Implementasi ETD-Cache: Expiration Time Driven Cache Replacement Policy

Maulana, Faisal Reza (2024) Implementasi ETD-Cache: Expiration Time Driven Cache Replacement Policy. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 05111940000009-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

SSD atau Solid State Drive adalah sebuah teknologi penyimpanan data yang merupakan sebuah peningkatan dibandingkan pendahulunya yaitu HDD. Peningkatan tersebut mencakup daya tahan yang lebih tinggi, kecepatan baca/tulis yang lebih tinggi, dan retensi data yang lebih baik saat SSD sudah mendekati akhir masa hidupnya. Jika masa hidup HDD berakhir, maka semua data yang berada di sana akan tidak bisa diakses, sedangkan untuk SSD, kita tidak bisa melakukan penulisan lebih lanjut, tetapi kita masih bisa membaca data pada SSD (read only). Namun, SSD masih memiliki beberapa kekurangan yaitu harganya yang lebih mahal jika dibandingkan dengan HDD yang memiliki kapasitas yang sama. Oleh karena itu, diperlukan sebuah metode untuk memperpanjang masa hidup SSD sehingga kapasitas yang terbatas tersebut dapat digunakan secara efisien sehingga menghemat pengeluaran.
Algoritma cache klasik seperti LRU, LFU, MQ, LIRS, ARC semuanya didesain dengan asumsi akan digunakan DRAM sebagai perangkat cache. DRAM dapat menoleransi proses penulisan ulang dalam jumlah hampir tak terhingga, namun SSD hanya dapat menoleransi proses penulisan ulang sebanyak 103. Oleh karena itu, diperlukanlah sebuah algoritma baru untuk melakukan caching data berbasis SSD.
Algoritma ETD-Cache digunakan untuk melakukan pengungsian blok ter-cache bergantung dari waktu kedaluwarsa mereka. Mekanisme ini akan memberikan data yang telah ter-cache waktu lebih untuk menunggu akses dan menjaga blok paling populer tetap di SSD untuk waktu lama dengan memberikan mereka waktu kedaluwarsa yang lama agar tidak terjadi pengungsian prematur.
Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan simulasi dan analisis dari algoritma ETD-Cache yang akan diujikan dengan trace dari Umass Trace Repository untuk melihat performanya dibandingkan dengana algoritma replacement policy LFU dan LRU. Performa ini akan diukur dengan metrik hit rate dan write count dengan ukuran cache yang beragam.
=====================================================
SSD or Solid State Drive is a data storage technology that represents an improvement over its predecessor, HDD or Hard Disk Drive. This improvement includes higher durability, faster read/write speeds, and better data retention as SSD approaches the end of its lifespan. When the lifespan of an HDD ends, all the data on it becomes inaccessible, whereas with an SSD, we can no longer write data to it, but we can still read data from it (read-only). However, SSDs do have some drawbacks, such as being more expensive compared to HDDs of the same capacity. Therefore, a method is needed to extend the lifespan of SSDs so that their limited capacity can be used efficiently, saving on expenses.
Classic cache algorithms such as LRU, LFU, MQ, LIRS, and ARC are all designed with the assumption that DRAM will be used as the caching device. DRAM can tolerate a nearly infinite number of rewrite processes, but SSDs can only tolerate a limited number of rewrites. Therefore, a new algorithm is needed for SSD-based data caching.
The ETD-Cache algorithm is used to evict cached blocks based on their expiration time. This mechanism allows cached data more time to wait for access and keeps the most popular blocks in the SSD for a longer time by giving them a longer expiration time to prevent premature eviction.
In this final project, the implementation of the ETD-Cache algorithm will be performed, followed by testing it with traces and comparing the results. Performance metrics measured will include hit rate and the number of write operations.
This final project will involve the simulation and analysis of the ETD-Cache algorithm, which will be tested with traces from the Umass Trace Repository to evaluate its performance compared to the LFU and LRU replacement policy algorithms. Performance will be measured using hit rate and write count metrics with varying cache sizes.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	cache, hit rate, write count, SSD, write-efficient, cache replacement policy
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Informatics Engineering > 55201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Faisal Reza Maulana
Date Deposited:	12 Aug 2024 03:18
Last Modified:	12 Aug 2024 03:18
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/111619

Actions (login required)

View Item