Hệ thống lưu trữ hỗ trợ SQLite trên bộ nhớ NAND Flash

Abstract

Trong những năm gần đây, các thiết bị di động ngày càng phổ biến. Các thiết bị này thường sử dụng SQLite để làm cơ sở dữ liệu và bộ nhớ NAND Flash để lưu trữ dữ liệu. SQLite là một hệ cơ sở dữ liệu gọn nhẹ nhưng mạnh mẽ. SQLite đáp ứng đầy đủ mọi yêu cầu cơ bản của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Bộ nhớ NAND Flash ngày càng phổ biến nhờ vào những ưu điểm nổi bật như tốc độ truy xuất nhanh, tiêu thụ điện năng ít, không mất dữ liệu khi mất nguồn. Do đó, việc sử dụng SQLite và NAND Flash là sự lựa chọn tốt cho thiết bị Android và iOS. Tuy nhiên, NAND Flash cũng có những nhược điểm cần khắc phục như không thể ghi đè, vòng đời bị giới hạn bởi số lần xoá trên các khối nhớ. Bên cạnh đó, cơ chế ghi tạm file journal mỗi lần commit của SQLite cũng làm ảnh hưởng đến bộ nhớ Flash. Trước khi thực hiện cập nhật dữ liệu vào cơ sở dữ liệu, SQLite tạo một file tạm gọi là journal chứa dữ liệu cập nhật trên bộ nhớ Flash. Việc này dẫn đến rất nhiều thao tác đọc/ghi trên bộ nhớ Flash làm cho hiệu suất của hệ thống giảm đáng kể. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đề xuất một hệ thống bộ nhớ lai sử dụng FRAM cho hệ thống gọi là COSS (Commit-Optimized Scheme for SQLite). COSS có thể giảm bớt số lượng lớn thao tác đọc/ghi lên NAND Flash và thời gian thực hiện của cả hệ thống nhờ vào khả năng ghi đè và tốc độ cao của FRAM. Kết quả thực nghiệm cho thấy COSS đạt hiệu suất cao hơn so với hệ thống nguyên thuỷ thông thường.