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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: armazenamento automatizado em camadas com memória rápida e armazenamento flash lento para melhorar o tempo de resposta com cargas de trabalho de entrada-saída (IO) concentradas

Kazuichi OE, Mitsuru SATO, Takeshi NANRI

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Resumo:

Os tempos de resposta das unidades de estado sólido (SSDs) diminuíram drasticamente devido ao uso crescente de dispositivos expressos de memória não volátil (NVMe). Esses dispositivos têm tempos de resposta inferiores a 100 microssegundos, em média. Os tempos de resposta dos sistemas all-flash array também diminuíram drasticamente com o uso de SSDs NVMe. No entanto, existem aplicações, especialmente infraestruturas de desktops virtuais e sistemas de bancos de dados na memória, que exigem sistemas de armazenamento com tempos de resposta ainda mais curtos. Suas cargas de trabalho tendem a conter muitas concentrações de entrada-saída (IO), que são agregações de acessos de IO. Eles têm como alvo regiões estreitas do volume de armazenamento e podem continuar por até uma hora. Essas regiões estreitas ocupam uma pequena porcentagem da capacidade numérica da unidade lógica, são o alvo da maioria dos acessos de E/S e aparecem em endereços de blocos lógicos imprevisíveis. Para reduzir drasticamente os tempos de resposta para essas cargas de trabalho, desenvolvemos um sistema automatizado de armazenamento em camadas chamado “armazenamento automatizado em camadas com memória rápida e armazenamento flash lento” (ATSMF), no qual os dados nas regiões alvo são migrados entre dispositivos de armazenamento, dependendo do tempo restante previsto. duração da concentração. O ambiente assumido é um servidor com memória não volátil e SSDs conectados diretamente, com as aplicações do usuário executadas no servidor, pois isso reduz o tempo médio de resposta. Nosso sistema prevê o efeito da migração usando os valores monitorados anteriormente do aumento no tempo de resposta durante a migração e a mudança no tempo de resposta após a migração. Esses valores serão consistentes para cada tipo de carga de trabalho se o sistema for criado usando memória não volátil e SSDs. Em particular, o sistema prevê a duração restante de uma concentração de IO, calcula o aumento esperado do tempo de resposta durante a migração e a diminuição esperada do tempo de resposta após a migração, e migra os dados nas regiões alvo se a soma da diminuição do tempo de resposta após a migração excede a soma do aumento do tempo de resposta durante a migração. Resultados experimentais indicam que o ATSMF é pelo menos 20% mais rápido que apenas o armazenamento flash e que sua taxa de acesso à memória é superior a 50%.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E101-D No.12 pp.2889-2901
Data de publicação
2018/12/01
Publicitada
2018/09/18
ISSN online
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2018PAP0005
Tipo de Manuscrito
Special Section PAPER (Special Section on Parallel and Distributed Computing and Networking)
Categoria
Dispositivos de memória

autores

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

Palavra-chave