组合盘文件粒度能效缓存替换算法

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1、浙江工业大学硕士学位论文组合盘文件粒度的能效缓存替换算法摘要在计算机系统中，存储子系统的能耗占着相当大的比例。降低存储子系统能耗成为计算机系统节能的一条重要途径。利用组合盘(由固态盘和硬盘构成)进行节能是近年来的一个研究热点。本文的工作是围绕台式机办公环境下固态盘、硬盘的组合盘来寻找组合盘基于文件粒度的节能缓存机制。主要贡献：1．提出磁盘能耗代价计算方法；2．基于能耗代价模型，改造了过去已有联机替换算法FBR以及GDS，提出了改进的基于频率和能量替换算法FEBR，在命中率、能效、性能、硬盘寿命影响等方面全面

2、评价已有一系列缓存算法；3．利用滑动窗口机制，提出了基于概率统计方法的硬盘启停次数控制机制；通过对收集的四个真实用例数据进行一系列比较实验，实验结果表明：组合盘节能是可行的，可达70-'-80％节能效果；联机替换算法FBR、FEBR以及GDS在所有评价的算法中具有总体最优效果，能耗代价模型可以用于指导缓存替换算法，提出的算法FEBR优于FBR和GDS算法；基于滑动窗口的硬盘启停次数控制机制对硬盘寿命的控制起到了良好效果。关键词：能效；组合磁盘；缓存替换算法；硬盘寿命浙江工业大学硕士学位论文File--Gra

3、inEnergyEfficientBufferReplacementSchemeforHeterogeneousDriveABSTRACTThestoragesystemisoneofthelargestenergyconsumerswithincomputersystems．Hence，reducingthepowerconsumptionofstoragesubsystembecomesanimportantwayforenergyconservationincomputersystem．Muchatt

4、entionhasbeenputontheenergy-savingforheterogeneousdrive(H-Drivewhichcombinessolid—statedriveandharddiskdrive)recentyears．Thispaperfocusesonthecombinationofsolid-statedrive(SSD)andharddiskdrive(HDD)aroundthedesktopofficescenariotofindfile—grainenergyefficie

5、ntbufferreplacementschemeforH．Drive．Themaincontributionsaleasfollows：1．Anenergycost-modelforharddiskisproposed．2．Basedontheenergy—costmodel，weadaptedtheexistingonlinereplacementalgorithmsFBRandGDS，andproposedallimprovedschemecalledFrequency—EnergyBasedRepl

6、acement(FEBR)．Weevaluatedtheeffectivenessofexi8tingalgorithmsonhitrate，energy—efficiency,performanceandHDDlifetime．3．Byexploitingslidingwindow,anovelschemeisinventedforcontrollingtheon／offtimesofharddiskbasedonprobabilityandstatistics．Withextensiveexperime

7、ntsonfourreal-worldtraces，wedrawsomeimportantconclusions：energy—savinginH-Driveisfeasible，itCallreachashi【ghas70-80％．FBRanditsvariantFEBR，andGDSalethebestonesamongallthoseonlineschemes，theenergyconsumptioncostmodelcallbeusedtoguidebufferreplacementalgorith

8、m,andFEBRhassomeadvantageoverFBRandGDS；TheharddiskcontrollingschemeworkswellinprotectingtheHDD’Slifetime．KeyWords：energyefficiency；heterogeneousdrive；bufferreplacementscheme；HDDlifetimell浙江工业大学硕士学位论文第1章绪论1．1研