FLIN: Enabling Fairness and Enhancing Performance in Modern NVMe Solid State Drives

主要讲的是SSD引入Nvme导致的公平性问题

分为前端和后端:前端包括和Host交互的模块和控制模块后端是数据存储单元前端HIL的协议与Host进行交互,以轮询的方式从HOST侧获取IO请求 MQ=muti-queue 指的是chip level的队列

处理I/O的流程

1.主机端产生请求,然后插入到DRAM中的请求队列中,一个队列代表一个flow 2.HIL从Host的队列中抓取请求,然后把请求放到SSD的请求队列中 3.HIL解析命令,然后把这些命令分解成事务 4.FTL进行L2P的转换 5.FTL中的TSU(事务调度单元调度)事务进入到不同的chip level队列 6.TSU从这些队列中选取一个发送给FCC 7.FCC把这个事务发送给相应的Chip执行

存在的问题

1.I/O命令的数据长度导致的干扰小数据I/O在chip level队列长度变长时受到的影响更大 2.有些flow利用了多chip进行了并发,这些flow在与没有利用chip level并发的flow一起执行时受到的干扰更大 3.读优先调度导致的不公平写在flow中的占比越高,这个flow的公平性越低

GC的数量会随着写入量增大而增大,GC-高的Flow会对GC低的flow造成干扰

解决方案

解决Low-high I/O intensity以及并行访问模式干扰问题 2.从当前优先级P中选取一个准备好的写请求,一个准备好的读请求

3.在read write GC-RDQ GC-WRQ中选取一个进行调度这里调度不是之前的读优先调度,然后计算读写的等待时间来决定时=是调度读请求还是写请求 GC操作的代价可以通过和写一起执行分摊给写事务

提升的点: 当读请求可以随时挂起写事务读事务可以中断GC请求

与UFS工作的启示