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题名一种面向纠删码的存储库优化方法
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作者
谢汶兵
关睿雪
张艺鸣
李佳梅
王俊
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机构
无锡先进技术研究院
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出处
《计算机研究与发展》
北大核心
2025年第5期1123-1135,共13页
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文摘
信息时代,数据存储的可靠性、一致性、安全性和实时性至关重要.纠删码(erasure code,EC)在允许多个存储设备发生故障的同时保证最低的存储开销,被大量应用在数据存储领域.纠删码的编码与解码运算具有计算密集的特征,其性能高低直接影响存储系统的使用效率.作为编码和解码运算中最耗时的部分,多层循环包裹的伽罗华域乘法计算是纠删码优化的一个焦点.首先分析了伽罗华域乘法计算的查表方法中常用的log查表法(LT)、完全乘法查表法(MT)、移位分解法(SH)的优劣势,然后对已有的伽罗华域GF(28)查表方法进行了优化,提出4 b分割法以大幅减少查表开销.在此基础上,利用64位现代处理器体系结构特点,从数据访问粒度扩展和单指令多数据(single instruction multiple data,SIMD)向量化利用实现数据级并行化2个角度优化了多层循环中的数据级访问粒度,提高了编码与解码的运算性能.基于开源存储加速库(Intel storage acceleration library,ISA-L)在申威平台和x86平台上实现和验证了上述优化方法的有效性.结果表明所提优化方法在不同数据规模下均有加速效果,申威平台与优化前相比平均性能加速比为3.28倍,x86平台与优化前相比平均性能加速比为2.36倍.
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关键词
纠删码
伽罗华域乘法
4b分割法
数据访问粒度
SIMD向量化
数据查表
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Keywords
erasure codes
Galois field multiplication
4b splitting method
data access granularity
SIMD vectorization
data lookup table
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分类号
TP319
[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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