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Title 利用多位準快閃記憶體之寫入異質性改善尖峰I/O效能 = Improving peak I/O performance by exploiting write heterogeneity of MLC NAND flash / 陳庚佑(Geng-You Chen)撰
Main Author 陳, 庚佑
Imprint 民103[2014]
Rating No one has rated this material 說明
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 Main Lib B1 Theses  (T) 312.15 7502  [Nearby on shelf]  3638940  LIB USE ONLY

Parallel title Improving peak I/O performance by exploiting write heterogeneity of MLC NAND flash
Descript. 38葉 : 圖 ; 30公分
Note 指導教授 : 楊佳玲
Dissert'n 碩士論文--國立臺灣大學資訊工程學研究所
Bibliog. 含參考書目
Summary 隨著快閃記憶體的單位儲存成本持續下跌, 企業開始廣泛選用基於多位準快閃記憶體的固態硬碟作為其儲存系統. 然而, 由於快閃記憶體先天在讀取與寫入速度上的不對稱, 寫入速度經常成為儲存系統的效能瓶頸. 又因為伺服器環境有許多 I/O 工作是瞬間爆量的, 在尖峰負載時必須處理的寫入請求數目有可能比平時還要高出一個數量級甚至更多, 這使得企業必須極大程度地超額配置其儲存系統, 以確保在尖峰負載下的寫入延遲時間依能滿足企業內部對於儲存系統的服務層級目標, 例如 99 百分位數的 I/O 延遲時間必須少於 100 毫秒. 多位準快閃記憶體的寫入異質性(多位準/單位準模式寫入)有很大的機會能改善尖峰寫入延遲時間, 使企業可以用較少的超額配置成本讓儲存系統達成原本服務層級目標的延遲時間要求. 然而, 為了盡可能減輕因為單位準模式寫入而造成的壽命減損, 我們在本論文當中提出了一個服務層級目標感知的固態硬碟架構, 能夠只使用極少的單位準模式寫入就達成服務層級目標. 我們提出的固態硬碟架構包含了一個嶄新的演算法, 它能夠同時排程每個寫入請求的執行順序以及寫入模式. 我們的排程演算法能夠迅速找到一個局部最佳排程, 使得在不考慮未來可能出現的讀寫請求的前提下, 對於目前已出現的每一個寫入請求都能滿足我們所指定的延遲時間目標(例如 100 毫秒), 而所使用的單位準模式寫入數目卻是最少的. 除非任何排程都沒辦法滿足我們所指定的延遲時間目標, 否則我們的演算法一定可以找到一個局部最佳排程. 另一方面, 為了要避免固態硬碟由於未來出現的讀寫爆量而違反服務層級目標, 我們提出的固態硬碟架構會在原本服務層級目標所指定的延遲時間目標(例如 100 毫秒)內, 適應性地加入一些安全邊界(例如 15 毫秒), 使得實際作用於排程演算法的是一個較短的延遲時間目標(例如 85 毫秒), 這會讓許多寫入請求提早被做完, 空出時間讓固態硬碟得以容忍更多未來出現的讀寫請求. 就我們所知, 本論文是第一篇探討以多位準快閃記憶體的寫入異質性來達成服務層級目標的研究. 實驗結果顯示, 基於我們提出的服務層級目標感知的固態硬碟架構, 儲存系統可能在完全不需要超額配置更多儲存節點的情形下就滿足服務層級目標. 我們改善了 99 百分位數的 I/O 延遲時間高達 16 倍, 但從固態硬碟的總擦除次數來看, 我們只造成 2.9% 的壽命減損
Note 內容為英文
Subject MLC NAND Flash
Peak Load
SLC Mode
SLO
Write Heterogeneity
單位準模式
多位準快閃記憶體
寫入異質性
尖峰負載
服務層級目標
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