發(fā)布時間：2021-07-27 19:15

　　隨著新型非易失存儲介質(zhì)的出現(xiàn),軟件I/O棧的開銷已經(jīng)成為存儲系統(tǒng)的性能瓶頸.首先詳述了基于磁盤的傳統(tǒng)I/O棧的各個軟件層次和請求經(jīng)過I/O棧的一般流程.在分析了傳統(tǒng)I/O棧在閃存（flash）、相變存儲器（phase change memory,PCM）等新型非易失存儲介質(zhì)構(gòu)成的存儲系統(tǒng)中存在的問題后,對專門為PCIe固態(tài)硬盤（solid state drive,SSD）設(shè)計的高性能主機控制器接口——NVMe接口及基于該接口的I/O棧、請求流程進行了詳細介紹.最后,針對相變存儲器、阻變存儲器（resistive randomaccess memory,RRAM）和自旋轉(zhuǎn)移矩磁阻隨機存儲器（spin-transfer torque magnetic random access memory,STT-MRAM）等下一代存儲介質(zhì),對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行了詳細分析,指出未來I/O棧設(shè)計要考慮的問題. 

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

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２塊層單請求隊列結(jié)構(gòu)

塊設(shè)備提供一個請求隊列結(jié)構(gòu)，對請求合并、排序都是在該隊列上完成的．由于傳統(tǒng)塊層的單請求隊列會存在請求隊列鎖、硬件中斷和遠程內(nèi)存訪問（ＮＵＭＡ架構(gòu)上）的問題，導(dǎo)致可擴展性差［１２］．目前ＳＣＳＩ磁盤在企業(yè)級存儲中得到了廣泛的應(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)計開發(fā)了ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層［１３］，ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層驅(qū)動模型如圖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)換成對應(yīng)的ＮＶＭｅ命令發(fā)送到ＮＶＭｅ驅(qū)動中，或者將ＮＶＭｅ驅(qū)動產(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，缺點是會增加軟件開銷．在目前最新的Ｌｉｎｕｘ３．１２．４內(nèi)核版本中，已經(jīng)包含對ＮＶＭｅ接口和ＳＣＳＩ轉(zhuǎn)換層的支持．３當前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，這些存儲介質(zhì)讀寫速度更快，２１陳祥等：新型非易失存儲Ｉ?Ｏ棧綜述

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



本文編號：3306381