DBM Implementation Optimized for Flash Devices

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  • Flashメモリに最適化したDBM実装の提案

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リアルタイムウェブサービスの普及により，超高速OLTPの需要は増加の一途を辿っている．Flashメモリを利用することで，HDDに比べて1万倍以上高速なストレージが安価に手に入るようになった．しかし，既存のDBM実装には，Flashメモリの苦手とするランダム書き込みを多発する，またFlashメモリのIOPSを使い切れずCPU-boundになってしまうという問題点がある．我々は，Flashメモリの特性を活かし，その性能を最大限に発揮させるようなDBM実装を開発した．具体的には，固定サイズのシーケンシャル書き込み，及びCPU負荷の軽いトランザクション処理を徹底するために，「後乗せページ」「ログの多重化」「楽観的並行トランザクション」の3つの手法を用いた．今回，我々は以上の手法を用いたUnixDBMインターフェース互換のDBM実装を作製し，Flashメモリ上で評価を行った．

Demands for high-speed OLTP are still increasing with today’s use in real-time web services. Flash memory-based storage devices, which feature 10000x IOPS compared to HDD, are now cost-effective choice to construct such database systems. However, current DBM implementations fail to achieve maximum performance from flash memory devices. We analyzed that this failure is caused by over-issued random writes where flash memory devices suffer and CPU-bound implementation. From these analysis, we propose DBM implementation optimized for flash memory IO characteristics. To enforce fixed-size sequential writes and fast transaction processing, we employed three methods: override pages, log muxing, optimistic concurrency control. We implemented those methods as a DBM implementation compatible to the Unix DBM interface, and evaluated on flash memory devices.

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