楠木軒

固態驅動器中資料庫管理的新方法

由 高會雲 釋出於 科技

資料中心是許多基於Internet的服務和應用程式的骨幹,其需求正日益增長,這要求使用新的資料庫和資料儲存技術。

資料中心不斷增加的工作量要求使用新的方法來儲存和訪問資料。韓國大邱慶北科技大學的研究人員開發了一種新方法來管理固態驅動器中的資料庫,從而顯著改善了讀取/寫入延遲的效能,並從CPU上解除安裝了資料庫計算任務,從而提高了效率並降低了功耗。

隨著Web服務,雲端儲存和大資料服務的不斷擴充套件,它們所依賴的龐大的硬體基礎架構(稱為資料中心)需要進行改進以適應當前的需求。一種用於改善效能並減少與讀寫大量資料相關的能量負荷的有前途的解決方案是賦予儲存裝置某些計算能力,並從CPU解除安裝部分資料讀寫過程。

韓國大邱慶北科技大學(DGIST)的研究人員在2020年USENIX年度技術會議上發表的最新研究中,描述了在固態硬碟(SSD)中實現鍵值儲存的新方法,該方法提供了許多與更廣泛使用的方法相比具有優勢。

鍵值儲存(也稱為鍵值資料庫)是一種以鍵值對形式儲存,管理和檢索資料的方法。最常見的實現方法是使用雜湊函式,該演算法可以快速將給定金鑰與其關聯的儲存資料進行匹配,以實現快速的讀/寫訪問。

實現基於雜湊的鍵值儲存的主要問題之一是雜湊函式的隨機性偶爾會導致讀/寫操作的長時延(延遲)。為了解決這個問題,DGIST的研究人員實施了另一種範例,稱為“日誌結構合併樹(LSM)”。這種方法依賴於對資料進行分層排序,因此在最大延遲上設定了上限。

在其實現中,綽號為“ PinK”,他們解決了基於LSM的SSD金鑰值儲存的最嚴重限制。憑藉其最佳化的記憶體使用,保證的最大延遲以及用於從CPU解除安裝某些分類任務的硬體加速器,PinK代表了資料中心SSD資料儲存的一種新穎而有效的方法。主持該研究的李成進教授表示:“鍵值儲存是廣泛應用的基礎架構,可用於各種應用程式,包括Web服務,人工智慧應用程式和雲系統。我們相信PinK可以極大地改善使用者感知的效能這些服務。”

到目前為止,實驗結果證實了這種新實現方式所提供的效能提升,並突顯了讓儲存裝置自行計算某些操作的潛力。Lee教授總結道:“我們相信我們的研究為應該如何設計和構建計算儲存裝置以及應該解決哪些技術問題提供了一個很好的指導。”