盤陣列中基于分組的緩存優(yōu)化技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)海量信息存儲(chǔ)的需求日益增長(zhǎng)，CPU的處理速度和存儲(chǔ)設(shè)備I/O 處理速度之間的差距越來(lái)越大，磁盤I/O成為影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的主要因素。為了彌補(bǔ)兩者處理速度的巨大差異，盤陣列系統(tǒng)中加入了Cache來(lái)緩存并管理數(shù)據(jù)，以盡可能減少讀寫磁盤的開(kāi)銷，縮短I/O請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間，從而提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O性能。如何合理地組織與管理Cache，發(fā)揮其最大效益，使得整個(gè)系統(tǒng)高效快速的運(yùn)行，一直是存儲(chǔ)界研究的熱門課題。

2、>　　 提升Cache性能關(guān)鍵是要提高Cache的命中率，減少頁(yè)面I/O 時(shí)間。而合理的Cache組織和調(diào)度策略，是提高查找效率和命中率的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)了使用基樹(shù)（RadixTree）Cache，可實(shí)現(xiàn)快速定位，縮短檢索時(shí)間；并在最近最少使用調(diào)度算法基礎(chǔ)上，利用空間局部性，將地址相鄰的Cache 動(dòng)態(tài)分組，改進(jìn)Cache 替換策略，利用優(yōu)化預(yù)取策略、回寫策略，提高Cache 命中率，減少IO 時(shí)間，提升數(shù)據(jù)讀寫速度。Cache分組思想是對(duì)

3、于Cache的操作都在分組上實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有數(shù)據(jù)訪問(wèn)命中時(shí)，根據(jù)空間局部原理，分組內(nèi)其他Cache 塊與命中Cache 塊地址接近，在將來(lái)可能會(huì)被訪問(wèn)，所以將整個(gè)分組內(nèi)的Cache 全部提到隊(duì)列前面。這樣一方面可以提高Cache的命中率，另外一方面還可以保持Cache 地址連續(xù)性，Cache 回寫時(shí)以分組為單位，連續(xù)寫回磁盤時(shí)有效地減少磁頭物理尋道與旋轉(zhuǎn)時(shí)間，進(jìn)而減少IO 時(shí)間。同時(shí)對(duì)于多用戶數(shù)據(jù)訪問(wèn)造成的數(shù)據(jù)隨機(jī)性，通過(guò)分組搜索可以有效分離