CCF ADL 《存储器件与系统前沿》讲习班回顾：大数据时代，如何做好数据存储系统

2017年6月14日—16日，由中国计算机学会（CCF）主办的系统《存储器件与系统前沿》讲习班在北京中国科学院计算技术研究所顺利举行。

本期的讲习据存CCF学科前沿讲习班邀请了9位著名学者，从计算存储一体化、数据时代面向大数据的何做好数NVM存储系统、数据减缩机制、存储储系智能的器件前沿DPU、内存计算、系统存储可靠性、讲习据存层次化NVM存储和高效检索的数据时代存储系统等方面对国内外研究进展进行介绍，探讨相关技术的何做好数未来发展。

这9位大牛分别是存储储系：

• 香港中文大学计算机科学与工程系副教授——李柏晴

• 华中科技大学教授，博士生导师——华宇

• 清华大学计算机系教授，器件前沿教育部长江学者特聘教授——舒继武

• 伊利诺理工大学杰出教授，系统IEEE Fellow——孙贤和

• 美国罗德岛大学讲席教授，IEEE Fellow——杨庆

• 加州大学芭芭拉分校的教授——谢源

• 德克萨斯大学阿灵顿分校的计算机科学和工程系教授——江泓

• 美国佛罗里达大学工程学院电子与计算机工程系教授——李涛

• 上海交通大学教授，博士生导师——陈海波

（排名不分先后，按演讲顺序排列）

9位大牛讲了什么？

李柏晴：大规模SSD存储系统的性能和可靠性

李柏晴，2008年获得哥伦比亚大学计算机科学的博士学位，2008-2009年担任马萨诸塞州大学的博士后研究员。现在担任香港中文大学计算机科学与工程系副教授，应用分布式系统实验室的负责人。

在此次演讲中，李柏晴首先介绍了Flash闪存和SSD固态硬盘的种类和一些基本概念，并从性能、可靠性、耐久性三个方面探讨了SSD设计时的权衡策略。

现场，李柏晴详细分析奇偶校验的RAID冗余将会如何影响SSD在性能和可靠性上的权衡策略。

华宇：高效检索的智能存储系统

华宇，华中科技大学教授，博士生导师，CCF、ACM和IEEE高级会员，CCF杰出演讲者，CCF信息存储、高性能计算和体系结构专委委员。

华宇认为，智能的存储非常重要，并从以下4个方面

• 空间有效的存储结构Bloom filter

• 语义感知的存储模式

• 局部性特征灵敏的哈希Locality sensitive hash

• 支持常数量级查询的Cuckoo hash

做了详细阐述。除此之外，他还详细讲解了semantic group和传统的文件存储系统的不同，并结合实际系统的实例，阐述了在元数据管理、数据去重和NVM写模式分析等方面的应用方法。

舒继武：基于非易失存储器的存储系统软件层优化

舒继武，清华大学计算机系教授，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，中国计算机学会信息存储技术专业委员会副主任，灾备技术国家工程实验室副主任。

舒继武表示，现有的存储系统软件层次均面向磁盘和DRAM设计，并不能充分发挥非易失存储器件的特性，甚至可能严重影响非易失存储器件的寿命与性能。

在此次演讲中，他提到了面向闪存的外存系统构建和面向字节寻址非易失内存系统构建中系统软件层次面临的相关问题、机遇与挑战，并阐述现有存储系统软件层的一些研究进展。

孙贤和：以存储为中心的优化

孙贤和：伊利诺理工大学杰出教授，IEEE Fellow（国际电气电子工程师协会会士），美国阿岗国家实验室客座教授和伊利诺理工大学可扩展计算软件实验室主任。

孙贤和首先介绍了并发AMAT（C-AMAT）数据访问模型，然后介绍了匹配数据传输的设计方法，以优化内存系统的性能。

此外，他还展示了匹配数据传输的概念，C-AMAT和LPM的设计，以及一些实验案例的研究。

杨庆：DPU介绍——把智能植入存储

杨庆，美国罗德岛大学讲席教授，IEEE Fellow，发表论文120多篇, 拥有20多项授权专利，创立了四家高科技企业。

开场，杨庆介绍了在大数据和云时代的背景下，传统的存储技术面临的挑战。对此，杨庆着重介绍了DPU——内置智能的存储控制器

杨庆表示，机器学习逻辑是DPU的主要部分，它可以学习存储器的I/O行为来优化性能、可靠性和可用性。

谢源：以内存为中心的架构—缩小计算和存储之间的鸿沟

谢源：加州大学芭芭拉分校的教授，因为对 3D IC设计做出的贡献而被评为IEEE Fellow，目前是ACM Journal of Emerging Technologies in Computing Systems 总编辑。

