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一种面向SSD-HDD混合存储的热区跟踪替换算法
  • ISSN号:1000-1220
  • 期刊名称:小型微型计算机系统
  • 时间:2012.10.10
  • 页码:2255-2258
  • 分类:TP301[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]清华大学计算机科学与技术系,北京100084, [2]清华信息科学与技术国家实验室筹,北京100084
  • 相关基金:国家“九七三”重点基础研究发展计划项目(2011CB302505)资助; 国家自然科学基金项目(61073165,61170210)资助; 国家“八六三”高技术研究发展计划项目(2011AA040505,2010AA012401)资助
  • 相关项目:面向用户数据存储的云文件系统关键技术研究
中文摘要:

固态驱动器(SSD)读写性能优越,但成本高,因此在实践中人们往往利用SSD和普通硬盘(HDD)构建混合存储系统以获取较高的性价比.在混合存储系统中,如何使更多的IO请求能够命中SSD是充分利用SSD性能的关键.针对多任务共享存储环境下集中访问和随机访问IO存取模式并存,且通常情况下IO工作流大部分请求相对集中于有限区域内的特点,本文提出一种基于热区跟踪(HZT)的缓存替换算法.HZT算法充分考虑了IO工作流的空间局部性和时间局部性,利用IO工作流的历史访问信息,跟踪当前热区,并为热区数据块赋予更高的驻留SSD的优先级,能够有效提高混合存储中SSD缓存的命中率.经测试,在典型多任务共享存储环境下HZT算法可以使SSD缓存的命中率比使用LRU(Least Recently Used)算法的系统提高12%.采用适当的预取策略,该算法的命中率与LRU算法相比可获得23%的提升.

英文摘要:

The read and write performance of Solid State Drive(SSD) is superior,but the cost is very high.Therefore,it becomes practical to construct hybrid storage system with SSD and hard disk drive(HDD) to obtain higher cost-performance ratio.In such a hybrid storage system,making more IO requests hit the data on SSD is a key point to take full advantage of SSD.Based on our observation that concentrated access pattern and random access pattern coexist in shared storage environment and in most cases nearly all IO requests concentrate in limited space,we put forward a new cache replacement algorithm called HZT.HZT algorithm defines the concept of hot zone and utilizes the history of IO requests to trace current hot zones.In addition,data blocks in hot zones are assigned to a high priority,meaning they can stay in SSD without being replaced whenever possible.Such a way takes full account of spatial locality and temporal locality of IO workload in hybrid storage system and therefore,can improve the hit rate of SSD buffer efficiently in shared storage environments.The experimental results show that HZT algorithm can achieve 12% more hit rate of SSD buffer than LRU(Least Recently Used) algorithm.When combined with appropriate prefetching strategy,the hit rate of HZT algorithm can be improved by 23% than that of LRU algorithm.

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期刊信息
  • 《小型微型计算机系统》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院沈阳计算技术研究所
  • 主编:林浒
  • 地址:沈阳市浑南新区南屏东路16号
  • 邮编:110168
  • 邮箱:xwjxt@sict.ac.cn
  • 电话:024-24696120 024-24696190-8870
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1220
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1106/TP
  • 邮发代号:8-108
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,中国科学引文数据库来源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:23212