磁盤陣列中固態(tài)盤緩存算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進步，數(shù)據(jù)開始呈爆炸性增長，企業(yè)對數(shù)據(jù)存儲的要求越來越高。與此同時，中央處理器和磁盤的性能差距越拉越大，磁盤成為了系統(tǒng)的性能瓶頸。這對傳統(tǒng)的磁盤陣列系統(tǒng)來說是個很大的挑戰(zhàn)。
　　固態(tài)盤作為新興的一種存儲介質(zhì)，它的性能和價格都介于中央處理器和磁盤之間。固態(tài)盤的出現(xiàn)是磁盤陣列系統(tǒng)的機遇，將固態(tài)盤納入陣列存儲系統(tǒng)可以縮小中央處理器和磁盤之間的性能鴻溝，這是當(dāng)前存儲領(lǐng)域的一個熱點研究方向。但是，在利用固態(tài)盤之前，首先需要解

2、決固態(tài)盤的讀寫性能不對稱和寫壽命的問題。
　　結(jié)合固態(tài)盤自身的特點，在研究了現(xiàn)有相關(guān)緩存算法的基礎(chǔ)上，提出了一種新的固態(tài)盤二級緩存算法，將固態(tài)盤作為系統(tǒng)的熱點數(shù)據(jù)緩存區(qū)，目的是提高緩存系統(tǒng)的命中率，減少對陣列的讀寫次數(shù)來提高陣列存儲系統(tǒng)的性能。將隨機存取存儲器的緩存空間劃分為最近最少使用緩存區(qū)和寫緩沖區(qū)，其中最近最少使用緩存區(qū)的數(shù)據(jù)是利用一個基于最近最少使用算法改進的算法進行管理，在淘汰時會優(yōu)先釋放干凈數(shù)據(jù)塊來降低系統(tǒng)響應(yīng)時間，在

3、寫緩沖區(qū)中緩存寫頻繁的數(shù)據(jù)塊，聚合寫操作，可以減少對固態(tài)盤的寫次數(shù)從而延長固態(tài)盤壽命。從隨機存取存儲器中淘汰的塊經(jīng)過熱點篩選，被識別為熱點的數(shù)據(jù)塊被保存到固態(tài)盤中，固態(tài)盤中的數(shù)據(jù)塊被劃分活躍級別，淘汰時優(yōu)先從活躍級別低的開始，增加實時老化機制淘汰誤選冷數(shù)據(jù)或者變冷的數(shù)據(jù)，解決了緩存污染問題，提高了固態(tài)盤空間的利用率。
　　在真實的系統(tǒng)上實現(xiàn)了上述緩存算法，并用數(shù)據(jù)庫測試工具進行測試，測試結(jié)果表明，設(shè)計的緩存算法在提高性能和減少固態(tài)