支持分区命名空间（ZNS）的 NVMe 闪存设备性能表征
分布式、并行与集群计算
2023-10-31 v1
摘要
近来支持分区命名空间（Zoned Namespace，ZNS）的 NVMe 闪存设备（即 ZNS SSD）的出现，代表了闪存存储的一项重大新进展。ZNS SSD 引入了一种仅追加分区的新型存储抽象，以及一组新的 I/O（即追加）与管理（分区状态机转换）命令。借助新的抽象与命令，ZNS SSD 比非分区 SSD 为宿主软件栈提供了对闪存管理更多的控制，而闪存管理已知十分复杂（涉及垃圾回收、调度、块分配、并行度管理与过度配置）。因此，ZNS SSD 正被各类应用（如文件系统、键值存储与数据库）所采用，尤其是延迟敏感的大数据应用。尽管有此热潮，迄今尚缺乏对具有分区存储模型抽象与 I/O 操作的 ZNS SSD 性能的系统表征。本工作解决了这一关键不足。我们报告了一款商用 ZNS SSD 的性能特征（13 项关键观测），解释了如何将这些特征纳入公开可用的前沿 ZNS 模拟器，并为 ZNS SSD 应用开发者提供指导建议。本研究的所有制品（代码与数据集）公开于 https://github.com/stonet-research/NVMeBenchmarks。
引用
@article{arxiv.2310.19094,
title = {Performance Characterization of NVMe Flash Devices with Zoned Namespaces (ZNS)},
author = {Krijn Doekemeijer and Nick Tehrany and Balakrishnan Chandrasekaran and Matias Bjørling and Animesh Trivedi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.19094},
year = {2023}
}
备注
Paper to appear in the https://clustercomp.org/2023/program/