25162

كاهش سربارِ زباله‌روبي درايو‌هاي حالت‌جامد بر اساس نوع بارِكاري

كارشناسي ارشد

مهندسي كامپيوتر گرايش نرم افزار

1396

1400/03/04

دكتر محسن شريفي

مهندسي كامپيوتر

درايوهاي حالت‌جامد از نظر پايداري در محيط‌هاي محاسباتي با كارآمدي بالا با چالش‌هايي مواجه هستند. اين چالش‌ها ناشي از عمر محدود بلوك‌ها و يا سلول‌هاي درايو و خاصيت‌هاي حافظه فلش در نوشتن و پاك‌كردن است. از اين رو سياست‌هاي تخصيص و بازپس‌گيري بلوك‌ها تاثيرات قابل توجهي بر روي بهبود طول عمر درايو دارد. در هربار اجراي عمليات زباله‌روبي، بلوكي به عنوان بلوك قرباني براي پاك‌شدن انتخاب مي‌شود كه احتمالا شامل داده‌ي معتبر است، و اين داده مي‌بايست جابجا شده و دوباره در درايو نوشته شود. نحوه‌ي انتخاب بلوكي كه حاوي داده‌ي معتبر كمتري باشد همراه با درنظرگرفتن خاصيت عمر محدود درايو، به عنوان چالش اصلي اين پژوهش درنظر گرفته شده‌است. به‌منظور پاسخ‌گويي و برطرف‌كردن اين چالش‌ها روشي در اين پژوهش پياده‌سازي شده‌است. روش پيشنهادي با درنظرگرفتن هم‌زمانِ تعداد پاك‌شدن‌ها و تعداد صفحات غيرمعتبر و همچنين تشخيص دماي بلوك در دو سطح بلوك و صفحات، اقدام به انتخاب بلوك قرباني مي‌كند. روش پيشنهادي در اين پايان‌نامه با تمركز بر روي افزايش طول عمر درايو و پايداري، مواردي مانند كاهش زمان زباله‌روبي را مد نظر قرار نداده‌است. آزمون‌هاي جامعي با در نظرگرفتن انواع بارهاي كاري مصنوعي در شبيه ساز MQ-Sim انجام شده‌است. نتايج حاكي از‌آن‌است روش پيشنهادي اين پژوهش در بارهاي كاري تصادفي، زماني كه ميزان نواحي داغ باركاري اعمال شده بر روي درايو 50 درصد است، در فاكتور اصلي ارزيابي به ميزان 2 درصد، در مقايسه با نزديك‌ترين روش‌ عملكرد بهتري از خود نشان مي‌دهد.

1400/06/13

Reducing Garbage Collection Overhead of SSDs based-on Workload Type

5/25/2022 12:00:00 AM

Solid state drives have endurance issues in a high-performance computing (HPC) environment because of their cells/blocks’ limited lifetime. Hence, the SSD block allocation and reclamation policies have a significant impact on its lifetime improvement. To address this problem, the methods considering the block erase count and invalid pages count of a block along with block hotness identification proposed in this research. The comprehensive experiments using synthetic workloads are performed. The MQ-Sim simulation environment is extended to implement this method. The results reveal that in comparison with other methods, the proposed method reducing garbage collection overhead slightly and improve endurance of SSD. The main impact of proposed method is in workloads which 50% of regions are hot. The improvement is about 2 percent in comparison with SBM in 50% hot regions.

درايو حالت‌جامد , زباله روبي , تشخيص گرمي/سردي داده , ‌انتخاب بلوك قرباني , محاسبات با كارآمدي بالا

Solid-state drive (SSD) , Garbage collection , Block hotness identification , Victim block selection , High-performance computing (HPC)