A Simulation Model for Prefetching in a Parallel Storage Subsystem

Authors: A. Vakali

Title: A Simulation Model for Prefetching in a Parallel Storage Subsystem

Appeared in: International Journal of Modelling and Simulation, volume 22, issue 4, pages 270-276, 2002.

Abstract: Modern applications are quite demanding in terms of storage capacities due to the large number of client requests which most often refer to large data sets of diverse nature. This paper presents a simulation model for prefetching and caching of storage objects under a parallel storage units topology. The data to be stored is defined as variable sized data blocks and a specific cache area is reserved for data prefetching and caching. An evolutionary algorithm is proposed for identifying the storage objects to be prefetched, whereas a simulation model is developed to support appropriate parametrization of clients, cache area and storage units. The parameters defined facilitate the evaluation of expected performance in order to comment on the potential improvements due to prefetching. The storage object prefetching model is experimented with artificial workloads of requests under a considered set of parallel storage units and has shown significant performance improvements with respect to request service times, as well as cache and byte hit rations.

Περίληψη: Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται ένα μοντέλο προσομοίωσης για την προαπόκτηση (prefething) και την εναποθήκευση (caching) των αντικειμένων που αποθηκεύονται κάτω από μία τοπολογία με παράλληλες μονάδες αποθήκευσης. Τα δεδομένα που είναι για να αποθηκευτούν ορίζονται ως μεταβλητού μεγέθους μπλοκ δεδομένα, ενώ μία συγκεκριμένη περιοχή της κρυφής μνήμης κρατείται για την προαπόκτηση και την εναποθήκευση αυτών των αντικειμένων. Ένας εξελεγκτικός αλγόριθμος προτείνεται για την αναγνώριση των αντικειμένων που πρέπει να προαποκτηθούν, καθώς και ένα μοντέλο προσομοίωσης αναπτύσσεται για να υποστηρίξει την κατάλληλη παραμετροποίηση των αιτήσεων των πελατών, τόσο για την περιοχή της κρυφής μνήμης, όσο και για τις μονάδες αποθήκευσης. Οι παράμετροι που ορίζονται διευκολύνουν στην εκτίμηση της αναμενόμενης επίδοσης αναφορικά με το σχολιασμό της βελτίωσης λόγω της προαπόκτησης. Στο πλαίσιο αυτό, ένα πείραμα διεξάγεται με ένα συνθετικό φόρτο εργασίας για της αιτήσεις των πελατών κάτω από ένα θεωρούμενο σύνολο με παράλληλες μονάδες αποθήκευσης. Το προτεινόμενο μοντέλο παρουσιάζει σημαντική βελτίωση αναφορικά με τους χρόνους εξυπηρέτησης των αιτήσεων καθώς επίσης και με την επίδοση της κρυφής μνήμης.

Download paper: ViewPDF