افزايش طول عمر حافظه نهان ورودي/خروجي با استفاده از معماري تركيبي چندسطحي

استفاده از ديسك حالت جامد به‌عنوان حافظه نهان در زيرسامانه‌هاي ذخيره‌سازي داده يكي از رويكردهاي رايج جهت افزايش كارايي اين سامانه‌ها است. دوام محدود ديسك‌هاي حالت جامد، يكي از اصلي‌ترين چالش‌هاي موجود در طراحي حافظه‌هاي نهان ورودي/خروجي كارا به شمار مي‌آيد. در اين مقاله، ابتدا تأثير معماري‌هاي يكسطحي و چندسطحي بررسي و نشان داده مي‌شود استفاده از ديسك‌هاي حالت جامد به‌عنوان حافظه نهان ورودي/خروجي يك‌سطحي، تعداد دفعات نوشتن بر روي اين ادوات را نسبت به درخواست‌هاي نوشتن ارسالي از لايه بالاتر به‌صورت ميانگين 3.7 برابر مي‌كند كه باعث كاهش شديد طول عمر ديسك حالت جامد مي‌شود. مبتني بر اين مشاهده، يك معماري تركيبي شامل DRAM با دوام بالا به‌عنوان سطح اول و ديسك حالت جامد با قابليت ذخيره‌سازي داده به‌صورت غير فرار به‌عنوان سطح دوم پيشنهاد مي‌شود. در معماري پيشنهادي، فقدان‌هاي خواندن در سطح اول حافظه نهان درج مي‌شوند و به‌منظور بهبود كارايي حافظه نهان چندسطحي در مقايسه با معماري تك‌سطحي، يك فيلتر تنزل پيشنهاد مي‌شود كه وظيفه مهاجرت صفحات پرطرفدار را از سطح اول به سطح دوم حافظه نهان بر عهده خواهد داشت. ارزيابي‌هاي انجام شده نشان مي‌دهد كه معماري پيشنهادي با سربار قابل‌چشم‌پوشي كارايي (به‌طور ميانگين 0.3%) مي‌تواند تا 93% تعداد دفعات نوشتن بر روي ديسك حالت جامد را كاهش دهد.