【摘 要】
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随着大数据时代的到来,低成本保存超大规模的冷数据成为了重要挑战。光存储成本低、寿命长、绿色节能且易于保存,非常适合大规模冷数据长期存储。同轴全息光存储利用全息复用的方式存储数据,能够大幅度提升存储密度,而且使用二维数据页方式存取数据,为了使主机能够达到1GB/s级别的数据读写吞吐率,因此需要设计高速的全息存储数据通道。针对全息存储高速存取需求,设计全息存储数据通道框架,目前采用服务器主机作为同轴全
【基金项目】
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国家重点研发计划课题“同轴全息光存储的基础理论与关键技术研究”（编号:No.2018YFA0701800）
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随着大数据时代的到来,低成本保存超大规模的冷数据成为了重要挑战。光存储成本低、寿命长、绿色节能且易于保存,非常适合大规模冷数据长期存储。同轴全息光存储利用全息复用的方式存储数据,能够大幅度提升存储密度,而且使用二维数据页方式存取数据,为了使主机能够达到1GB/s级别的数据读写吞吐率,因此需要设计高速的全息存储数据通道。针对全息存储高速存取需求,设计全息存储数据通道框架,目前采用服务器主机作为同轴全息光存储的驱动器控制器,实现通用块设备接口-小型计算机系统接口（Small Computer System Interface,SCSI）的设备端目标器,并通过网络SCSI接口（SCSI over internet,i SCSI）连接多个启动器,以支持远程服务器通过标准块设备接口访问。设计实现全息存储块设备驱动,将上层读写请求转换成对后端光存储介质的访问,同时支持内存与硬盘模拟全息光存储,能够进行调试验证。为适应同轴全息光盘多读写头并行访问,设计实现基于blk-mq（Block-Multiqueue,简称blk-mq）的块设备多队列请求处理机制,提升IO的并发性,同时减少锁争用开销和降低Cache污染。为了模拟光盘被机械臂移动,还增加了光盘插拔功能。为了增加系统使用的灵活性,系统还能够响应linux系统调用发来的命令。实现并测试全息存储通道原型,实验结果能够实现i SCSI目标器功能,其IO吞吐率约为1082.625MB/s。能够支持4路并发,其聚合吞吐率约为1820.5MB/s。
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