存在软错误情况下数据存储系统的可靠性分析
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2021-12-24 v1 硬件体系结构
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摘要
近年来，存储控制器中出现的软错误已对数据存储系统（DSS）的高可用性与高可靠性构成显著威胁。由于其特定的功能及软硬件栈，DSS中的错误传播与表现不同于通用计算架构。据我们所知，此前尚无研究考察软错误对数据存储系统可用性与可靠性的系统级影响。本文首先分析了存储控制器服务器处理器中发生的软错误对整个存储系统可靠性的影响。为此，我们实现了典型数据存储系统控制器的主要功能（运行于完整的存储系统操作系统栈之上），并开发了基于全系统模拟器进行故障注入实验的框架。随后，我们提出一个新指标——存储系统易损因子（SSVF），以准确刻画软错误在存储系统中的影响。通过大量实验揭示：取决于控制器配置，多达40%的缓存存储器含有终端用户数据，其中任何不可恢复的软错误都将以不可逆方式导致数据丢失（DL）；而由操作系统（OS）与存储应用占用的其余缓存中的软错误，则会在存储系统层面导致数据不可用（DU）。我们的分析还表明，缓存数据域上的可检测不可恢复错误（DUE）是存储系统DU的主因，而缓存标签与数据域中的静默数据损坏（SDC）则是DL的主因。
引用
@article{arxiv.2112.12520,
title = {Dependability Analysis of Data Storage Systems in Presence of Soft Errors},
author = {Mostafa Kishani and Mehdi Tahoori and Hossein Asadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12520},
year = {2021}
}