SMR磁盘学习11---Data Management and Layout for Shingled Magnetic Recording
第一部分：总述
随着计算机的发展，磁盘存储容量的需求不断扩大，最近五年磁盘容量以6个数量级第增，由超顺磁迈向垂直磁记录。目前，磁盘存储大概限制在1 Tb/in2，于是提出了几种突破这一限制的技术，SMR就是其中最为优雅的解决方案：最贴近现有的材料和制作工艺。SWD十分适合顺序写和随机读访问模式，尽管如此为了让SWD更好的替代现有的磁盘，必须满足传统磁盘持续的随机存储性能。为此，本文主要讨论了瓦写磁盘的几种可供选择的数据布局，并对其工作负载进行了评估，最后验证这几种布局与传统非瓦磁盘相比其性能如何。
第二部分：重难点详解
Bands清理的两种基本布局：如图1.
第一：每个band都附有一个循环日志，通过从日志的尾部到日志的头部移动实时数据来回收自由空间。
第二：通过压缩一个或几个完整的bands，将数据存放到少数几个空的band，并将压缩的bands清空释放出来。
图1
图2 循环日志结构
为了实现update in-place，tracks的布局如图3所示。RAZ用来存放元数据信息，每个相邻的RAZ track 之间有k个空tracks作为安全隔离。RAZ作为缓冲空间。
图3 LAZ和RAZ的结构（两个bands后跟一个RAZ）
为了平衡空间与性能，对RAZ的大小设置进行评估
K=4,5,6,10是写磁头的宽度参数，L代表磁盘的数据搬运容量，α是LAZ的容量，也就是普通磁盘容量的倍数。假设α为2.3，随着L的增大RAZ容量占整个磁盘容量的比例变化如图4所示。
图4
从图中可知，当L增大到αRAZ的比例接近0，虽然整个RAZ容量比例下降十分迅速，但是k值（写磁头宽度）的影响也可以忽略。
实验结果与评价
用对象存储的方式整合设备对工作负载进行评估。
添加工作负载：视屏编辑和虚拟机图像（Video editing，General负载）记录不同观察时间但内数据块的更新百分比如下图所示
图5
结果：在访问的磁盘块中94%以下经历了4次以下的更新。
观察元数据和数据的更新情况如图6所示。
图6
结果：短的观察时间较好，少量的NVRAM在短时间就能满足多数的更新操作。
图7
结果：通过可种情况的对比，低于0.4%的块经历了内容的更新，非常适合像video 、媒体文件库这样工作负载
第三部分：总结
（1）持续更新的块很少，能够很有效的将他们指定到小容量的NVRAM
（2）数据布局的选择与成功取决于工作负载。