Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI (전자공학회논문지CI)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

SSD-based RAID-6 System Architecture for Reliability and Performance Enhancement

신뢰성 향상과 성능개선을 위해 다양한 Erasure 코드를 적용한 SSD 기반 RAID-6 시스템 구조

  • Song, Jae-Seok (Department of Electronic Engineering, Inha University) ;
  • Huh, Joon-Moo (Department of Electronic Engineering, Inha University) ;
  • Yang, Yu-Seok (Department of Electronic Engineering, Inha University) ;
  • Kim, Deok-Hwan (Department of Electronic Engineering, Inha University)
  • Received : 2010.07.16
  • Published : 2010.11.25
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Abstract

HDD-based RAIDs have been used in high-capacity storage systems for traditional data server. However, their data reliability are relatively low and they consume lots of power since hard disk drive is weak on shock and its power consumption is high due to frequent spindle motor operation. Therefore, this paper presents new SSD based RAID system architecture using various erasure codes. The proposed methode applys Reed-Solomon, EVENODD, and Liberation coding schemes onto file system level and device driver level, respectively. Besides, it uses data allocation method to minimize the side effect of reducing the lifespan of SSD. Detail experimental results show that Liberation code increase wear-leveling rates of SSD based RAID-6 more than other codes. The SSD based RAID system applying erasure codes at the device driver level shows better performance than that at the file system level. I/O performance of RAID-6 system using SSD is 4.5%~8.5% higher than that of using HDD and the power consumption of the RAID system using SSD is 18%~40% less than that of using HDD.

전통적인 대용량 스토리지 시스템을 위해 하드디스크 기반의 RAID 시스템이 사용되고 있다. 그러나 하드디스크 기반의 RAID 시스템은 외부의 충격에 약하기 때문에 데이터의 신뢰성이 낮고 스핀들 모터의 빈번한 동작으로 인해 전력소모가 많다. 따라서 본 논문에서는 하드디스크를 대체하여 다양한 Erasure 코드를 적용한 SSD 기반 RAID-6 시스템을 제안한다. 제안된 방법으로 Reed-Solomon, EVENODD, Liberation 코딩 기법을 파일시스템 레벨과 디바이스 드라이버 레벨에 각각 적용하였다. 그리고 SSD의 수명저하에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 데이터 할당 기법을 적용하였다. 제안된 Erasure 코드가 적용된 RAID-6 시스템에 HDD 와 SSD 를 사용하여 실험한 결과 Liberation 코드가 다른 코드에 비해 SSD 수명저하에 영향을 적게 끼침을 파악하였으며, Erasure 코드들을 파일시스템 레벨에 적용 하였을 경우보다 디바이스 드라이버 레벨에 적용하였을 때 성능이 더 높았다. 또한 HDD를 기반으로 사용하였을 경우 보다 SSD 를 기반으로 사용하였을 경우에 입출력 성능이 4.5%~8.5% 더 향상 되었고 전력소모는 18%~40% 절감되었다.

Keywords

References

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