大規(guī)模固態(tài)存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)性能優(yōu)化方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、人類已經(jīng)進(jìn)入了信息時(shí)代，每天會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)需要處理和存儲(chǔ)，尤其是那些數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)系統(tǒng)由于其性能提高跟不上 CPU的速度成為一個(gè)瓶頸問(wèn)題，這也使得存儲(chǔ)成為目前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中，使用RAID機(jī)制構(gòu)建存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)是大規(guī)模、高性能、高可靠存儲(chǔ)系統(tǒng)中的一個(gè)重要方法。閃存作為一種快速發(fā)展的新型存儲(chǔ)介質(zhì)，由于其非易失、低延遲、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。研究基于閃存的固態(tài)存

2、儲(chǔ)陣列系統(tǒng)成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。
　　本研究主要面向大規(guī)模固態(tài)存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)，研究其性能優(yōu)化方法，包括并行性與可擴(kuò)展性兩個(gè)方面。主要工作分為以下三個(gè)部分：
　　首先，研究了固態(tài)存儲(chǔ)并行技術(shù)，分析比較了傳統(tǒng)磁盤陣列的多種可擴(kuò)展算法。研究結(jié)果表明，現(xiàn)有的并行技術(shù)可以加以充分利用來(lái)提高系統(tǒng)的并行性，也可以對(duì)傳統(tǒng)的可擴(kuò)展算法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化使其適用于固態(tài)存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)。
　　其次，針對(duì)當(dāng)前固態(tài)存儲(chǔ)系統(tǒng)并行性挖掘度不高的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一

3、種多級(jí)并行體系結(jié)構(gòu)，并研究了固態(tài)盤內(nèi)部各層級(jí)并行性的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，然后提出一種在層次化RAID基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化并行性的新方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法考慮不同層級(jí)的并行性優(yōu)先級(jí)，可以更好的實(shí)現(xiàn)并行效果，并行性最多提高17％，提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。
　　最后，在可擴(kuò)展性研究方面，主要針對(duì)RAID5等校驗(yàn)陣列的可擴(kuò)展性需求，提出一種基于校驗(yàn)信息動(dòng)態(tài)重分布的擴(kuò)展方法，本文結(jié)合實(shí)例分析、數(shù)學(xué)論證和實(shí)驗(yàn)測(cè)試等手段表明，新方法可以減少大量數(shù)據(jù)遷移，減少