下图是在WORT上插入一个新的parent节点的示意图,每个节点最左侧的数字表示节点地点的层次,后面的一个数字标记其子节点合营的prefix长度,厥后是子节点合营的prefix本身(这里可以先忽视prefix长度和prefix本身)。图中也标出了插入新的parent节点的操作次序:
- 先产生新的parent节点C4
- 再更新本来叶子节点B4的层次信息(本来层次为1,如今为3,新的层次为3是因为C4节点进行了prefix紧缩)
- 再将A4节点的指针指向C4节点
假定在第二步之后第三步之前产生了crash,那么大年夜A4沿着父子节点的指针拜访到B4的时刻,就会发明等待的层次应当是1,但B4上记录的倒是3,这就解释有crash产生过并须要恢复B4。这时可以经由过程检查B4的随便率性两个childrenkey的合营prefix,恢复出B4本来记录的prefix长度(2)和prefix值(2, 0),并把层次信息恢复为1。
可以看出,WORT解决了崩溃一致性的问题,但数据构造较复杂,同时其直接更新数据的方法有可能带来介质写入的不均衡,影响SCM寿命。这解释学界在SCM专用数据构造方面的研究,如有很大年夜的摸索空间。
- 背景
(关于WORT的更具体介绍,请参考https://www.usenix.org/system/files/conference/fast17/fast17-lee.pdf)
- 应对收集时延的挑衅
跟着RDMA技巧的赓续成熟,应用RDMA构建低时延收集成为构建高机能存储体系(包含应用SCM的体系)的重要解决筹划。经由过程RDMA通信,可以同时降低收集时延(特别是小数据的收集传输时延)和CPU在收集传输相干动作上的消费。存储软件须要基于RDMA协定对原有I/O路径进行优化,以获得更高的机能。典范的筹划包含应用RDMA实现数据镜像,应用RDMA构造存储节点间的高机能通信机制等。
- 总结
若何应用好SCM特别是Byte Addressable SCM,对存储体系的软件架构设计提出了异常高的请求,这个命题的解法涉及了数据构造,算法,调剂,协定,计算机体系架构等多个方面,具有颠覆性影响,也是将来很长一段时光内学界和业界的研究热点。华为也在充分拥抱学界和业界的结不雅,同时积极寻求立异,尽力构建SCM介质应用的竞争力:
- 在软件时延上,进行Load/Store拜访方法的研究,打薄软件栈。同时进行低时延调剂框架的研究,保障SCM拜访时延不因为调剂而产生大年夜幅度波动,进步时延稳定性。
- 在崩溃一致性方面,进行SCM专用立异性数据构造的研究。当前的结不雅已可以或许在机能,磨损等方面进行均衡,相对业界其他数据构造有更好的表示。在本年的Flash Summit大年夜会上,华为针对SCM数据构造的研究做了专题演讲,把研究结不雅向业界共享:https://www.flashmemorysummit.com/English/Collaterals/Proceedings/2017/20170808_FN11_Zha.pdf
- 在收集方面,结合华为自研收集芯片进行软件栈垂直优化,充分发挥RDMA的优势。
SCM弥补了DRAM和NAND之间的机能鸿沟(FromSNIA)
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本文标题:SCM: 颠覆存储系统软件架构
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