭ按照４．８４７∶１的比例進行分配，具體分配比率計算將在下節(jié)進行詳細解釋證明，構成ＰＣＭ與ＤＲＡＭ的同級混合內存云，如圖３所示。圖３混合內存云存儲架構混合內存云架構同樣使用鍵－值存儲，保證低延遲的基礎上支持各類應用。將數(shù)據分為多個表，表中包含高達６４ＫＢ的可變長度密鑰用于唯一標識此表，高達１ＭＢ的可變長度值和一個６４位的版本號。最大存儲數(shù)據對象不超過１ＭＢ，數(shù)據對象可被分配到一個或多個表中，表可跨越集群中的一個或多個服務器，存儲在單個服務器

調器的可擴展性。由于保存在內存云中的數(shù)據掉電易失，為了保證數(shù)據的可靠性，每一臺主服務器中的信息需要隨時備份到若干備份服務器的磁盤中，此種方法使得存儲器成本增加，且大幅度增加系統(tǒng)能耗［４－７］。內存云的基本結構如圖１所示。圖１內存云基本結構內存云使用ＤＲＡＭ和磁盤進行備份，每個對象的單個副本存儲在主服務器的ＤＲＡＭ中，且其它備份存放在備份服務器的磁盤中，每一個服務器既是主服務器又是備份服務器。為了利用全部的磁盤帶寬，至少兩份備份日志被批量異步地傳送至磁盤中。具體過程如圖２所示。圖２內存云備份過程２混合內存云架構由于ＤＲＡＭ內存的誤碼率相對較高，外圍邏輯錯誤、對內存進行復雜寫入的軟件錯誤、與ＤＲＡＭ相關的軟硬件錯誤都可能導致ＤＲＡＭ發(fā)生損壞［８］。本混合存儲架構將內存器件ＤＲＡＭ和ＰＣＭ按照４．８４７∶１的比例進行分配，具體分配比率計算將在下節(jié)進行詳細解釋證明，構成ＰＣＭ與ＤＲＡＭ的同級混合內存云，如圖３所示。圖３混合內存云存儲架構混合內存云架構同樣使用鍵－值存儲，保證低延遲的基礎上支持各類應用。將數(shù)據分為多個表，表中包含高達６４ＫＢ的可變長度密鑰用于唯一標識此表，高達１ＭＢ的可變長度值和一個６４位的版本號。最大存儲數(shù)據對象不超過１ＭＢ，數(shù)據對象可被分配到一個或多個表中，表可跨越集群中的一個或多個服務器，，存儲在單個服務器上表的子集稱為ｔａｂｌｅｔ�？蛻舳送ㄟ^協(xié)調器將表分配到一個或多個內存服務器中，每個表被６４位唯一標識符命名（ｔａｂｌｅＩｄ），客戶端通過指定的＜ｔａｂｌｅＩｄ，ｋｅｙ＞原組來訪問數(shù)據對象。表１為客戶端數(shù)據對象的所有操作管理。·３８２·

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1 劉群;馮丹;李堅;;基于數(shù)據對象的訪問模型的研究[J];武漢理工大學學報;2010年20期

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1 賈曉萌;面向大數(shù)據應用的數(shù)據對象頁模型研究[D];國防科學技術大學;2014年

本文編號：2632115