ETICA：面向虚拟化平台的高效两级 I/O 缓存架构
分布式、并行与集群计算
2021-06-15 v1
摘要
本文提出一种面向虚拟化平台的高效两级 I/O 缓存架构（ETICA），可在保持写挂起数据块可靠性的同时，显著改善 I/O 延迟、耐久性与成本（就缓存大小而言）。与以往虚拟化平台中的一级 I/O 缓存方案不同，我们提出的架构 1）通过在虚拟化平台的 I/O 缓存层中同时使用动态随机存取存储器（DRAM）和 SSD 提供两级缓存，2）在运行中的虚拟机之间有效划分缓存空间以实现最大性能和最小缓存大小。为管理两级缓存，不同于以往仅考虑请求类型而忽略缓存写策略影响的重用距离计算方案（如有用重用距离（URD）），我们提出新度量——策略优化重用距离（POD）。POD 的核心思想是通过同时考虑 1）请求类型和 2）缓存写策略，有效计算重用距离并估算需分配的两级 DRAM+SSD 缓存空间大小。此举因仅对将由 I/O 缓存服务的请求分配缓存块而提升性能并缩减缓存大小。ETICA 通过 1）在 I/O 缓存层级的每一级指定有效且固定的写策略，2）在缓存级间采用有效的提升与淘汰方法，来维护写挂起数据块的可靠性并提升性能。我们基于所提两级存储缓存架构的真实实现开展的广泛实验表明，与虚拟化平台中最先进的缓存方案相比，ETICA 性能高出 45%，同时缓存大小和 SSD 耐久性分别改善 51.7% 和 33.8%。
引用
@article{arxiv.2106.07423,
title = {ETICA: Efficient Two-Level I/O Caching Architecture for Virtualized Platforms},
author = {Saba Ahmadian and Reza Salkhordeh and Onur Mutlu and Hossein Asadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07423},
year = {2021}
}