A Feedback-based model for I/O Servicing

Authors: A. Vakali, G. Papadimitriou, A. Pomportsis

Title: A Feedback-based model for I/O Servicing

Appeared in: Computers & Electrical Engineering Journal, Elsevier, volume 27, issue 4, pages 309-322, July 2001.

Abstract: Modern I/O subsystems have increased their capacity and density but their performance has not been improved accordingly. To address this problem, we have developed a new model that is based on the feedback information provided to the I/O subsystem controller. The presented model is applied to a multiple disk drive subsystem, which serves requests in parallel. Under conventional servicing, each request refers to a specific drive and is placed on the corresponding disk drive queue in order to be serviced. The proposed feedback-based model redirects requests among disk drives towards performance gain. The feedback is evaluated by a metric identified by the queue length per disk drive. Performance analysis proves that the feedback-based model results in effective and improved load distribution. The request servicing in a parallel disk drive subsystem is simulated and simulation runs measure both conventional and feedback-based servicing. The simulation results validate the presented model and prove that it shows an important improvement in both seek and servicing times compared with the conventional request servicing model.

Περίληψη: Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται ένας καινοτόμος ελεγκτής των I/O αιτημάτων που τίθενται σε αποθηκευτικά υπο-συστήματα με δυνατότητα υποστήριξης πολλαπλών δίσκων. Ο προτεινόμενος ελεγκτής κατανέμει τα εισερχόμενα αιτήματα στις ουρές αιτημάτων κάθε δίσκου σύμφωνα με μία οριζόμενη κατανομή πιθανότητας που καθορίζεται δυναμικά σύμφωνα με τις πληροφορίες ανάδρασης που λαμβάνει ο ελεγκτής από το υπο-σύστημα αποθήκευσης. Ο στόχος του προτεινόμενου ελεγκτή είναι να επιτευχθεί ισοκατανομή του φόρτου αιτημάτων των δίσκων ώστε να υπάρχει βελτίωση της απόδοσης του συστήματος αποθήκευσης. Στην εργασία περιγράφεται το μοντέλο προσομοίωσης στο οποίο εφαρμόζεται ο προτεινόμενος αλγόριθμος καθώς και η διαδικασία κατανομής των αιτημάτων. Η συμπεριφορά του προτεινόμενου μοντέλου ελέγχεται πειραματικά και καταγράφονται οι χρόνοι εξυπηρέτησης των I/O αιτημάτων. Οι συγκρίσεις του προτεινόμενου μοντέλου με αντίστοιχη τυχαία κατανομή του φόρτου καταδεικνύουν την αποτελεσματικότητα και την ευελιξία του προτεινόμενου αλγορίθμου.

Download paper: ViewPDF