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Un nuevo sistema para acelerar el almacenamiento híbrido SSD-HDD

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disco duro

Investigadores de China acaban de presentar URSA, un nuevo sistema de almacenamiento de bloques híbridos que proporciona discos virtuales que mejoran la eficiencia al usar varias aplicaciones en máquinas virtuales. Según sus creadores, esta tecnología alcanza un rendimiento muy cercano al que se consigue usando solo SSD, con un menor consumo de recursos de CPU.

Durante la decimocuarta Conferencia EuroSys 2019 se ha divulgado un trabajo de investigación y desarrollo realizado por científicos chinos, quienes han creado URSA (Ultra Reliable, Scalable, Available), un sistema de almacenamiento de bloques híbridos especialmente pensado para incrementar la eficiencia del almacenamiento virtual cuando se ejecutan numerosas aplicaciones en máquinas virtuales. Estos científicos afirman que su sistema es capaz de superar a otros tipos de almacenamiento de bloques híbridos, incluso algunos que trabajan solo con SSD, a la vez que se incrementa la eficiencia en el uso de la CPU.

Según dice el resumen de este trabajo, “Este documento presenta URSA, un almacén de bloques híbrido que proporciona discos virtuales para que varias aplicaciones se ejecuten de manera eficiente en máquinas virtuales en la nube”. El trabajo señala que su sistema URSA sustituye los SSD empleados en otros sistemas para la capa de caché por estructuras de almacenamiento híbrido (HDD-SSD), que se encargan de almacenar las réplicas primarias en SSD y las copias de seguridad en HDD, utilizando registros para salvar la brecha de rendimiento entre ambas tecnologías.

Además, los creadores afirman que “URSA integra la estructura híbrida con diseños de alta confiabilidad, escalabilidad y disponibilidad. Los experimentos muestran que URSA en su modo híbrido logra casi el mismo rendimiento que en su modo solo SSD (almacenando todas las réplicas en SSD), y supera a otros almacenes de bloques (Ceph y Sheepdog) incluso en su modo solo SSD mientras logra una CPU mucho más alta Eficiencia (rendimiento por núcleo)”.

En su trabajo, estos científicos también han incluido una serie de limitaciones en las que están trabajando. Por ejemplo, durante la recuperación fallida de una réplica primaria el cliente podría sufrir la brecha de rendimiento entre SSD y HDD, ya que las réplicas son heterogéneas. Además, los registros o diarios que se emplean para la parte de SSD no admiten cargas de trabajo continuas de escrituras aleatorias pequeñas por tiempo prolongado.

Por otro lado, URSA requiere que la capacidad total de medios SSD debe ser al menos tan grande como el volumen de datos a manejar, mientras que el almacenamiento de bloques tradicional basado en caché es adaptable a cualquier capacidad de SSD. En cualquier caso, los investigadores afirman que URSA proporciona un sistema altamente eficiente para el almacenamiento en bloques con una plataforma híbrida que supera a muchos sistemas comerciales y de código abierto actuales, con una latencia extremadamente baja y un incremento de IOPS en escrituras secuenciales.

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