计算机科学与探索

作者：唐琪，王吉磊，柴云鹏

单位：中国人民大学 信息学院，北京 100872

关键词：固态硬盘（SSD）,缓存,SSD寿命,访问序列折叠,缓存替换

SSD（solid state drive）的写入寿命比较有限，因此除命中率外，SSD缓存设备的写入量成为评价缓存替换算法的另一个关键指标。如何使算法提高写入数据转化为缓存命中的效率，从而延长SSD的使用寿命，具有重要的研究意义。目前，已有缓存替换算法的设计一般基于时间局部性，即刚被访问的数据短期内被访问的概率较高，因此需要频繁的数据更新和较高写入量来保证较高命中率；或是通过不低的开销屏蔽相对最差的部分数据来减少一定的写入量，还缺少用低开销获得数据长期热度规律，有效提高缓存数据质量的算法。提出了访问序列折叠的缓存替换算法，用比较低的开销定位拥有长期稳定热度的数据写入缓存，明显提高了SSD缓存数据质量，在保证命中率的同时减少了SSD的写入量。实验表明，访问序列折叠算法相比LRU（least recently used）算法可在命中率损失低于10%的情况下减少90%的写入量，与SieveStore、L2ARC（level 2 adjustable replacement cache）等写入优化缓存算法相比，命中率相当时可将写入量减少50%以上，有效达到了通过缓存高质量数据，减少SSD的写入量，延长其使用寿命的目的。

来源：2019年第1期

《计算机科学与探索》期刊编辑部

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