存儲(chǔ)子系統(tǒng)能效計(jì)算研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,存儲(chǔ)子系統(tǒng)的能耗占據(jù)著相當(dāng)大的比重,降低存儲(chǔ)子系統(tǒng)的能耗對(duì)于降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗具有十分重要的意義；同時(shí),存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能也是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的瓶頸之一。因此,存儲(chǔ)子系統(tǒng)的能效成為當(dāng)前值得重視的研究課題。
　　 在存儲(chǔ)子系統(tǒng)節(jié)能方面,已有了一系列的研究,包括各種節(jié)能措施、策略和算法等。但已有的工作都是單純從節(jié)能的角度來(lái)進(jìn)行,未能結(jié)合性能做綜合性的研究。當(dāng)前新型存儲(chǔ)介質(zhì)一固態(tài)盤(pán)的出現(xiàn)也為提高系統(tǒng)能效提供了的機(jī)會(huì)。鑒于

2、此,本文提出了結(jié)合固態(tài)盤(pán)的存儲(chǔ)子系統(tǒng)節(jié)能算法,分別以磁盤(pán)塊和文件為粒度進(jìn)行調(diào)度,在降低能耗的同時(shí),也大幅提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。本研究的主要貢獻(xiàn)如下:
　　 1.使用固態(tài)盤(pán)作為緩存,與硬盤(pán)組合形成“異構(gòu)盤(pán)”,以磁盤(pán)數(shù)據(jù)塊的方式進(jìn)行調(diào)度,達(dá)到改善系統(tǒng)能效的目的。其主要思想是,通過(guò)把訪(fǎng)問(wèn)的“熱塊”緩存進(jìn)固態(tài)盤(pán),從而創(chuàng)造出足夠的磁盤(pán)空閑時(shí)間使之關(guān)閉以減少能耗。此外,籍由固態(tài)盤(pán)的性能優(yōu)勢(shì),“異構(gòu)盤(pán)”還可以改進(jìn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。為了提高緩存命

3、中率,本文提出了“衰減-增強(qiáng)”替換算法。用存儲(chǔ)追蹤(traces)開(kāi)展的一系列實(shí)驗(yàn),表明所提方案在兩類(lèi)追蹤實(shí)驗(yàn)中,讀、寫(xiě)速率分別約提高了265％和25％,能耗平均約減少了28％左右。
　　 2.在以整個(gè)文件為訪(fǎng)問(wèn)單位的應(yīng)用場(chǎng)景下,通過(guò)把固態(tài)盤(pán)和磁盤(pán)結(jié)合起來(lái),把常用的文件遷移到固態(tài)盤(pán)以延長(zhǎng)硬盤(pán)處于空閑狀態(tài)的時(shí)間,進(jìn)而關(guān)閉磁盤(pán)來(lái)達(dá)到節(jié)能目的。為了把“熱文件”緩存到固態(tài)盤(pán),本文首先使用“指數(shù)平均法”計(jì)算文件的訪(fǎng)問(wèn)頻率,并據(jù)此對(duì)文件進(jìn)行