由于传统的计算机系统通常遵循经典的冯·诺依曼结构，分离处理单元（如CPU和GPU）来进行计算，分离内存单元来进行数据存储。处理器的计算和内存之间的差距正变得越来越大，已经导致了“内存墙”问题。

演讲中，谢源讨论了以内存为中心的设计架构，以缩小计算和数据存储之间的差距。

江泓：大数据时代的数据降维：机遇与挑战

江泓，德克萨斯大学阿灵顿分校的计算机科学和工程系教授，IEEE Fellow，ACM 会员。

演讲开始，江泓探讨了大数据时代背景下，计算机和存储系统面临的机遇和挑战，然后将介绍我所在的研究小组所提出的的最新解决方法。

在演讲中，他探讨看自己的研究小组受删除重复数据启发，而提出的差值压缩的解决方法。

李涛：构建面向新技术和新兴应用的大数据时代下新型非易失性存储系统

李涛，美国佛罗里达大学工程学院电子与计算机工程系教授，智能计算机体系结构设计实验室主任。

在讲座中，李涛从设备技术方面到新兴应用，讲述了大数据时代的下一代非易失存储器的机遇和挑战，主要包括以下几点：

• 基于三维堆栈的存储结构
  

• 工艺变化对PCM的影响
  

• 基于多级单元的PCM存储器的可靠性
  

• 基于新兴存储技术的通用缓存体系结构
  

• 基于电阻存储器的GPGPU设计
  

• 利用非易失性存储器实现高效的虚拟机执行

陈海波：从系统软件视角来看可扩展内存计算

陈海波，上海交通大学教授、博士生导师，ACM/IEEE高级会员。

程海波介绍了其研究团队在每秒数百万交易规模下提供快速内存方面的研究工作。在演讲中，他展示了如何利用先进的硬件（如HTM、RDMA）功能来提供单节点和分布式内存的事物和查询处理，以及如何改变操作系统和处理器的架构来简化和改进内存中的事物处理，还有如何根据需要调整并发控制协议。

活动亮点

此次讲习班除了邀请大牛演讲外，还增加了学术思想秀和学术讨论两个环节，不仅为一些青年学者提供了展示自己学术成果的平台，还为学员答疑留下了充足的时间。

学术思想秀

CCF特意邀请了多位学者，现场介绍自己的工作和论文。针对这些学者的工作，导师们不仅进行了点评，还给出了自己的意见。

此外，一些学者也提到了自己在工作中的一些疑问和困惑，导师们也毫无保留地传授了自己的亲身经验。

现场，CCF为还为这些学者颁发了奖品。

学术讨论

学术讨论环节在最后一天举行，学员们可以任意提问，讲师们也毫无保留地一一解答，因此更像是一场答疑会。

有讲师提出，学者要扩大自己的知识面，不同的领域人的碰撞会产生出不一样的火花。学界的人，不要重复别人的论文，不能只在别人的论文上小修小改，要跟业界和专家去交流，解决问题，不能闭门造车，故步自封。

学员反馈

在课程结束后，雷锋网对现场的学员进行了采访。雷锋网发现，参加这次讲习班的学员有很多都是在读博士生、以及青年老师，甚至还有一些工业界的人士。

其中有一名学员比较特殊，他以前在工业界，现在转战学术界。他告诉雷锋网，目前学术界和工业界存在很大的Gap，这次与会的嘉宾除了在学术界有很深的经验之外，对于业界也有自己的心得。比如杨庆教授就已经创办了4家公司，最近的一家VeloBit以最新的闪存固态硬盘体系结构而闻名，被西部数据高价收购。该名学员表示，通过与老师之间的交流，自己收获颇丰，而且会议的安排很充实。

除此之外，每个演讲环节之后，也留有充分的答疑和交流时间，很多在读博士生、以及青年老师都提出了自己的困惑，比如论文的选题，论文的review等等。现场，讲师们也乐于给出自己的意见和帮助。通过三天的学习和交流，这些学员都有很大的收获。

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