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Crash-Consistent SSD Array With Hardware-Guaranteed Transactional Atomicity
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AI
DOI：10.1109/TCAD.2025.3626458.png)
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摘要
En 中文
崩溃一致性是存储系统需要在多个层面（包括数据库、文件系统和块层独立磁盘冗余阵列（RAID））谨慎处理的关键挑战。软件方法通常采用日志记录来确保事务原子性，这会导致显著的性能开销和底层高速固态硬盘（SSD）的写入放大。受SSD内部闪存转换层（FTL）的异地更新特性启发，先前研究提出了崩溃一致性SSD（CC-SSD）以卸载事务原子性保证，并证明了其在消除基于软件的日志开销方面的有效性。然而，现有的硬件卸载方法仅考虑单SSD系统，在SSD阵列中会失效。本文提出了一种CC-SSD阵列，利用FTL并协调多个SSD来提供阵列范围的事务原子性。其关键在于设计一种阵列范围事务提交（ARC）协议，该协议解决了多SSD协调挑战并容忍磁盘故障。我们实现了一个ARC阵列管理器和ARC SSD来验证设计。进行了两个案例研究，其中ARC阵列被用于解决SQLite数据库的事务日志开销问题以及RAID子系统的条带写入空洞问题。实验结果表明，与基于软件的日志方法相比，ARC SSD阵列平均可提高系统性能32%–93%，减少写入放大39%–49%。
Keyword:
Crash consistency
database
flash memory
redundant array of independent disks (RAID)
solid-state drive (SSD)
期刊
I
IF:
2.9
论文数:
668
被引数:
9.6K
机构
引用论文
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