刘秉煦，张文军，李小勇

面向SSD/HDD 混合存储的动态缓存调度算法DRC

刘秉煦，张文军，李小勇

云计算与大数据的发展，对存储系统的性能提出了越来越高的要求。这些系统中的任务具有高并发度特征，使得存储系统的数据访问呈现随机化。SSD具有优异的随机读写性能，但其写入次数受到限制，成本高昂，因此，基于SSD-HDD的混合系统成为存储技术发展的主要方向。面向SSD-HDD混合存储提出了一种基于动态替换代价的缓存调度算法（DRC），以请求中的热点数据以及替换数据的代价作为缓存替换依据，不仅有效地提高了缓存命中率，而且，通过减少磁盘随机写操作提升了系统的整体性能。实验结果表明，在高并发读写的场景下，DRC算法相对于LRU或FIFO算法缓存命中率提升可达11.6%，IO速度最多提升16.7%，在各种缓存大小条件下均取得了显著的性能提升。

混合存储系统；固态盘；缓存替换算法；热点识别

0 引言

云计算与大数据的发展，使数据呈现爆炸性增长，对存储系统的性能提出了严峻挑战。特别是基于虚拟机的云计算系统中，存储设备往往由很多个虚拟机所共享，导致数据读写访问呈现随机化和碎片化的特征，对存储系统的随机读写性能提出了更高的要求。

目前，磁盘仍然是存储系统所使用的主要存储器件，虽然其容量仍然依摩尔定律快速发展，但由于受到磁头移动的机械特性限制，其随机访问性能早已到达瓶颈，在过去的几十年里未有显著提升。近年来兴起的固态硬盘SSD具有优异的随机访问性能、低能耗和体积小等优点，受到了广泛关注。……