利用内置透明压缩的现代存储硬件缩小B树与LSM树的写放大差距
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2021-07-30 v1
摘要
本文研究能够充分利用具有内置透明压缩功能的现代存储硬件的B树设计。近年来，将日志结构合并树（LSM-tree）作为B树替代方案的兴趣显著增长。目前的共识是，与B树相比，LSM-tree在存储空间效率和写放大方面具有明显优势。本文认为，在带有内置透明压缩的存储硬件出现后，应重新审视这一看法。先进的存储设备（如全闪存阵列）与新兴的计算存储驱动器执行基于硬件的无损数据压缩，对操作系统和用户应用透明。此类现代存储硬件除了直接缩小B树与LSM-tree之间的物理存储成本差异外，还为创新B树实现以大幅降低其写放大带来了新机遇。作为探索该潜力的第一步，本文提出三种简单设计技术（即确定性页面影子化、局部页面修改日志和稀疏重做日志），可利用此类现代存储硬件显著减少B树写放大。我们实现了这些设计技术，并在具有内置透明压缩的商用存储驱动器上进行了实验。结果表明，所提设计技术可将B树写放大降低10倍以上。与RocksDB（基于LSM-tree的流行键值存储）相比，所实现的B树可达到相似甚至更小的写放大和物理存储空间占用。
引用
@article{arxiv.2107.13987,
title = {Closing the B-tree vs. LSM-tree Write Amplification Gap on Modern Storage Hardware with Built-in Transparent Compression},
author = {Yifan Qiao and Xubin Chen and Ning Zheng and Jiangpeng Li and Yang Liu and Tong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13987},
year = {2021}
}
备注
12 pages, submitted to VLDB