Frameworks: Collaborative Research: ChronoLog: A High-Performance Storage Infrastructure for Activity and Log Workloads
框架:协作研究:ChronoLog:用于活动和日志工作负载的高性能存储基础架构
基本信息
- 批准号:2104013
- 负责人:
- 金额:$ 267.65万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-06-01 至 2025-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Modern computing applications generate massive amounts of data at unprecedented rates. Beyond simply storing data, one increasingly common requirement is to store activity data, also known as log data, which describe things that happen rather than things that are. Activity data are generated by computing systems, scientific instruments, electrical devices, etc. as well as by humans. The fast growing of activity data stresses current data management systems beyond their capability and becomes a known killer performance bottleneck of high-performance computing systems. This project develops ChronoLog, a novel system for organizing and storing activity data effectively and efficiently. ChronoLog leverages modern storage hardware and provides user-focused plugins and easy-to-use interface for productivity. It will benefit a diverse range of communities in various ways, such as enabling better fraud detection in financial transactions, faster and more accurate weather predictions and simulations, reduced time-to-insight for medical and bioengineering data, autonomous computing (e.g., driving), and more secure web and mobile services. ChronoLog uses physical time to provide a synchronization-free data distribution and the total ordering on a log. It first leverages multiple storage tiers, such as storage-class memories (e.g., 3D XPoint) and new flash storage (e.g., NVMe SSDs), to transparently scale the log via log auto-tiering. It then adopts a tunable parallel access model, which offers multiple-writers-multiple-readers (MWMR) semantics and highly concurrent I/O, to fully utilize the multi-tiered storage environment. ChronoLog's innovative design supports high-performance data access via I/O isolation between tails and historical operations, efficient resource utilization with newly developed elastic storage capabilities, and scalability using a novel 3D log distribution. It facilitates data processing pipelining by acting as an authoritative source of strong consistency and with the help of fast append and commit semantics. It can be used as an arbitrator offering a plethora of features such as transactional isolation and atomicity, a consensus engine for consistent replication and indexing services, and a scalable data integration and warehousing solution. ChronoLog and its plugins establish a robust, flexible, and high-performance storage ecosystem that promotes the development of scalable applications and services for high performance computing systems. The project includes a diverse group of collaborators who share a common need for a fundamentally new approach to distributed logging to address their use cases. These close partnerships will strengthen the bonds between academic and applied science, ultimately leading to new applications and driving discovery in domains as diverse as geoscience, cosmology, and astrophysics. Forming these collaborations and integrating students and junior IT professionals will create a well-trained workforce in cyberinfrastructure.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
现代计算应用程序以前所未有的速度生成大量数据。除了简单地存储数据之外,一项日益常见的需求是存储活动数据(也称为日志数据),它描述正在发生的事情而不是实际发生的事情。活动数据由计算系统、科学仪器、电气设备等以及人类生成。活动数据的快速增长给当前的数据管理系统带来了超出其能力的压力,并成为高性能计算系统的已知杀手性能瓶颈。该项目开发了 ChronoLog,这是一种用于有效且高效地组织和存储活动数据的新颖系统。 ChronoLog 利用现代存储硬件,并提供以用户为中心的插件和易于使用的界面,以提高生产力。它将以各种方式使各种社区受益,例如更好地检测金融交易中的欺诈、更快、更准确的天气预报和模拟、缩短医疗和生物工程数据的洞察时间、自主计算(例如驾驶) ,以及更安全的网络和移动服务。 ChronoLog 使用物理时间来提供无同步的数据分布和日志上的总排序。它首先利用多个存储层,例如存储级内存(例如 3D XPoint)和新的闪存存储(例如 NVMe SSD),通过日志自动分层透明地扩展日志。然后,它采用可调并行访问模型,提供多写入器多读取器 (MWMR) 语义和高并发 I/O,以充分利用多层存储环境。 ChronoLog的创新设计通过尾部和历史操作之间的I/O隔离支持高性能数据访问,通过新开发的弹性存储功能实现高效的资源利用,并使用新颖的3D日志分布实现可扩展性。它通过充当强一致性的权威来源并借助快速追加和提交语义来促进数据处理流水线。它可以用作仲裁器,提供大量功能,例如事务隔离和原子性、用于一致复制和索引服务的共识引擎以及可扩展的数据集成和仓储解决方案。 ChronoLog 及其插件建立了一个强大、灵活和高性能的存储生态系统,促进高性能计算系统可扩展应用程序和服务的开发。该项目包括一群不同的合作者,他们共同需要一种全新的分布式日志记录方法来解决他们的用例。这些密切的伙伴关系将加强学术和应用科学之间的联系,最终带来新的应用并推动地球科学、宇宙学和天体物理学等不同领域的发现。形成这些合作并整合学生和初级 IT 专业人员将在网络基础设施领域打造一支训练有素的员工队伍。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An Evaluation of DAOS for Simulation and Deep Learning HPC Workloads
针对模拟和深度学习 HPC 工作负载的 DAOS 评估
- DOI:10.1145/3578353.3589542
- 发表时间:2023-05-08
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Luke Logan;J. Lofstead;Xian;Anthony Kougkas
- 通讯作者:Anthony Kougkas
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Xian-He Sun其他文献
HARL: Optimizing Parallel File Systems with Heterogeneity-Aware Region-Level Data Layout
HARL:使用异构感知区域级数据布局优化并行文件系统
- DOI:
