一种基于捎带回收的瓦记录Raid5写顺序化方法

瓦记录技术(SMR)采用部分叠加相邻磁道的方式增大磁盘碟片的面密度,其磁道相互叠加,使得瓦记录磁盘无法进行原地更新,是因为直接更新某一磁道上的数据可能会覆盖掉相邻磁道上的有效数据,导致瓦记录磁盘的非顺序写需要引入额外的写放大开销。对于由瓦记录磁盘组成的Raid5来说,在非顺序写场景下,最终落盘的IO也是非顺序的,因此单盘性能下降,会极大地影响瓦记录Raid5的非顺序写性能。针对瓦记录Raid5非顺序写性能低的问题,提出了一种基于捎带回收的瓦记录Raid5。该方法改进了传统Raid5的小写过程,在小写读的时候捎带读取附近的可被回收的数据或校验,通过将落盘写IO日志化,实现了落盘写IO的顺序化,避免了瓦记录磁盘的写放大开销。系统维护了地址映射表等元数据,在重构时只需对应用访问过的条带进行读写和计算,这减少了重构时需要读写的数据量。测试显示,在某些非顺序写场景下,写带宽超过了以Bcache作为缓存的MD Raid5。从计算结果看,重构时的读写开销相比普通磁盘组建的MD Raid5也有明显减小。

希捷瓦记录磁盘评测

分析了可提升磁盘存储密度的瓦记录(SMR)技术的优势及局限性,指出SMR采用部分叠加相邻磁道的方式增大磁盘的面密度,但是这也带来了写覆盖(Write Overlay)问题,即更新某一磁道上的数据时会覆盖相邻磁道上的有效数据,导致瓦记录磁盘(SWD)无法支持原地更新,使其非顺序写性能受到影响。为了促进该技术的应用,通过Fio和Filebench测试工具,对SMR技术的代表性产品——希捷瓦记录磁盘(SSWD)做了比较全面的测试,并对多种应用场景下SSWD的性能做了详细的测试和分析,以便为SSWD在数据中心的应用提供重要的参考。

高性能混合结构的瓦记录磁盘系统的设计与实现

对新的磁记录技术——瓦记录(SMR)进行了性能分析,针对SMR叠瓦式的磁道布局方式严重限制了其随机写性能,希捷公司的瓦记录磁盘(SSWD)在磁盘内部使用持久缓存虽能解决SMR叠瓦特性导致随机写访问受限,但其在持续随机写入的情景下性能表现很差的问题,设计了一种结合固态硬盘(SSD)的混合瓦记录磁盘(HSWD)结构;使用SSD作为持久缓存,实现了全相联和组相联两种持久缓存到本地存储的映射策略,以及三种持久缓存回收策略——LRU、FIFO和MOST,并通过试验和理论分析分别对比了两种映射策略和三种回收策略。最后,通过测试对比HSWD、SSWD和Flashcache的性能,结果表明,HSWD较SSWD和Flashcache在持续随机写性能上有了明显提升,例如在回放hm0的测试中,HSWD的性能较SSWD提升2.25倍,较Flashcache提升1.32倍。