Mejorando el almacenamiento de tablas hash en las unidades SMR

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Un equipo de investigadores taiwaneses y chinos ha desarrollado una nueva Capa de Traducción Escalonada (STL) enfocada al almacenamiento de bases de datos de clave-valor (KV) en los discos duros SMR. Esto permite superar las dificultades que se producen en las unidades de grabación magnética escalonada cuando se utilizan para almacenar tablas hash, reduciendo la latencia y la cantidad de datos escritos con respecto a los enfoques actuales.

La mayor densidad de área y el gran rendimiento de los nuevos discos de grabación magnética escalonada (SMR) resultan muy atractivos para las aplicaciones de almacenamiento de clave-valor (KV), que requieren un acceso de alta velocidad a grandes conjuntos de datos, con un coste reducido. Pero la propia naturaleza de la grabación escalonada introduce ciertos problemas en esta aplicación concreta, como un menor rendimiento en los procesos de escritura secuencial y la baja eficiencia en el almacenamiento y reorganización de los pares de clave-valor contenidos en las tablas hash.

Para ofrecer una solución válida para este segmento de uso de los nuevos discos SMR, un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias de la Información, perteneciente a la Academia Sinica, en Taiwán, y de la Universidad China de Hong Kong, han desarrollado KVSTL. Como explican en el artículo técnico que han publicado en la revista IEEE Transactions on Computers, se trata de una Capa de Traducción Escalonada (STL) consciente del almacenamiento de bases de datos de clave-valor (KV).

Sus creadores afirman que permite mantener las ventajas que ofrece este tipo de grabación para el almacenamiento de tablas hash, mejorando el rendimiento y el aprovechamiento del mayor espacio de los discos duros SMR. Esta propuesta se presenta como una ayuda para ocultar la complejidad y facilitar la gestión de unidades SMR, pasando al disco duro solo la información de nivel y de invalidación del almacenamiento de tablas hash basado en el árbol LSM.

En los experimentos que han realizado han logrado mejorar el rendimiento mediante la gestión de pares de clave-valor con conciencia de nivel, y permitiendo una gestión más eficiente del espacio de almacenamiento gracias a la información de invalidación. Concretamente, afirman que KVSTL permite reducir la cantidad de datos escritos en la unidad en un 69,45% de media, y mejorar la latencia en hasta un 62,72% con respecto a las bibliotecas de almacenamiento rápido de código abierto LevelDB, cuando se utilizan en discos duros de grabación magnética escalonada.

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