一種基于SSD的緩存策略設計與實現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的緩存策略主要基于內存緩存,采用讀寫速度作為最終目標,隨著固態(tài)硬盤SSD的出現(xiàn),傳統(tǒng)的緩存設計思路不再適用,由于固態(tài)硬盤存儲介質Flash的讀寫特性以及擦寫次數(shù)限制,如果將傳統(tǒng)的緩存設計方案直接應用于SSD中,不僅不會取得理想的效果,還會造成固態(tài)硬盤壽命的快速耗盡。如果能夠在設計緩存策略的同時盡可能考慮到固態(tài)硬盤的特性,就可以在不影響其使用壽命的前提下發(fā)揮固態(tài)硬盤的最大作用。
　　基于SSD的自適應開銷敏感型緩存策略充分考慮到

2、了固態(tài)硬盤本身的特性,結合傳統(tǒng)緩存策略的設計思路,最大化發(fā)揮了固態(tài)硬盤的作用。其核心機制為內存緩存基于訪問模式的動態(tài)調整能力以及高效的熱數(shù)據(jù)選取算法,考慮到磁盤的讀寫性能以及SSD的讀寫性能差異,將內存緩存區(qū)分為讀區(qū)和寫區(qū),通過對當前訪問模式的分析,動態(tài)的調整讀寫區(qū)大小以適應當前的使用場景,在選取熱數(shù)據(jù)的過程中,在不增加空間復雜度的情況下,使熱數(shù)據(jù)選取的時間復雜度降為最低。在熱數(shù)據(jù)遷移過程中,考慮到數(shù)據(jù)遷移對系統(tǒng)服務的影響,并不單獨進行

3、遷移,而是將熱數(shù)據(jù)遷移分散到各個讀寫請求處理完成之后進行,避免了熱數(shù)據(jù)選取和數(shù)據(jù)遷移帶來的性能影響。
　　對基于SSD的自適應開銷敏感型緩存策略進行了測試。測試結果表明,基于SSD的自適應開銷敏感型緩存策略能夠根據(jù)當前的訪問模式作出動態(tài)調整,降低系統(tǒng)的響應時間。同時,對隨機情況下系統(tǒng)的讀寫性能進行了測試,結果表明,基于SSD的緩存策略讀寫性能均有很大提升,其中讀性能的提升更加明顯。此外,在SSD的寫次數(shù)上,在相同的系統(tǒng)中采用基于S