ORBIT:基于使用情况的文件级HPC多层存储准入控制

《Future Generation Computer Systems》:ORBIT: Usage-based admission control for file-level HPC multi-tier storage

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月05日 来源:Future Generation Computer Systems 6.2

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  HPC环境中的分层存储系统将高性能SSD层与大容量HDD层相结合,由Robinhood等策略引擎以文件粒度进行管理。此类系统中广泛使用的一种策略是单次访问提升(OSA),即任何文件首次未命中时即迁移该文件。虽然OSA最大化了命中率,但它触发了昂贵的整文件迁移,

  
HPC环境中的分层存储系统将高性能SSD层与大容量HDD层相结合,由Robinhood等策略引擎以文件粒度进行管理。此类系统中广泛使用的一种策略是单次访问提升(OSA),即任何文件首次未命中时即迁移该文件。虽然OSA最大化了命中率,但它触发了昂贵的整文件迁移,并在倾斜访问模式下导致SSD/HDD“颠簸”传输,进而造成弱重用文件对SSD的污染、不必要的数据移动以及设备寿命下降。研究人员提出了ORBIT,一种将选择性准入与多准则ARC驱逐(MC-ARC)相结合的文件级放置策略。ORBIT准入控制器维护一个轻量级、持续老化的使用评分,该评分感知文件大小并对访问文件比例敏感。当需要SSD空间时,ORBIT依赖MC-ARC聚合ARC衍生的新近度/频率、预测剩余寿命和每用户公平性来驱逐文件。在代表性HPC工作负载上的迹线驱动模拟表明,与MC-ARC基线相比,ORBIT减少了SSD/HDD之间昂贵的数据移动;迁移量下降95.7%,SSD写入量下降97.4%,平均访问延迟降低78.9%。尽管在某些情况下命中率较低,但避免无利可图的提升带来了显著的端到端收益,例如在评估的工作负载和SSD容量下平均I/O时间减少70%。这些结果强调,在文件粒度下,纪律性的准入与多准则驱逐能够通过最小化多层HPC存储中以迁移为主的开销,胜过以命中为中心的策略。
ORBIT:面向文件级HPC多层存储的基于使用情况的准入控制
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