數(shù)據(jù)中心不斷增加的工作量要求使用新的方法來存儲和訪問數(shù)據(jù)。韓國大邱慶北科技大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新方法來管理固態(tài)驅(qū)動器中的數(shù)據(jù)庫，從而顯著改善了讀寫延遲性能，并從CPU上卸載了數(shù)據(jù)庫計算任務(wù)，從而提高了效率并降低了功耗。

隨著Web服務(wù)，云存儲和大數(shù)據(jù)服務(wù)的不斷擴(kuò)展，它們所依賴的龐大的硬件基礎(chǔ)架構(gòu)(稱為數(shù)據(jù)中心)需要進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)當(dāng)前的需求。一種用于提高性能并減少與讀寫大量數(shù)據(jù)相關(guān)的能量負(fù)荷的有前途的解決方案是賦予存儲設(shè)備某些計算能力，并從CPU卸載部分?jǐn)?shù)據(jù)讀寫過程。

韓國大邱慶北科技大學(xué)(DGIST)的研究人員在2020年USENIX年度技術(shù)會議上發(fā)表的最新研究中，描述了在固態(tài)硬盤(SSD)中實(shí)現(xiàn)鍵值存儲的新方法，該方法提供了許多與更廣泛使用的方法相比具有優(yōu)勢。

鍵值存儲(也稱為鍵值數(shù)據(jù)庫)是一種以鍵值對形式存儲，管理和檢索數(shù)據(jù)的方法。最常見的實(shí)現(xiàn)方法是使用哈希函數(shù)，該算法可以快速將給定密鑰與其關(guān)聯(lián)的存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)快速的讀/寫訪問。

實(shí)現(xiàn)基于散列的鍵值存儲的主要問題之一是散列函數(shù)的隨機(jī)性偶爾會導(dǎo)致讀/寫操作中的長時延(延遲)。為了解決這個問題，DGIST的研究人員實(shí)施了另一種范例，稱為“日志結(jié)構(gòu)合并樹(LSM)”。這種方法依賴于對數(shù)據(jù)進(jìn)行分層排序，因此在最大延遲上設(shè)置了上限。

在其實(shí)現(xiàn)中，綽號為“ PinK”，他們解決了基于LSM的SSD密鑰值存儲的最嚴(yán)重限制。通過優(yōu)化的內(nèi)存使用，保證的最大延遲以及用于從CPU卸載某些分類任務(wù)的硬件加速器，PinK代表了數(shù)據(jù)中心SSD數(shù)據(jù)存儲的一種新穎而有效的方法。主持這項研究的李成進(jìn)教授表示：“鍵值存儲是廣泛使用的基礎(chǔ)架構(gòu)，可用于各種應(yīng)用程序，包括Web服務(wù)，人工智能應(yīng)用程序和云系統(tǒng)。我們相信PinK可以極大地改善用戶感知的性能這些服務(wù)。”

到目前為止，實(shí)驗結(jié)果證實(shí)了這種新實(shí)現(xiàn)方式所提供的性能提升，并突顯了讓存儲設(shè)備自行計算某些操作的潛力。Lee教授總結(jié)說：“我們相信我們的研究為應(yīng)該如何設(shè)計和構(gòu)建計算存儲設(shè)備以及應(yīng)該解決哪些技術(shù)問題提供了一個很好的指導(dǎo)。”