引入flash的多层次存储结构研究与实现

发布时间：2020-11-14 22:06

【摘要】： 在整个计算机系统中,存储系统已成为一大瓶颈,传统的磁盘因为它巨大的延迟越来越不能满足应用的需求。新近发展起来的Flash存储介质因为延迟小、功耗低、质量轻,能在恶劣环境下工作,受到存储界的青睐。但是目前,Flash的容量无法与磁盘相比,价格也很高,完全用Flash构建存储系统是不经济的。因此,用Flash和磁盘构建混合的存储系统具有重大意义。 本研究针对大型存储系统中的I/O结点,在传统的存储器层次结构中引入Flash,构建一个混合的存储系统。整个工作分三部分。第一部分设计了一种高效能、自适应的缓存替换策略,用来管理存储层次中的DRAM。该策略具有常数的时间复杂度。尽管具有一定的计算量,但是,由于该策略专用于计算资源较充足的存储系统,增大计算量换取更高的命中率是值得的。第二部分设计了DRAM-Flash二级缓存的管理策略,该策略的目的是用Flash扩展DRAM。因为Flash比DRAM便宜,该策略实质上是用一种经济的方法增大了主存容量。第三部分构建了混合辅存结构,这部分的工作包括设计高性能的SSD、研究SSD和磁盘的协同原理、制定辅存中的数据预取机制。三个部分从上到下,涉及到混合存储系统的各个层次,是一个完整的系统,重点研究了整个混合存储系统中各级之间的缓存替换与预取策略。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333
【图文】：

对 NAND Flash、DRAM 和磁盘的性能进行了比较小的多，容量也大；比起磁盘，Flash 的读写延迟磁盘，但可通过增强并行性来弥补。总之 Flash 的决定了本研究中 Flash 在多层次存储结构中的位置表 1.1 DRAM、Flash、磁盘性能比较功耗读延迟 写延迟 擦运行 空闲DR2AM878mW 80mW 55ns 55ns AND (SLC)27mW 6μW 25μs 200μs Diskive13W 9.3W 8.5ms 9.5ms 究现状 的以上特性，学术界主要作了以下几个方面的研究

图 2.1 FBR 替换策略主要针对数据库中的关联访问。所谓关联访问的多次请求，如数据库中对某一条记录的“查有多次请求，但并不说明数据是频繁使用的，有效的识别关联访问，它记录每一页过去第 K离”，并用这个“时间距离”组织优先级队列换出去。关联访问一般限制在两三次之内，被屏蔽。当 K 取 1 时， LRU/K 策略就是 LR是高效的，但它的时间复杂度是 O(logn)。队列，如图 2.2 所示，A1in、A1out、Am。A中时只对它作标记，表示已被使用。Am 是复使用过的。A1out 接受从 A1in 淘汰出来的页

图 2.2 2Q 替换策略好的策略，策略本身因其自适应性而得名。使用页”和“多次使用页”，然后组织四条1 装载“一次使用页”，L2、B2 装载“多次中，B1、B2 记录历史信息。一页数据刚进任何一页数据被重复使用后都放到 L2 的头淘汰到 B2 中。若一页缺失并在 B1 中发现的页；若一页缺失并在 B2 中发现它的历史RC 正是这样根据历史信息的反馈来自适应于备 scan-resistant 的性质。为了维护历史信息的大小分别和 L2 和 L1 对应。尽管有额外的空间不到主存空间的百分之一，为了获得更得的。由于都是 LRU 队列，额外的两条队列工业界的认可，被 ZFS 采用。
【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨春燕;用SAN构筑现代企业信息存储系统的优势[J];内蒙古电力技术;2002年S1期

2 ;专家观点[J];中国计算机用户;2006年43期

3 ;HDS AMS 2000系列的创新之道[J];通信世界;2009年08期

4 金文新;;大型高校图书馆计算机网络集成系统建设[J];情报科学;2009年04期

5 李静;;浅谈HIS系统对服务器和存储设备的要求及设计方案[J];信息与电脑(理论版);2009年11期

6 刘刚;张海涛;李瑞东;张强;;一种基于模块化设计的NAS集群存储系统[J];微计算机信息;2011年05期

7 于耳;;建立面向应用的存储系统[J];中国教育网络;2011年06期

8 ;数字视频存储系统[J];光学精密工程;1977年06期

9 张明明;;为信息传输设备保驾护航——访EMC公司中国区产品经理马永亨先生[J];上海微型计算机;1998年Z1期

10 赵晨;;EMC Symmetrix优化SAP R/3系统[J];计算机与网络;1998年09期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陆承涛;存储系统性能管理问题的研究[D];华中科技大学;2010年

2 聂雪军;内容感知存储系统中信息信息生命周期管理关键技术研究[D];华中科技大学;2011年

3 罗东健;大规模存储系统高可靠性关键技术研究[D];华中科技大学;2011年

4 聂雪军;内容感知存储系统中信息生命周期管理关键技术研究[D];华中科技大学;2010年

5 王玉林;多节点容错存储系统的数据与缓存组织研究[D];电子科技大学;2010年

6 施展;基于本体的存储系统管理研究[D];华中科技大学;2011年

7 黄继鹏;高速高可靠小型数字视频存储系统的设计与实现[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2012年

8 姜明华;基于冗余智能存储通道的存储系统关键技术研究[D];华中科技大学;2011年

9 金超;容错存储系统的结构优化技术研究[D];华中科技大学;2011年

10 刘军平;磁盘存储系统可靠性技术研究[D];华中科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陆正武;面向流媒体应用存储系统的研究与实现[D];华中科技大学;2004年

2 杜睿;基于IP-SAN技术的石化企业数据集中存储系统的设计与实现[D];华东理工大学;2010年

3 金强;基于HBase的RDF存储系统的研究与设计[D];浙江大学;2011年

4 余智敏;数字化图书馆的数据存储技术的研究[D];武汉理工大学;2006年

5 陶博舟;磁盘阵列快照系统的设计与实现[D];华中科技大学;2007年

6 张小艳;基于嵌入式技术的USB存储系统的设计与实现[D];内蒙古大学;2011年

7 蒋亚群;基于DLX体系结构的微处理器核的设计与实现[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

8 亓伟;关系数据库存储子系统研究与实现[D];清华大学;2005年

9 宋迎迎;数字馆藏评价指标体系研究[D];郑州大学;2006年

10 袁晓铭;磁盘阵列系统的快照技术研究[D];华中科技大学;2007年

本文编号：2883999