隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,企業(yè)對于數(shù)據(jù)存儲的需求日益提高。通常存儲系統(tǒng)采用磁盤陣列作為解決方案,提高數(shù)據(jù)吞吐率,同時通過冗余校驗提高數(shù)據(jù)可靠性。固態(tài)硬盤作為新興的存儲設(shè)備,其高性能和低能耗的特點非常符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)存儲的需要。然而固態(tài)硬盤價格高,其單位容量價格約為傳統(tǒng)硬盤的100倍,如果完全使用固態(tài)硬盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬盤,代價太高,一般企業(yè)無法承受。對于這個問題,提出了一種將固態(tài)硬盤作為二級緩存的多級緩存結(jié)構(gòu)解決方案,在性能和價格上取得平衡。深入研究了固態(tài)硬盤的技術(shù)特點,根據(jù)固態(tài)硬盤高性能、非易失性的特性,以訪問頻率/訪問大小作為衡量標(biāo)準(zhǔn),評估磁盤某區(qū)域的熱度,找到高消耗塊。同時改進原有的LRU淘汰算法,使用塊表記錄各區(qū)域的熱度,將高消耗塊緩存到SSD,達到提高存儲系統(tǒng)IOPS和吞吐率的目的。從系統(tǒng)部署和算法設(shè)計方面實現(xiàn)二級緩存系統(tǒng),使得加入二級緩存后不會對系統(tǒng)上層應(yīng)用造成影響,將技術(shù)細節(jié)隔離在標(biāo)準(zhǔn)接口之后,上層系統(tǒng)（如文件系統(tǒng)）不需要做任何改變。把固態(tài)硬盤和硬盤看作單一的塊設(shè)備進行管理,只需要對現(xiàn)有操作系統(tǒng)內(nèi)核做最小的改動,就可以保證系統(tǒng)的兼容性和可移植性。對以固態(tài)硬盤作為二級緩存的磁盤陣列系統(tǒng)進... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多級緩存結(jié)構(gòu)

圖 2.2 RAID 5 數(shù)據(jù)分布介（Solid State Disk，簡稱 SSD）是一種使用固態(tài)存儲器保存與傳統(tǒng)硬盤相同的訪問方式。固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤（HDD，H，它不包含旋轉(zhuǎn)盤片和移動磁頭等機械裝置，而是使用微芯片保比，固態(tài)硬盤通常不受物理震動影響、安靜而且具有很低的固態(tài)硬盤具有與傳統(tǒng)硬盤相同的接口，可以很容易的在大部10 年，大部分 SSD 使用基于 NAND 閃存芯片，可以在斷電的。在某些情況下 SSD 也使用易失性隨機訪問存儲器解決快速斷電后不需要保存數(shù)據(jù)的情況下，或者有外部電源或電池在

圖 2.3 垃圾回收入請求時，從“空閑區(qū)塊池”中給這個請求分配一個新的區(qū)塊，將新區(qū)息加到“數(shù)據(jù)區(qū)塊池”。包含無效數(shù)據(jù)的區(qū)塊被清理，讓后將地址信息添區(qū)塊池”。有效數(shù)據(jù)會和寫入請求一起寫入到新的區(qū)塊中。如圖 2.4 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]部署SSD固態(tài)硬盤系統(tǒng)在混錄中的優(yōu)勢和性能提升初探[J]. 廖明.  現(xiàn)代電影技術(shù). 2010(03)
[2]閃存環(huán)境下B+樹索引重訪[J]. 崔斌,呂雁飛,陳學(xué)軒.  計算機應(yīng)用. 2010(01)
[3]初探SSD在神威高性能計算機上的應(yīng)用模式[J]. 余婷,范昊.  計算機工程與科學(xué). 2009(S1)
[4]固態(tài)硬盤（SSD）產(chǎn)品現(xiàn)狀與展望[J]. 陳明達.  移動通信. 2009(11)
[5]基于NAND Flash的嵌入式數(shù)據(jù)庫索引機制的改進[J]. 康亮,顧峰磊,戚正偉.  計算機應(yīng)用與軟件. 2008(07)
[6]RAID5中的效率優(yōu)先倒盤算法[J]. 陳康林,謝長生.  計算機工程與科學(xué). 2006(02)
[7]磁盤陣列控制器的設(shè)計與原型實現(xiàn)[J]. 謝長生,董曉明,萬繼光,譚志虎,劉瑞芳.  小型微型計算機系統(tǒng). 2006(01)
[8]RAID控制器中多級Cache的研究[J]. 謝長生,姜國松,劉瑞芳.  計算機工程與科學(xué). 2004(12)



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