發(fā)布時(shí)間：2021-07-27 19:15

　　隨著新型非易失存儲(chǔ)介質(zhì)的出現(xiàn),軟件I/O棧的開銷已經(jīng)成為存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能瓶頸.首先詳述了基于磁盤的傳統(tǒng)I/O棧的各個(gè)軟件層次和請(qǐng)求經(jīng)過I/O棧的一般流程.在分析了傳統(tǒng)I/O棧在閃存（flash）、相變存儲(chǔ)器（phase change memory,PCM）等新型非易失存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成的存儲(chǔ)系統(tǒng)中存在的問題后,對(duì)專門為PCIe固態(tài)硬盤（solid state drive,SSD）設(shè)計(jì)的高性能主機(jī)控制器接口——NVMe接口及基于該接口的I/O棧、請(qǐng)求流程進(jìn)行了詳細(xì)介紹.最后,針對(duì)相變存儲(chǔ)器、阻變存儲(chǔ)器（resistive randomaccess memory,RRAM）和自旋轉(zhuǎn)移矩磁阻隨機(jī)存儲(chǔ)器（spin-transfer torque magnetic random access memory,STT-MRAM）等下一代存儲(chǔ)介質(zhì),對(duì)I/O棧在中斷使用、文件系統(tǒng)權(quán)限檢查等方面帶來的性能問題進(jìn)行了詳細(xì)分析,指出未來I/O棧設(shè)計(jì)要考慮的問題. 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2014,51(S1)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２塊層單請(qǐng)求隊(duì)列結(jié)構(gòu)

塊設(shè)備提供一個(gè)請(qǐng)求隊(duì)列結(jié)構(gòu)，對(duì)請(qǐng)求合并、排序都是在該隊(duì)列上完成的．由于傳統(tǒng)塊層的單請(qǐng)求隊(duì)列會(huì)存在請(qǐng)求隊(duì)列鎖、硬件中斷和遠(yuǎn)程內(nèi)存訪問（ＮＵＭＡ架構(gòu)上）的問題，導(dǎo)致可擴(kuò)展性差［１２］．目前ＳＣＳＩ磁盤在企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且存在大量的基于ＳＣＳＩ架構(gòu)的軟件．為了使ＮＶＭｅ接口支持遺留的ＳＣＳＩ軟件，ＮＶＭＥｘｐｒｅｓｓ工作組在ＮＶＭｅ接口的基礎(chǔ)上又設(shè)計(jì)開發(fā)了ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層［１３］，ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層驅(qū)動(dòng)模型如圖４所示：圖４ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層Ｉ?Ｏ棧ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層的作用是將遺留的上層軟件棧產(chǎn)生的ＳＣＳＩ命令轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的ＮＶＭｅ命令發(fā)送到ＮＶＭｅ驅(qū)動(dòng)中，或者將ＮＶＭｅ驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的返回狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成ＳＣＳＩ支持的返回狀態(tài)信息．由于兼容遺留軟件，系統(tǒng)可以無縫地從傳統(tǒng)磁盤遷移到支持ＮＶＭｅ接口的ＰＣＩｅＳＳＤ上，缺點(diǎn)是會(huì)增加軟件開銷．在目前最新的Ｌｉｎｕｘ３．１２．４內(nèi)核版本中，已經(jīng)包含對(duì)ＮＶＭｅ接口和ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層的支持．３當(dāng)前Ｉ?Ｏ棧存在的問題除了以上提到的ｆｌａｓｈ，其他幾種非易失存儲(chǔ)介質(zhì)（如ＰＣＭ，ＲＲＡＭ，ＳＴＴ－ＭＲＡＭ）在近幾年也發(fā)展迅速．相比于ｆｌａｓｈ，這些存儲(chǔ)介質(zhì)讀寫速度更快，２１陳祥等：新型非易失存儲(chǔ)Ｉ?Ｏ棧綜述

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)綜述[J]. 陸游游,舒繼武.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2013(01)



本文編號(hào)：3306381