瓦记录磁盘系统性能优化方法的研究

发布时间：2022-02-26 17:57

　　在大数据时代,如何存储海量数据成为一个巨大挑战。由于具有低成本、大容量的优点,磁盘仍将长期在存储系统中发挥重要作用。受超顺磁效应的影响,传统磁盘面密度的增长已达到极限,而瓦记录技术能够在传统磁记录技术的基础上以较低的成本进一步提高磁盘面密度。瓦记录磁盘不仅已应用在消费级场景,而且已逐步部署在亚马逊、华为、脸书等公有云厂商或社交网络公司的数据中心中。对瓦记录磁盘的管理可以在磁盘内部、主机端、主机端和磁盘协作这三个层面实现,据此,瓦记录磁盘可以分为三种:驱动器管理的瓦记录磁盘、主机管理的瓦记录磁盘、主机感知的瓦记录磁盘。然而由于瓦记录技术存在写放大问题,瓦记录磁盘的性能在写密集的工作负载下通常会严重下降。针对上述挑战,本文针对三种不同的瓦记录磁盘在数据布局、利用主机资源优化磁盘性能等方面展开了研究,以提高瓦记录磁盘性能,使其得到更广泛的应用。针对驱动器管理的瓦记录磁盘数据清理形成的性能瓶颈问题,提出分区权重感知的瓦记录磁盘性能加速方法（Zone-weight Aware Performance acceleration,ZAP）,提高驱动器管理的瓦记录磁盘性能。磁介质缓存向瓦记录分区清理数... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 相关研究现状
    1.3 本文的主要研究内容和组织结构
2 分区权重感知的瓦记录磁盘性能加速方法
    2.1 性能优化方法的提出
    2.2 性能优化方法总体设计
    2.3 动态瓦记录分区识别与管理
    2.4 数据布局与数据清理
    2.5 性能评估
    2.6 本章小结
3 基于负载局部性的瓦记录磁盘管理方法
    3.1 基于负载局部性的管理方法的提出
    3.2 管理方法总体设计
    3.3 虚拟分区和瓦记录分区管理
    3.4 空间分配
    3.5 垃圾回收
    3.6 性能评估
    3.7 本章小结
4 面向瓦记录分区写请求顺序化的固态盘缓存方法
    4.1 固态盘缓存方法的提出
    4.2 固态盘缓存方法总体设计
    4.3 写请求顺序化
    4.4 固态盘缓存数据替换
    4.5 性能评估
    4.6 本章小结
5 全文总结与展望
    5.1 主要成果
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录
附录2 攻读博士学位期间申请的发明专利和其他成果
附录3 攻读博士学位期间参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]热辅助磁记录技术[J]. 陈进才,陈明,谢长生.  记录媒体技术. 2010(04)
[2]硬盘磁记录介质的发展与展望[J]. 王辉,黄致新,张峰,刘敏.  信息记录材料. 2006(03)



本文编号：3644904