εταιρικά νέα για Το Sandook παρέχει συγκεντρωτική διαχείριση SSD που ενισχύει την απόδοση

MIT and Tufts University researchers have developed a performance-enhancing management scheme for pooled SSDs that mitigates performance slowdowns caused by block erase-and-write operations and garbage collection.

Ονομάζεται Σάντουκ.Το σχέδιο αυτό διαχωρίζει τα βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα χαρακτηριστικά που περιορίζουν τις επιδόσεις των SSD που χρησιμοποιούν διεπίπεδη δομή ελέγχου που τροφοδοτείται με τηλεμετρία από το λογισμικό πράκτορα που τρέχει σε διακομιστές αποθήκευσης..

Η απόδοση των SSD μπορεί να κυμαίνεται σημαντικά με βάση το μείγμα των αιτημάτων ανάγνωσης και εγγραφής.και η βαριά κίνηση γραφής μπορεί να υποβαθμίσει τη συνολική απόδοση ανάγνωσηςΗ απόδοση μπορεί επίσης να διαφέρει μεταξύ των ρυθμίσεων SDS από διαφορετικούς προμηθευτές, ακόμη και μεταξύ SSD από τον ίδιο κατασκευαστή και παρτίδα.πρέπει να αντιγράφει τα έγκυρα δεδομέναΑυτή η λειτουργία διαχειρίζεται συνήθως ανεξάρτητα από κάθε ελεγκτή SSD και μπορεί να οδηγήσει σε ξαφνικό,σημαντικές μειώσεις της απόδοσης.

Οι ερευνητές οραματίζονται ένα υπολογιστικό σύμπλεγμα που αποτελείται από κόμβους υπολογισμού και διακομιστές αποθήκευσης.παράλληλα με το λογισμικό πελάτη σε διακομιστές υπολογιστών και το λογισμικό πράκτορα σε διακομιστές αποθήκευσηςΟι διακομιστές αποθήκευσης χρησιμοποιούν τυπικά SSD, κάθε ένα εξοπλισμένο με το δικό του native controller.

Ο ελεγκτής Sandook διατηρεί ένα μητρώο όλων των SSD, έχοντας δημιουργήσει προφίλ για κάθε ένα από αυτά για να καθορίσει βασικές γραμμές απόδοσης, όπως οι δυνατότητες IOPS.Αναθέτει λειτουργίες ανάγνωσης ή εγγραφής σε μεμονωμένους δίσκους και λαμβάνει ενημερώσεις απόδοσης σε πραγματικό χρόνο κάθε 200ms από τους πράκτορες Sandook σε διακομιστές αποθήκευσηςΧρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα, υπολογίζει τα βάρη ανάγνωσης και εγγραφής προσαρμοσμένα στην παγκόσμια ζήτηση I/O του cluster και μοιράζεται αυτές τις αποφάσεις προγραμματισμού με το λογισμικό πελάτη Sandook στους διακομιστές υπολογιστών.

Για τις αναγνώσεις, το Sandook αξιοποιεί την υπάρχουσα αναπαραγωγή μπλοκ - που ήδη χρησιμοποιείται για την ανοχή σφαλμάτων - για να κατευθύνει ευέλικτα τα αιτήματα ανάγνωσης σε αντίγραφα σε διαφορετικά SSD.Χρησιμοποιεί ένα σχεδιασμό δομημένο με αρχεία καταγραφής που επιτρέπει να κατευθύνονται οι εγγραφές σε οποιοδήποτε SSD ανεξάρτητα από τη λογική τοποθέτηση των μπλοκ.Ο υψηλός αυτός βαθμός ευελιξίας εξασφαλίζει ότι οι πολιτικές προγραμματισμού μπορούν να εφαρμοστούν χωρίς περιορισμούς.

Το λογισμικό πελατών Sandook εκθέτει μια τυποποιημένη διεπαφή συσκευής μπλοκ σε εφαρμογές, διαφανώς διαδρομή αιτήσεων Ε/Υ στα πιο κατάλληλα SSD με βάση τους κανόνες προγραμματισμού του ελεγκτή.Επίσης λαμβάνει κατάσταση SSD σε πραγματικό χρόνο από τους πράκτορες της πλευράς αποθήκευσης και μπορεί να αφαιρέσει την προτεραιότητα ενός SSD κατά τη συλλογή σκουπιδιώνΤα αιτήματα ανάγνωσης και εγγραφής ανακατευθύνονται στη συνέχεια σε άλλους δίσκους, αποτρέποντας την υπερβολική καθυστέρηση της ουράς στο συνολικό σύστημα αποθήκευσης.

Οι πράκτορες Sandook (1) επεξεργάζονται εντολές ανάγνωσης και εγγραφής από τους πελάτες και τις προωθούν στα SSD στόχου, (2) παρέχουν ανεξάρτητη από το υλικό παρακολούθηση,συμπεριλαμβανομένων των περιοδικών προφίλ και των σημάτων κατάστασης σε πραγματικό χρόνο, για την υποστήριξη του προγραμματισμού του υπευθύνου επεξεργασίας·και (3) αναμεταδίδουν τα σήματα συμφόρησης SSD στους πελάτες, έτσι ώστε βραχυπρόθεσμα γεγονότα όπως η συλλογή σκουπιδιών να μπορούν να χειριστούν τοπικά και άμεσα μετατοπίζοντας I / O σε άλλα SSD στον διακομιστή.

Το κόστος μνήμης και CPU για την παρακολούθηση δεκάδων SSD ανά διακομιστή αποθήκευσης είναι ελάχιστο.

Οι ερευνητές αξιολόγησαν το Sandook με βάση τέσσερα φορτία εργασίας:

Συνολικά, το Sandook βελτιώνει την ακατέργαστη απόδοση Ε/Υ κατά 30-82% σε σύγκριση με τα υφιστάμενα συστήματα που αντιμετωπίζουν μόνο μία πηγή μεταβλητότητας απόδοσης, διατηρώντας παράλληλα καθυστέρηση ουράς κάτω του χιλιοστρόλεπτου.Για μη τροποποιημένες εφαρμογές που μοιράζονται μια ομάδα SSD, η απόδοση από άκρο σε άκρο βελτιώνεται κατά 12-94%.

Συγκεκριμένα, σε σύγκριση με προηγούμενα συστήματα, προσφέρει 1,7 φορές υψηλότερη απόδοση αποθήκευσης, 1,12×1,94 φορές υψηλότερη απόδοση εφαρμογής, 71×88% χαμηλότερη καθυστέρηση,και 23% υψηλότερη αξιοποίηση της GPU χωρίς να απαιτείται προσαρμοσμένη αλλαγή υλικού ή εφαρμογής.

Το έγγραφο του Sandook, με τίτλο "Απελευθέρωση του δυναμικού των SSD κέντρων δεδομένων με την εξυγίανση της μεταβλητότητας απόδοσης", είναι διαθέσιμο ως PDF προς λήψη.Η εργασία θα παρουσιαστεί στο Συμπόσιο USENIX για το σχεδιασμό και την εφαρμογή δικτυωμένων συστημάτων (NSDI 2026) στο Renton, Ουάσιγκτον, από 4 έως 6 Μαΐου.