本文關(guān)鍵詞：基于壓縮Cache的磁盤性能優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁盤內(nèi)部緩存管理對于磁盤的性能有著重要的影響,因為它起到平衡快總線與慢機械器件的中間棟梁作用。緩存介質(zhì)一般為SRAM,成本昂貴并且容量低,并且提高緩存芯片容量會帶來更復(fù)雜的硬件設(shè)計與散熱管理。因此,磁盤生產(chǎn)商不會給磁盤裝備大容量的緩存。本文提出了一個新的思路來改善這個問題,通過壓縮磁盤緩存提高緩存有效容量以預(yù)取更多的數(shù)據(jù),進而提高磁盤存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率,起到優(yōu)化性能與節(jié)約能耗的作用。具體工作包括:(1)本研究提出新的磁盤架構(gòu):增加壓縮中間層以提高緩存有效容量。并且只有被預(yù)取的數(shù)據(jù)才會被壓縮,已經(jīng)讀取的數(shù)據(jù)和被修改的臟數(shù)據(jù)保持原有的內(nèi)容格式不被壓縮。(2)磁盤是非常精密的器件,必須采用非常精確的模擬手段。本研究在DiskSim的基礎(chǔ)上作了嚴(yán)密的設(shè)計和細致的代碼實現(xiàn),非常真實地模擬了磁盤的實際場景。通過并測試合成負(fù)載,本研究得到了較好的結(jié)果。實驗證明,隨著壓縮率的改善,磁盤平均響應(yīng)時間最大減少25%,磁盤緩存命中率最高提高到3倍。此外,通過實際Trace的測試,部分服務(wù)最高可以達到18%的性能提升。
【關(guān)鍵詞】：磁盤緩存 緩存壓縮 高性能計算 磁盤能耗
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 研究背景及意義7-8
• 1.2 研究的進展及現(xiàn)狀8-13
• 1.3 研究內(nèi)容與創(chuàng)新之處13-14
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 磁盤結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)研究15-24
• 2.1 磁盤架構(gòu)15-17
• 2.2 磁盤參數(shù)17-19
• 2.3 磁盤數(shù)據(jù)層19-21
• 2.4 磁盤緩存21-22
• 2.5 其它磁盤相關(guān)研究22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第三章 磁盤壓縮緩存的結(jié)構(gòu)設(shè)計24-34
• 3.1 磁盤緩存特性的考慮24-25
• 3.2 壓縮緩存設(shè)計25-29
• 3.3 系統(tǒng)平臺29-30
• 3.4 壓縮算法30-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 基于高精度軟件模擬器的設(shè)計與實現(xiàn)34-50
• 4.1 磁盤模擬軟件的選擇34-35
• 4.2 輸入與輸出設(shè)計35-37
• 4.3 全局模塊綜合考慮37-39
• 4.4 磁盤功能實現(xiàn)39-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 系統(tǒng)測試與驗證50-59
• 5.1 實驗環(huán)境50
• 5.2 Trace數(shù)據(jù)50-51
• 5.3 實驗結(jié)果與分析51-54
• 5.4 現(xiàn)實負(fù)載的測試54-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 論文總結(jié)59-60
• 6.2 未來展望60-61
• 參考文獻61-65
• 圖表附錄65-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文67-68
• 致謝68

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