AndroidおよびAppleデバイスのQuasi-NVRAM

ネブラスカ大学のHao Luo、Lei Tian、Hong Jiangの3人の研究者は、シンプルで一見明らかな質問をしました。私たちの携帯機器は非リムーバブル電池を搭載しているので、なぜDRAMを不揮発性のものとして扱わないのでしょうか?

彼らの論文、qNVRAM:スマートフォンでの低オーバーヘッド持続性強制用の準不揮発RAMは、先月Usenix HotStorageカンファレンスで発表されました。

通常、Androidモバイルデバイスは、SQLite、共有設定キー値ストア、またはローカルフラッシュ上の永続データを保存するファイルシステムAPIに依存しています。これらは、持続性を保証するために、ジャーナリングまたはファイルレベルの二重書き込みを使用します。

問題は、これらの手法がストレージへの複数の書き込みを必要とすることで、すでに性能と電力制約のあるデバイスに相当なシステムオーバーヘッドが発生することです。

たとえば、Twitterのデータの75%以上が永続性の理由で書かれていることがわかりました。一般的なモバイルアプリのグループを見ると、データ書き込みの37%から78%がアトミックであることがわかりました。論文から

さらに、これらのデータ構造が存在するAndroidカーネルの信頼性は、バグ修正やユーザサポートの呼び出しに基づいて非常に優れていることが判明しました。彼らはAndroidの問題報告を分析し、予期しないまたはランダムに電源が切れているAndroidの欠陥に関連する報告された19,670件すべての問題のうち、わずか10件または0.05%しか報告していませんでした。これは予期しない停電が発生する可能性が低いことを意味します。

研究者は、いくつかの革新的なものを備えたプロトタイプテストシステムを構築しました。

Androidスマートフォンに実装された

qNVRAMは、挿入、更新、および削除トランザクションを最大16.33x、15.86x、15.76xまで高速化します。

さらに、フラッシュにコミットされたデータ量は約40%削減されました。どのくらい一般的な定数フィードの更新がモバイルデバイス上にあるかを考えると、これは重要な結果です。

スマートフォンの中には、簡単に取り外し可能なバッテリーがないものもあります。この研究では、このような設計の優位性を示しています。すべてのDRAMは、AndroidまたはAppleのiOSのいずれの場合でも、NVRAMとして扱うことができます。

qNVRAMはフラッシュを置き換えることはできません。 DRAMはフラッシュよりも電力消費量が多く、コストもかかります。

準NVRAM。彼らは、システムDRAMの一部を、バッテリバックアップされた不揮発性DRAMとして動作させるために用意しました。 qNVRAMとシステムフラッシュメモリ間のI / Oを管理する新しいデバイスドライバとライブラリ;永続的なページキャッシュ。 quasi-NVRAMを使用してデータベースファイルのインプレース更新を実行するSQLiteの新しいデータ構造;緩やかなデータフラッシュ。 I / Oをさらに減らすために、テーブルファイルへの繰り返し書き込みを吸収します。

しかし、研究結果によると、qNVRAMを使用したシステムのI / Oオーバーヘッドを削減することで、パフォーマンスの大幅な向上とバッテリ寿命の短縮が実現できます。また、フラッシュ耐久性を向上させるという問題を単純化する。

5年前には、携帯電話やノートブックに取外し不可能な電池が登場し、エンジニアは永続性を新たに見極めることができました。研究者がこの問題に厳密に対応してくれたことをお祝いします。

コメントはいつものように歓迎されます。 qNVRAMでどのような問題がありますか?

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