2026-04-16T18:58:14Z https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/oai

oai:ipsj.ixsq.nii.ac.jp:00073822 2025-01-21T21:46:56Z 1164:1867:6264:6393

Solid State Drive間の高速データ移動法 High-Throughput Data Transfer between Solid State Drives 鈴木, 順 高橋, 雅彦 飛鷹, 洋一 馬場, 輝幸 大和, 純一 樋口, 淳一 菅原, 智義 吉川, 隆士 Jun, Suzuki Masahiko, Takahashi Yoichi, Hidaka Teruyuki, Baba Junichi, Yamato Junichi, Higuchi Tomoyoshi, Sugawara Takashi, Yoshikawa I/Oアーキテクチャ Solid State Drive (SSD) を始めとする広帯域 I/O デバイスの発展により，これらのデバイスを組み合わせて広帯域処理が行える可能性が高まっている．このために必要な技術の 1 つがデバイス間の高速データ移動である．現在のコンピュータシステムでは，I/O デバイス間で高速にデータを移動する場合，CPU によるコンテキストスイッチやカーネルとユーザメモリのコピーがオーバヘッドとなる．本稿では，I/O デバイス間のデータパスを最適化するため，ユーザ層より低位の層でデータを移動する手法を提案する．本手法により，ユーザプログラムはコンテキストスイッチや仲介バッファでのデータコピーのない広帯域なデータ移動が行える．提案手法の評価のため，ある SSD からデータをリードし，他の SSD にそのデータをライトするデータコピーのプロトタイプを作成した．評価の結果，従来のユーザ層でのコピーと比較して，177% の帯域向上と 62% の CPU 使用率削減が得られた．なお，これらの値は用いた SSD の性能に制限された値である． Recently developed high-throughput I/O devices such as solid state drives (SSDs) can be combined to cooperate on the high-throughput processing of a single task. While high-throughput data transfer between I/O devices is indispensable for such data processing, such data transfer on current computer systems involves high overhead caused by context switching and data copying between kernel and user memories, as conducted by CPUs. In this paper, we aim to optimize data paths between I/O devices and propose a data transfer method which is performed in a layer lower than the user layer. It provides a function for programs in user spaces to trigger the data transfers, achieving high-throughput data transfer without the need to copy data inside an intermediate buffer. In data copying between two SSDs, that is, “read” data form one SSD and “write” it to the other, we have obtained 177% enhanced bandwidth and 62% lower CPU usage over that with a conventional user-level “copy” process. The numbers are limited by the SSDs used in the experiments. 情報処理学会 2011-04-06 jpn technical report https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/records/73822 AN10444176 研究報告システムソフトウェアと オペレーティング・システム（OS） 2011-OS-117 11 1 7 https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/record/73822/files/IPSJ-OS11117011.pdf application/pdf 575.8 kB 2013-04-06