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ATSMF: Automated Tiered Storage with Fast Memory and Slow Flash Storage to Improve Response Time with Concentrated Input-Output (IO) Workloads ATSMF : stockage hiérarchisé automatisé avec mémoire rapide et stockage Flash lent pour améliorer le temps de réponse avec des charges de travail d'entrée-sortie (IO) concentrées

Kazuichi OE, Mitsuru SATO, Takeshi NANRI

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Résumé:

Les temps de réponse des disques SSD (Solid State Drives) ont considérablement diminué en raison de l'utilisation croissante de dispositifs à mémoire non volatile express (NVMe). De tels appareils ont des temps de réponse inférieurs à 100 microsecondes en moyenne. Les temps de réponse des systèmes 20 % Flash ont également considérablement diminué grâce à l’utilisation de disques SSD NVMe. Cependant, certaines applications, notamment les infrastructures de bureaux virtuels et les systèmes de bases de données en mémoire, nécessitent des systèmes de stockage avec des temps de réponse encore plus courts. Leurs charges de travail ont tendance à contenir de nombreuses concentrations d’entrées-sorties (IO), qui sont des agrégations d’accès IO. Ils ciblent des régions étroites du volume de stockage et peuvent durer jusqu’à une heure. Ces régions étroites occupent quelques pour cent de la capacité du nombre d'unités logiques, sont la cible de la plupart des accès IO et apparaissent à des adresses de blocs logiques imprévisibles. Pour réduire considérablement les temps de réponse de ces charges de travail, nous avons développé un système de stockage hiérarchisé automatisé appelé « stockage hiérarchisé automatisé avec mémoire rapide et stockage flash lent » (ATSMF) dans lequel les données des régions ciblées sont migrées entre les périphériques de stockage en fonction de la quantité restante prévue. durée de la concentration. L'environnement supposé est un serveur avec une mémoire non volatile et des disques SSD directement connectés, avec les applications utilisateur exécutées sur le serveur car cela réduit le temps de réponse moyen. Notre système prédit l'effet de la migration en utilisant les valeurs précédemment surveillées de l'augmentation du temps de réponse pendant la migration et de la modification du temps de réponse après la migration. Ces valeurs sont cohérentes pour chaque type de charge de travail si le système est construit à l'aide de mémoire non volatile et de disques SSD. En particulier, le système prédit la durée restante d'une concentration d'E/S, calcule l'augmentation attendue du temps de réponse pendant la migration et la diminution attendue du temps de réponse après la migration, et migre les données dans les régions ciblées si la somme des diminutions du temps de réponse après la migration. la migration dépasse la somme de l’augmentation du temps de réponse pendant la migration. Les résultats expérimentaux indiquent que l'ATSMF est au moins 50 % plus rapide que le stockage flash uniquement et que son taux d'accès à la mémoire est supérieur à XNUMX %.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E101-D No.12 pp.2889-2901
Date de publication
2018/12/01
Publicisé
2018/09/18
ISSN en ligne
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2018PAP0005
Type de manuscrit
Special Section PAPER (Special Section on Parallel and Distributed Computing and Networking)
Catégories
Périphériques de mémoire

Auteurs

Kazuichi OE
  FUJITSU LABORATORIES LTD.
Mitsuru SATO
  FUJITSU LABORATORIES LTD.
Takeshi NANRI
  Kyushu University

Mots-clés

Table des matières