Diseño de reinicio de zona preventivo dentro del firmware de SSD de espacio de nombres zonificado
Autores: Jung, Siu; Lee, Seungjin; Han, Jungwook; Kim, Youngjae
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de reinicio de zona preventivo dentro del firmware de SSD de espacio de nombres zonificado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Espacio de nombres zonificado
SSD
Programación preventiva de reinicio de zona
Tabla de mapeo de zonas
Latencia de cola
Firmware
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Los SSD de Espacio de Nombres Zonificado (ZNS) abordan las desventajas que surgen al admitir la interfaz de bloques dentro de los SSD convencionales, otorgando más control sobre la gestión de datos a los sistemas anfitriones, al tiempo que alivian las tareas pesadas del firmware del dispositivo. Sin embargo, con la eliminación de la recolección de basura en el dispositivo, los sistemas anfitriones deben enviar explícitamente solicitudes de reinicio de zona para liberar espacio de almacenamiento, lo que puede incurrir en múltiples operaciones de borrado de bloques NAND según el tamaño de la zona configurada, lo que resulta en un aumento de la latencia de cola. En este artículo, proponemos un diseño de programación de reinicio de zona preemptivo, que implementamos dentro del firmware de nuestro prototipo de SSD ZNS, y lo comparamos con un método intuitivo de Tabla de Mapeo de Zonas, que consideramos como el estado del arte. La idea principal es atender las solicitudes de E/S en primer plano de alta prioridad mientras se interrumpen las operaciones de borrado de bloques inducidas por los reinicios de zona. Nuestro enfoque propuesto, en comparación con el método de referencia, redujo a la mitad la latencia de cola para cargas de trabajo de solo escritura, y redujo la latencia de cola de lectura hasta 1.76 veces en una carga de trabajo mixta.
Descripción
Los SSD de Espacio de Nombres Zonificado (ZNS) abordan las desventajas que surgen al admitir la interfaz de bloques dentro de los SSD convencionales, otorgando más control sobre la gestión de datos a los sistemas anfitriones, al tiempo que alivian las tareas pesadas del firmware del dispositivo. Sin embargo, con la eliminación de la recolección de basura en el dispositivo, los sistemas anfitriones deben enviar explícitamente solicitudes de reinicio de zona para liberar espacio de almacenamiento, lo que puede incurrir en múltiples operaciones de borrado de bloques NAND según el tamaño de la zona configurada, lo que resulta en un aumento de la latencia de cola. En este artículo, proponemos un diseño de programación de reinicio de zona preemptivo, que implementamos dentro del firmware de nuestro prototipo de SSD ZNS, y lo comparamos con un método intuitivo de Tabla de Mapeo de Zonas, que consideramos como el estado del arte. La idea principal es atender las solicitudes de E/S en primer plano de alta prioridad mientras se interrumpen las operaciones de borrado de bloques inducidas por los reinicios de zona. Nuestro enfoque propuesto, en comparación con el método de referencia, redujo a la mitad la latencia de cola para cargas de trabajo de solo escritura, y redujo la latencia de cola de lectura hasta 1.76 veces en una carga de trabajo mixta.