CRII: CSR: System Techniques to Exploit the Byte-Accessibility of Solid-State Drives

CRII:CSR:利用固态硬盘字节可访问性的系统技术

基本信息

  • 批准号:
    1850317
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-02-15 至 2023-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Flash-based solid-state drive (SSD) has been the backbone of modern storage systems to support a growing number of data-intensive applications such as graph analytics and databases. For decades, systems software and applications used a generic block interface to access data in SSDs. Today it is feasible to access SSDs in both byte and block granularity through memory mapped input/output interfaces. However, it is still unclear how byte-addressable SSDs will be integrated in today's memory-storage hierarchy, how will they affect the design and implementation of systems software such as file systems, and how applications will benefit from the byte-accessible property of SSDs.This project proposes to investigate the systems techniques to support and exploit the byte-accessibility of SSDs in modern memory-storage hierarchy. First, the project proposes to rethink the unified memory-storage hierarchy and efficiently use byte-addressable SSD as part of the main memory to ease the management and programmability of the dual byte and block-accessible interfaces. Second, the project proposes adaptive page migration mechanisms to enable applications to gain benefits from both byte-addressable, large-scale SSD and fast dynamic random-access memory (DRAM) concurrently and transparently. Third, the project proposes a new abstraction of fine-grained data persistence which will rethink the design and implementation of data persistency mechanisms and further reduce the associated performance overhead and redundant writes to storage devices. As SSDs have been widely deployed in various computing platforms, the proposed research activities will benefit many fields of study with high-performance persistent storage requirements including scientific computing, big data analytics, and financial services. The project will also carve a path for technology transition to practice through industrial collaborations, as well as facilitate research activities for undergraduate and underrepresented students. This project will integrate the research developments and results into a new course that centers around memory and storage technologies. The resulting software, dataset, publications, and course materials will be released through an open-source repository on GitHub: https://github.com/sprlab/uniflash and maintained for at least five years beyond the completion of this project.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
基于闪存的固态硬盘 (SSD) 一直是现代存储系统的支柱,支持越来越多的数据密集型应用程序,例如图形分析和数据库。几十年来,系统软件和应用程序使用通用块接口来访问 SSD 中的数据。如今,通过内存映射输入/输出接口以字节和块粒度访问 SSD 是可行的。然而,目前尚不清楚字节可寻址SSD将如何集成到当今的内存存储层次结构中,它们将如何影响文件系统等系统软件的设计和实现,以及应用程序如何从SSD的字节可访问特性中受益。该项目建议研究系统技术,以支持和利用现代内存存储层次结构中SSD的字节可访问性。首先,该项目建议重新考虑统一的内存存储层次结构,并有效地使用字节可寻址 SSD 作为主内存的一部分,以简化双字节和块可访问接口的管理和可编程性。其次,该项目提出了自适应页面迁移机制,使应用程序能够同时透明地从字节可寻址的大规模 SSD 和快速动态随机存取存储器 (DRAM) 中获益。第三,该项目提出了细粒度数据持久化的新抽象,它将重新思考数据持久化机制的设计和实现,并进一步减少相关的性能开销和对存储设备的冗余写入。由于SSD已广泛部署在各种计算平台中,拟议的研究活动将惠及许多具有高性能持久存储需求的研究领域,包括科学计算、大数据分析和金融服务。该项目还将通过行业合作为技术过渡到实践开辟一条道路,并促进本科生和代表性不足的学生的研究活动。该项目将把研究进展和成果整合到以内存和存储技术为中心的新课程中。由此产生的软件、数据集、出版物和课程材料将通过 GitHub 上的开源存储库发布:https://github.com/sprlab/uniflash,并在该项目完成后至少保留五年。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
FlatFlash: Exploiting the Byte-Accessibility of SSDs within a Unified Memory-Storage Hierarchy
Pinpointing crash-consistency bugs in the HPC I/O stack: a cross-layer approach
查明 HPC I/O 堆栈中的崩溃一致性错误:跨层方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sun, J.;Huang, J.;Snir M.
  • 通讯作者:
    Snir M.
Project Almanac: A Time-Traveling Solid-State Drive
  • DOI:
    10.1145/3302424.3303983
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xiaohao Wang;Yifan Yuan;You Zhou;Chance C. Coats;Jian Huang
  • 通讯作者:
    Xiaohao Wang;Yifan Yuan;You Zhou;Chance C. Coats;Jian Huang
IceClave: A Trusted Execution Environment for In-Storage Computing
AutoPersist: an easy-to-use Java NVM framework based on reachability
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Jian Huang其他文献

The Diamond Radiation Detector with an Ohmic Contact using Diamond‐like Carbon Interlayer
使用类金刚石碳夹层的欧姆接触金刚石辐射探测器
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王林军
Amorphous structure evolution of high power diode laser cladded Fe-Co-B-Si-Nb coatings
高功率二极管激光熔覆Fe-Co-B-Si-Nb涂层的非晶结构演变
  • DOI:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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通过频域优化设计多通道 QMF 组
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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    2022
  • 资助金额:
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    2019
  • 资助金额:
    $ 17.5万
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    1410302
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  • 资助金额:
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  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ABR: CSR: Medium: Collaborative Research: FTFS: A Read/Write Optimized Fractal Tree File System
ABR:CSR:媒介:协作研究:FTFS:读/写优化的分形树文件系统
  • 批准号:
    1938709
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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  • 批准号:
    1813485
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 17.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了