Merging Storage Reliability and Energy - Awareness in a File System for Flash Memory :
Linnéa Cronfalk · KTH Publication Database DiVA (KTH Royal Institute of Technology) · 2009
Miljön för inbyggda system i mobil utrustning karakteriseras av begränsade och ibland instabila energiresurser. I den här typen av system är därför viktigt att utnyttja energi så optimalt som möjligt. Genom att kontinuerligt nedgradera prestandan i systemets olika delar till vad som är absolut nödvändigt kan energi sparas. Flash är ett fysiskt tåligt och mycket kompakt lagringsmedia och lämpar sig därför bra som sekundärminne i mobil utrustning. Därav ligger ett givet syfte i att optimera energiförbrukningen i flash-baserade system. Datasäkerhet är en ytterligare viktig aspekt i lagringssystem där strömförsörjningen inte är tillförlitlig. Det här examensabetet utförs i samarbete med Enea och är en del av ITEA 1-projektet GEODES2, som syftar till att utveckla programvara och verktyg för att optimera energiförbrukningen i inbyggda system. Examensarbetet går främst ut på att förbättra energimedvetenheten i filsystemet JEFF 3, för flash-baserade lagringssystem, utan att påverka filsystemets säkerhetsvärde. JEFF är ett filsystem for OSE 4som med låg minnesanvändning och hög kraschsäkerhet är designat för inbyggda system. Alla metadatauppdateringar loggas i en journal vilket gör att filsystemets strukturer alltid hålls intakta och lätt kan återskapas. JEFF erbjuder även möjlighet att uppdatera fildata med samma garanti. För att minska antalet skrivningar till flashminnet har en cache för fildata har integrerats med metadatacachen som tidigare endast använts för att genomföra säkra metadatauppdateringar. Lagringssystemets energiförbrukning kan därmed minskas genom att låta cacha fildata i primärminnet. Säkerheten för filsystemets strukturer är intakt då metadata fortfarande hanteras som tidigare, och sättet att genomföra säkra filuppdateringar har anpassats för de nya omständigheterna. Resultatet är ett utbyte av större minnesanvändning och tidsförskjutning mellan permanenta uppdateringar av fildata mot en mindre energiförbrukning, utan att filsystemets säkerhet har påverkats. Nästa steg är att utveckla systemet till att bli dynamiskt kontrollerbart. Genom att möjliggöra en dynamisk cachestorlek kan utbytet ökas eller minskas i realtid och genom att dynamiskt även tidsförskjuta skrivning av metadata från cachen kan ett ännu större utbyte uppnås. 1 ITEA - Information Technology for European Advancement 2 GEODES - Global Energy Optimization for Distributed Embedded Systems (ITEA2 - 07013) 3 JEFF - Journaling Extensible File System Format, utvecklat av Enea, http://www.enea.com 4 OSE - Operating System Embedded, utvecklat av Enea, http://www.enea.com