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《信息与电子工程前沿(英文)》 >> 2023年 第24卷 第5期 doi: 10.1631/FITEE.2310000

新型存储系统设计与应用

1清华大学计算机科学与技术系,中国北京市,100084;2华中科技大学计算机科学与技术学院,中国武汉市,430074;3纽约州立大学计算机科学系,美国纽约市,12561;4香港中文大学计算机科学与工程系,中国香港特别行政区;5中山大学计算机学院,中国广州市,510000;6中国科学院计算技术研究所,中国北京市,100190

收稿日期: 2023-05-31 录用日期: 2023-05-31 发布日期: 2023-05-31

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摘要

存储系统是计算机的核心,在人工智能、大数据、云计算和物联网等新兴战略产业的可持续发展中起着重要作用。随着处理器和网络设备性能不断提高,存储软件栈成为限制数据密集型系统性能的主要因素。近年来,新型存储设备因其打破“内存墙”的能力而受到广泛关注。这些设备包括支持块寻址的闪存设备、支持字节寻址的非易失性存储器、存算一体化设备以及大容量光存储。构建高吞量、低延迟和高可靠性的大规模存储系统,需要对算法、软件设计和硬件的持续创新。这些创新可以应对大规模、高性能复杂结构系统构建中存在的挑战,还可以增加相关系统的构建和应用经验,加快大数据处理系统的开发速度。 研究人员一直致力于解决“内存墙”问题,并改进相关软硬件生态系统,从而在新型存储系统设计和应用方面取得很大进展,包括但不限于以下方面: 1. 不断推出和优化新型存储设备,例如开放通道固态盘、可字节寻址的非易失性存储器以及存算一体化设备。此外,陆续推出模拟器、仿真器和软件定义设备开发平台,促进了新型存储设备的设计和优化。 2. 现有存储软件系统最初为硬盘或传统固态硬盘而设计,不能充分发挥新型存储设备性能潜力。针对新型存储设备,设计了许多新型文件系统、存储管理软件、非关系型数据库以及关键组件。 3. 利用新型存储设备加速应用求解(如组合优化问题)和提升传统存储系统(如基于机械硬盘的纠删码存储)性能。 在此背景下,《信息与电子工程前沿(英文)》期刊组织了本期“新型存储系统设计与应用”专题。专题涵盖针对新型存储设备的辅助设计工具、各种存储软件、方法与相关应用,以及对新型存储系统前沿进展和未来研究方向的综述。经严格评审,选入7篇论文,包括1篇综述和6篇研究。

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