10.1109/tc.2016.2637905 - 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Shuibing He;Yang Wang;Xian-He Sun;Chengzhong Xu - 通讯作者:
Chengzhong Xu
HCDA: From Computational Thinking to a Generalized Thinking Paradigm
HCDA:从计算思维到广义思维范式
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Yuhang Liu;Xian-He Sun;Yang Wang;Yungang Bao - 通讯作者:
Yungang Bao
Optimizing Parallel I/O Accesses through Pattern-Directed and Layout-Aware Replication
通过模式导向和布局感知复制优化并行 I/O 访问
- DOI:
10.1109/tc.2019.2946135 - 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Shuibing He;Yanlong Yin;Xian-He Sun;Xuechen Zhang;Zongpeng Li - 通讯作者:
Zongpeng Li
Boosting Parallel File System Performance with Heterogeneity-Aware Selective Data Layout
通过异构感知选择性数据布局提升并行文件系统性能
- DOI:
10.1109/tpds.2015.2504969 - 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Shuibing He;Yang Wang;Xian-He Sun - 通讯作者:
Xian-He Sun
LPM: A Systematic Methodology for Concurrent Data Access Pattern Optimization from a Matching Perspective
LPM:从匹配角度优化并发数据访问模式的系统方法
- DOI:
10.1109/tpds.2019.2912573 - 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Yuhang Liu;Xian-He Sun - 通讯作者:
Xian-He Sun
Xian-He Sun的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Xian-He Sun', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: CSR: Medium: Towards A Unified Memory-centric Computing System with Cross-layer Support
协作研究:CSR:中:迈向具有跨层支持的统一的以内存为中心的计算系统
- 批准号:
2310422 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Continuing Grant
OAC Core: LABIOS: Storage Acceleration via Data Labeling and Asynchronous I/O
OAC 核心:LABIOS:通过数据标签和异步 I/O 进行存储加速
- 批准号:
2313154 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
CNS Core: Small: Practical Memory Access Pattern Obfuscation with Algorithm, Application and Architecture Co-designs
CNS 核心:小型:通过算法、应用程序和架构协同设计进行实用内存访问模式混淆
- 批准号:
2152497 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Optimization of Memory Architectures: A Foundation Approach
合作研究:SHF:小型:内存架构优化:基础方法
- 批准号:
2008907 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
CSR: Small: IRIS: A unified data access framework for the merging of compute-centric and data-centric storage
CSR:小型:IRIS:用于合并以计算为中心和以数据为中心的存储的统一数据访问框架
- 批准号:
1814872 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Framework: Software: NSCI: Collaborative Research: Hermes: Extending the HDF Library to Support Intelligent I/O Buffering for Deep Memory and Storage Hierarchy Systems
框架: 软件:NSCI:协作研究:Hermes:扩展 HDF 库以支持深度内存和存储层次系统的智能 I/O 缓冲
- 批准号:
1835764 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Eager: Collaborative Research: DiRecMR: Reconciling the Dichotomy of MapReduce for Efficient Speculation and Resilience
Eager:协作研究:DiRecMR:调和 MapReduce 的二分法以实现高效推测和弹性
- 批准号:
1744317 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Eager: Collaborative Research: DiRecMR: Reconciling the Dichotomy of MapReduce for Efficient Speculation and Resilience
Eager:协作研究:DiRecMR:调和 MapReduce 的二分法以实现高效推测和弹性
- 批准号:
1744317 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
CRI: II-NEW: A Big Data Professing Infrastructure for Smart Energy Systems
CRI:II-NEW:智能能源系统的大数据专业基础设施
- 批准号:
1730488 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Utilizing Memory Parallelism for High Performance Data Processing
利用内存并行性进行高性能数据处理
- 批准号:
1536079 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
基于交易双方异质性的工程项目组织间协作动态耦合研究
- 批准号:72301024
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
医保基金战略性购买促进远程医疗协作网价值共创的制度创新研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:45 万元
- 项目类别:面上项目
面向协作感知车联网的信息分发时效性保证关键技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
面向5G超高清移动视频传输的协作NOMA系统可靠性研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于自主性边界的人机协作-对抗混合智能控制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Collaborative Research: Scalable Manufacturing of Large-Area Thin Films of Metal-Organic Frameworks for Separations Applications
合作研究:用于分离应用的大面积金属有机框架薄膜的可扩展制造
- 批准号:
2326714 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: AF: Small: Structural Graph Algorithms via General Frameworks
合作研究:AF:小型:通过通用框架的结构图算法
- 批准号:
2347321 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Frameworks: hpcGPT: Enhancing Computing Center User Support with HPC-enriched Generative AI
协作研究:框架:hpcGPT:通过 HPC 丰富的生成式 AI 增强计算中心用户支持
- 批准号:
2411294 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Frameworks: hpcGPT: Enhancing Computing Center User Support with HPC-enriched Generative AI
协作研究:框架:hpcGPT:通过 HPC 丰富的生成式 AI 增强计算中心用户支持
- 批准号:
2411298 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Frameworks: hpcGPT: Enhancing Computing Center User Support with HPC-enriched Generative AI
协作研究:框架:hpcGPT:通过 HPC 丰富的生成式 AI 增强计算中心用户支持
- 批准号:
2411296 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 267.65万 - 项目类别:
Standard Grant