基於固態盤陣列的數據布局和快取管理策略研究

《基於固態盤陣列的數據布局和快取管理策略研究》是依託廈門大學，由吳素貞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於固態盤陣列的數據布局和快取管理策略研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳素貞
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

隨著固態盤技術的快速發展和廣泛套用，基於固態盤陣列的存儲系統成為解決磁碟存儲系統性能瓶頸和能耗問題的主要途徑之一。不同於傳統的磁碟陣列技術，固態盤固有的垃圾回收機制和介質損耗問題會影響固態盤陣列的性能和可靠性，因此不能簡單地將磁碟陣列技術套用於固態盤陣列。本項目基於固態盤陣列存儲系統，主要研究內容包括：（1）研究和分析固態盤陣列的分塊大小和垃圾回收操作對固態盤陣列性能和可靠性的影響；（2）研究基於多分塊大小的固態盤陣列數據布局策略，減少固態盤陣列中校驗更新對固態盤陣列性能和可靠性的影響；（3）研究垃圾回收感知的固態盤陣列快取管理策略，減輕固態盤陣列的性能波動性；（4）研究並實現一種集成式固態盤陣列存儲系統。通過上述數據布局方法和快取管理等技術的研究和原型系統實現，提高固態盤陣列存儲系統的性能和可靠性，進一步推動固態盤陣列在企業級存儲系統領域的廣泛套用。

結題摘要

垃圾回收機制和介質損耗問題會影響固態盤陣列的性能和可靠性，因此不能簡單地將磁碟陣列技術套用於固態盤陣列。本項目從快取管理和數據布局等方面研究了提高固態盤陣列性能和可靠性的方法，取得了如下成果： （1）研究了一種基於垃圾回收感知的快取管理策略GCaR，適用於快閃記憶體存儲系統，顯著減少了40.7%的平均回響時間； （2）研究了一種垃圾回收感知的固態盤陣列數據布局策略GC-Steering，可以減少平均回響時間65.8%，同時減少了重建過程中的用戶回響時間達到55.7%，有效地緩解了垃圾回收GC對快閃記憶體陣列的性能影響問題； （3）研究了一種多分塊固態盤陣列MC-RAIS和混合固態盤陣列LDM，有效地減少了校驗更新導致的寫放大對固態盤陣列性能的影響問題； （4）研究了基於重複數據刪除技術的快閃記憶體存儲系統設計，進一步提高了快閃記憶體存儲系統的性能和可靠性； （5）研究了基於快閃記憶體存儲系統的I/O調度技術，有效地減輕了讀寫衝突問題，從而提高快閃記憶體存儲系統的性能。 受項目支持，發表論文31篇，其中，在IEEE/ACM Transactions等國際期刊（如TPDS、TCAD、TC、TOS等）發表論文11篇、在本領域重要的國際會議（IPDPS、ICS、MSST、ICCD、DATE等）上發表論文9篇，在中文權威期刊《計算機研究與發展》發表論文1篇。培養研究生16名，申請中國發明專利6項，獲得授權2項。項目組通過積極參與相關領域主流國際會議、邀請國外專家訪問等方式，與國外同行進行了深入的學術交流與合作。