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The emerging multi-queue solid state drives (SSDs) impose two challenges on I/O scheduling in the host operating system. First, the I/O scheduler should give a scalable performance in the number of processor cores to exploit the massive parallelism within the SSD. Second, it should provide performance isolation between the cores so that each core can schedule application I/O streams with a reserved bandwidth share. To cope with these challenges, we propose a novel I/O scheduler called mqFlashFQ. In mqFlashFQ, for every core to make a scheduling decision in parallel, we use a randomization technique to decentralize the existing FlashFQ algorithm, consequently, significantly reducing the inter-core synchronization overheads. Moreover, to provide a fair bandwidth share on a per-core basis, we present an accurate calibration method that determines the cost of each I/O request in terms of its direction and size. This method is distinguished in that it enables to provide a minimum bandwidth guarantee to each core with no garbage collection. Through our experiments with non-volatile memory express (NVMe) SSD products, we demonstrate that the proposed mqFlashFQ and calibration method give a scalable performance and a fair share of the bandwidth to each core for various I/O workloads.
#Multi-queue SSDs #I/O scheduling #Fair queuing #Randomization #Request cost calibration

목차

Abstract
I. INTRODUCTION
II. PRELIMINARIES
III. PROPOSED SCHEDULER
IV. EXPERIMENTAL RESULTS
V. RELATED WORK
VI. CONCLUSION AND FUTURE WORK
REFERENCES

참고문헌 (28)

참고문헌 신청
K. Guo, W. Zhao, Y, Lei, and Y. Gong, “I/O scheduling for solid state devices in virtual machines,” in Proceedings of 2013 IEEE International Conference on Cluster Computing (CLUSTER), Indianapolis, IN, 2013, pp. 1-6. google schola S. Kim, D. Kang, and J. Choi, “Revisiting I/O scheduler for enhancing I/O fairness in virtualization systems,” IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems, vol. 97, no. 12, pp. 3133-3141, 2014. google schola Intel, “Serial ATA Advanced Host Controller Interface (AHCI) 1.3,” 2008 [Online]. Available: https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/technical-specifications/serial-ata-ahci-spec-rev1_3.pdf. google schola NVM Express Inc., “NVM Express revision 1.2 specification,” 2014 [Online]. Available: https://www.nvmexpress.org/wpcontent/uploads/NVM-Express-1_2-Gold-20141209.pdf. google schola H. Park, S. Yoo, C. H. Hong, and C. Yoo, “Storage SLA guarantee with novel SSD I/O scheduler in virtualized data centers,” IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, vol. 27, no. 8, pp. 2422-2434, 2016. google schola

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