wiadomości o firmie Sandook dostarcza zbiorcze zarządzanie SSD zwiększające wydajność

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.

Nazywa się Sandook,w niniejszym systemie oddzielone są krótkoterminowe i długoterminowe cechy ograniczające wydajność dysków SSD wykorzystujących dwuwarstwową strukturę sterowania zasilaną telemetrią z oprogramowania agenta uruchamianego na serwerach pamięci masowej.

Wydajność dysku SSD może znacznie się zmieniać w zależności od kombinacji żądań odczytu i zapisu.i duży ruch zapisu może pogorszyć ogólną wydajność odczytuWydajność może również różnić się w zależności od konfiguracji SDS od różnych dostawców, a nawet między dyskami SSD od tego samego producenta i partii.musi skopiować ważne dane, usuwają blok i zwracają go do wolnego zbiornika, procesu znanego jako zbieranie śmieci.znaczący spadek wydajności.

Naukowcy wyobrażają sobie klaster obliczeniowy składający się z węzłów obliczeniowych i serwerów pamięci masowej.oprogramowanie klientów na serwerach obliczeniowych i oprogramowanie agentów na serwerach pamięci masowejSerwery pamięci masowej używają standardowych, gotowych dysków SSD, z których każdy jest wyposażony we własny kontroler.

Sandook Controller utrzymuje rejestr wszystkich dysków SSD, profilując każdy z nich w celu ustalenia podstawowych parametrów wydajności, takich jak możliwości IOPS.Przypisuje tryby odczytu lub zapisu do poszczególnych dysków i otrzymuje aktualizacje wydajności w czasie rzeczywistym co 200 ms od agentów Sandook na serwerach pamięci masowejWykorzystując te dane, oblicza wagę odczytu i zapisu dostosowaną do globalnego zapotrzebowania klastra na I/O i udostępnia te decyzje o planowaniu oprogramowaniu klienta Sandook na serwerach obliczeniowych.

W przypadku odczytów, Sandook wykorzystuje istniejącą replikację bloku - już używaną do tolerancji błędów - do elastycznego kierowania żądań odczytu między replikami na różnych dyskach SSD.wykorzystuje zaprojektowany log, który pozwala na kierowanie zapisów do dowolnego SSD, niezależnie od umieszczenia logicznego blokuTen wysoki stopień elastyczności gwarantuje, że zasady harmonogramu mogą być stosowane bez ograniczeń.

Oprogramowanie klienta Sandook wystawia standardowy interfejs bloku urządzenia na aplikacje, przejrzyście kierując żądania I/O do najbardziej odpowiednich dysków SSD w oparciu o reguły planowania kontrolera.Otrzymuje również status SSD w czasie rzeczywistym od agentów po stronie przechowywania i może odliczyć priorytet SSD podczas zbierania śmieciWymagania odczytu i zapisu są następnie przekierowywane na inne dyski, zapobiegając nadmiernemu opóźnieniu w całym systemie pamięci masowej.

Agenci Sandook (1) przetwarzają polecenia odczytu i zapisu od klientów i przekazują je do docelowych dysków SSD; (2) zapewniają niezależne od sprzętu monitorowanie,w tym okresowe profilowanie i sygnały stanu w czasie rzeczywistym, wspieranie planowania administratora;i (3) przekazywanie sygnałów zatłoczenia SSD do klientów, dzięki czemu krótkoterminowe zdarzenia, takie jak zbieranie śmieci, mogą być obsługiwane lokalnie i natychmiast poprzez przesunięcie I / O do innych dysków SSD na serwerze.

Pamięć i koszty CPU z monitorowania kilkudziesięciu dysków SSD na serwerze pamięci masowej są minimalne.

Naukowcy oceniali Sandook w czterech obciążeniach:

Ogólnie rzecz biorąc, Sandook poprawia przepustowość I/O o 30-82% w porównaniu z istniejącymi systemami, które zajmują się tylko jednym źródłem zmienności wydajności, przy jednoczesnym utrzymaniu opóźnienia końcowego poniżej milisekundy.W przypadku niezmodyfikowanych aplikacji, które korzystają ze wspólnego puli dysków SSD, wydajność z końca na koniec poprawia się o 12-94%.

W szczególności, w porównaniu z poprzednimi systemami, zapewnia 1,7 razy wyższą przepustowość pamięci masowej, 1,12×1,94× wyższą przepustowość aplikacji, 71×88% niższą opóźnienie,i 23% wyższe wykorzystanie procesora graficznego bez konieczności dostosowywania sprzętu lub aplikacji.

Artykuł z Sandook, zatytułowany "Uwalnianie potencjału dysków SSD w centrach danych poprzez osłabianie zmienności wydajności", jest dostępny w formie PDF do pobrania.Prace zostaną zaprezentowane na USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI 2026) w Renton, Washington, od 4 do 6 maja.