SMR磁盘学习11---Data Management and Layout for Shingled Magnetic Recording

SMR磁盘学习11---Data Management and Layout for Shingled Magnetic Recording

第一部分:总述

随着计算机的发展,磁盘存储容量的需求不断扩大,最近五年磁盘容量以6个数量级第增,由超顺磁迈向垂直磁记录。目前,磁盘存储大概限制在1 Tb/in2,于是提出了几种突破这一限制的技术,SMR就是其中最为优雅的解决方案:最贴近现有的材料和制作工艺。SWD十分适合顺序写和随机读访问模式,尽管如此为了让SWD更好的替代现有的磁盘,必须满足传统磁盘持续的随机存储性能。为此,本文主要讨论了瓦写磁盘的几种可供选择的数据布局,并对其工作负载进行了评估,最后验证这几种布局与传统非瓦磁盘相比其性能如何。

第二部分:重难点详解

Bands清理的两种基本布局:如图1.

第一:每个band都附有一个循环日志,通过从日志的尾部到日志的头部移动实时数据来回收自由空间。

第二:通过压缩一个或几个完整的bands,将数据存放到少数几个空的band,并将压缩的bands清空释放出来。

          图1

 

      图2 循环日志结构

 

为了实现update in-placetracks的布局如图3所示。RAZ用来存放元数据信息,每个相邻的RAZ track 之间有k个空tracks作为安全隔离。RAZ作为缓冲空间。

 

3 LAZRAZ的结构(两个bands后跟一个RAZ

为了平衡空间与性能,对RAZ的大小设置进行评估

K=4,5,6,10是写磁头的宽度参数,L代表磁盘的数据搬运容量,αLAZ的容量,也就是普通磁盘容量的倍数。假设α为2.3,随着L的增大RAZ容量占整个磁盘容量的比例变化如图4所示。

 

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从图中可知,当L增大到αRAZ的比例接近0,虽然整个RAZ容量比例下降十分迅速,但是k值(写磁头宽度)的影响也可以忽略。

实验结果与评价

用对象存储的方式整合设备对工作负载进行评估。

添加工作负载:视屏编辑和虚拟机图像(Video editing,General负载)记录不同观察时间但内数据块的更新百分比如下图所示

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结果:在访问的磁盘块中94%以下经历了4次以下的更新。

观察元数据和数据的更新情况如图6所示。

6

结果:短的观察时间较好,少量的NVRAM在短时间就能满足多数的更新操作。

 

 

7

结果:通过可种情况的对比,低于0.4%的块经历了内容的更新,非常适合像video 、媒体文件库这样工作负载

第三部分:总结

(1)持续更新的块很少,能够很有效的将他们指定到小容量的NVRAM

(2)数据布局的选择与成功取决于工作负载。

 

posted @ 2016-10-20 10:14  taoliu_alex  阅读(437)  评论(0编辑  收藏  举报