發(fā)布時間：2020-11-14 22:06

【摘要】： 在整個計算機系統(tǒng)中,存儲系統(tǒng)已成為一大瓶頸,傳統(tǒng)的磁盤因為它巨大的延遲越來越不能滿足應(yīng)用的需求。新近發(fā)展起來的Flash存儲介質(zhì)因為延遲小、功耗低、質(zhì)量輕,能在惡劣環(huán)境下工作,受到存儲界的青睞。但是目前,Flash的容量無法與磁盤相比,價格也很高,完全用Flash構(gòu)建存儲系統(tǒng)是不經(jīng)濟的。因此,用Flash和磁盤構(gòu)建混合的存儲系統(tǒng)具有重大意義。 本研究針對大型存儲系統(tǒng)中的I/O結(jié)點,在傳統(tǒng)的存儲器層次結(jié)構(gòu)中引入Flash,構(gòu)建一個混合的存儲系統(tǒng)。整個工作分三部分。第一部分設(shè)計了一種高效能、自適應(yīng)的緩存替換策略,用來管理存儲層次中的DRAM。該策略具有常數(shù)的時間復(fù)雜度。盡管具有一定的計算量,但是,由于該策略專用于計算資源較充足的存儲系統(tǒng),增大計算量換取更高的命中率是值得的。第二部分設(shè)計了DRAM-Flash二級緩存的管理策略,該策略的目的是用Flash擴展DRAM。因為Flash比DRAM便宜,該策略實質(zhì)上是用一種經(jīng)濟的方法增大了主存容量。第三部分構(gòu)建了混合輔存結(jié)構(gòu),這部分的工作包括設(shè)計高性能的SSD、研究SSD和磁盤的協(xié)同原理、制定輔存中的數(shù)據(jù)預(yù)取機制。三個部分從上到下,涉及到混合存儲系統(tǒng)的各個層次,是一個完整的系統(tǒng),重點研究了整個混合存儲系統(tǒng)中各級之間的緩存替換與預(yù)取策略。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP333
【圖文】：

對 NAND Flash、DRAM 和磁盤的性能進行了比較小的多，容量也大；比起磁盤，F(xiàn)lash 的讀寫延遲磁盤，但可通過增強并行性來彌補�？傊� Flash 的決定了本研究中 Flash 在多層次存儲結(jié)構(gòu)中的位置表 1.1 DRAM、Flash、磁盤性能比較功耗讀延遲 寫延遲 擦運行 空閑DR2AM878mW 80mW 55ns 55ns AND (SLC)27mW 6μW 25μs 200μs Diskive13W 9.3W 8.5ms 9.5ms 究現(xiàn)狀 的以上特性，學(xué)術(shù)界主要作了以下幾個方面的研究

圖 2.1 FBR 替換策略主要針對數(shù)據(jù)庫中的關(guān)聯(lián)訪問。所謂關(guān)聯(lián)訪問的多次請求，如數(shù)據(jù)庫中對某一條記錄的“查有多次請求，但并不說明數(shù)據(jù)是頻繁使用的，有效的識別關(guān)聯(lián)訪問，它記錄每一頁過去第 K離”，并用這個“時間距離”組織優(yōu)先級隊列換出去。關(guān)聯(lián)訪問一般限制在兩三次之內(nèi)，被屏蔽。當(dāng) K 取 1 時， LRU/K 策略就是 LR是高效的，但它的時間復(fù)雜度是 O(logn)。隊列，如圖 2.2 所示，A1in、A1out、Am。A中時只對它作標(biāo)記，表示已被使用。Am 是復(fù)使用過的。A1out 接受從 A1in 淘汰出來的頁

圖 2.2 2Q 替換策略好的策略，策略本身因其自適應(yīng)性而得名。使用頁”和“多次使用頁”，然后組織四條1 裝載“一次使用頁”，L2、B2 裝載“多次中，B1、B2 記錄歷史信息。一頁數(shù)據(jù)剛進任何一頁數(shù)據(jù)被重復(fù)使用后都放到 L2 的頭淘汰到 B2 中。若一頁缺失并在 B1 中發(fā)現(xiàn)的頁；若一頁缺失并在 B2 中發(fā)現(xiàn)它的歷史RC 正是這樣根據(jù)歷史信息的反饋來自適應(yīng)于備 scan-resistant 的性質(zhì)。為了維護歷史信息的大小分別和 L2 和 L1 對應(yīng)。盡管有額外的空間不到主存空間的百分之一，為了獲得更得的。由于都是 LRU 隊列，額外的兩條隊列工業(yè)界的認可，被 ZFS 采用。
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本文編號：2883999