Zusammenfassung

Durch sinkende Strukturgrößen kann die Speicherkapazität Flash-basierter SSDs steigt erhöht werden. Die fallenden Preise für NAND-Flash ermöglichen es, magnetische Festplatten in immer mehr Anwendungsbereichen durch SSDs zu ersetzen. Die Miniaturisierung der Speicherzellen reduziert aber sowohl den Durchsatz als auch die Haltbarkeit des Flash-Speichers. Um ihren Durchsatz trotzdem zu steigern, verteilen SSDs ihre Daten über ein RAID-ähnliches Striping- Schema auf mehrere Flash-Chips. Zur Erhöhung der Haltbarkeit kommt feingranulares Address- Mapping zum Einsatz, wodurch die Write-Amplification vieler Zugriffsmuster reduziert werden kann. Neben den Eigenschaften von NAND-Flash sind es vor allem diese beiden Aspekte, die das Verhalten moderner SSDs bestimmen. Diese Arbeit geht im Detail auf die Architektur moderner SSDs ein. Unter Beachtung der beteiligten Betriebssystemkomponenten wird das Verhalten von zwei SSDs im Detail untersucht und mit weiteren Geräten verglichen. Der Fokus liegt dabei vor allem auf der Rolle der Command Queue und ihrem Einfluss auf verschiedene Zugriffsmuster. Ebenfalls wird Write-Amplification untersucht, die für viele Zugriffsmuster trotz Page-Mapping nicht vermieden werden kann. Auf dieser Grundlage werden Empfehlungen für den Einsatz von SSDs in Datenbanksystemen erarbeitet. Neben der oft vorgeschlagenen Buffer-Pools-Erweiterung können Datenbankmanagementsysteme auch von einem SSD-Einsatz im Table-Space und in Logs profitieren. Um das Potential moderner SSDs ausnutzen zu können, ist dabei neben modifizierten Datenstrukturen und Datenbankoperatoren vor allem das Parallelisieren kleiner Zugriffe entscheidend.

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