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Mejoran el rendimiento y la resistencia de los SSD en configuraciones RAID

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SSD

Los esquemas RAID proporcionan una mayor tolerancia a los fallos y a la pérdida de datos, pero desgastan mucho los SSD y reducen considerablemente su vida útil. Para mejorar las prestaciones y la durabilidad de estas unidades de almacenamiento, un grupo de investigadores ha ideado una forma de emplear la caché para reducir la carga de trabajo en este tipo de arquitecturas de almacenamiento.

Al escribir datos en un sistema RAID compuesto por discos SSD se generan muchos procesos de entrada / salida de datos que ralentizan el funcionamiento del almacenamiento y, además, desgastan los chips de los SSD implicados. La solución propuesta anteriormente por otros científicos es utilizar una caché de paridad formada por memoria no volátil (NVM), que permitiría posponer las actualizaciones de paridad en el RAID hasta que toda la franja de información esté bien organizada en la unidad principal. Esto permite reducir la carga de trabajo que desgasta los SSD, pero genera numerosos fallos debido a la fragmentación de los datos activos en cada franja. Esto genera retrasos en condiciones de uso real, por lo que la reducción del uso de los chips de almacenamiento conlleva un descenso del rendimiento, lo cual no resulta operativo.

Para solventar este problema, un grupo de científicos formado por Gaoxiang Xu, Zhipeng Tan, Dan Feng, Yifeng Zhu, Xinyan Zhang y Jie Xu, ha publicado un artículo en el que describe una forma de solucionar este problema. Empleando el mismo tipo de memoria caché de paridad, propone un esquema de almacenamiento en caché de paridad compatible con la correlación, denominado Cap. Este permite reconstruir periódicamente los fragmentos de información correlativos en una nueva franja. Se basa en que esas porciones de información “caliente” tienen tendencia a actualizarse conjuntamente en un corto lapso de tiempo. Aprovechando esta condición, se puede usar de forma más eficiente la caché de paridad para reconstruir la información que se escribiría en franjas fragmentadas dentro de una nueva franja completa.

Así, se podría enviar de una sola vez al disco duro, evitando los numerosos procesos de entrada y salida que se generan con el esquema RAID actual, que desgastan la memoria y ralentizan las operaciones de escritura y actualización de datos en el “disco espejo”. Según describen en su artículo, estos investigadores han logrado probar su esquema Cap en una matriz de discos SSD RAID-5, en un Kernel Linux 4.3, logrando un incremento del ancho de banda de E/S de entre el 54% y el 145%, en comparación con el software base de RAID de Linux. Y, en comparación con los esquemas más avanzados de almacenamiento en caché, han logrado elevar el ancho de banda de E/S entre un 14% y un 31%.

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