Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 6: Hệ thống lưu trữ và các thiết bị xuất/nhập khác - Nguyễn Thanh Sơn

BK 
TP.HCM 
Computer Architecture 
Computer Science & Engineering 
Chương 6 
Hệ thống lưu trữ và các 
thiết bị Xuất/Nhập khác 
BK 
TP.HCM 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 2 
Dẫn nhập 
 Đặc tính của các thiết bị ngoại vi thể hiện: 
 Hành vi (chức năng): Nhập (I), Xuất (O), Lưu trữ 
(storage) 
 Đối tượng tương tác: Người sử dụng hoặc máy 
 Tốc độ truyền: bytes/sec, transfers/sec 
 Kết nối tuyến I/O 
BK 
TP.HCM 
Đặc tính của hệ thống I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 3 
 Tính ổn định = Độ tin cậy (Dependability) 
rất quan trọng: 
 Đặc biệt các thiết bị lưu trữ 
 Đại lượng đo hiệu suất 
 Thời gian đáp ứng (Latency=response time) 
 Hiệu suất đầu ra (Throughput=bandwidth) 
 Hệ thống để bàn & nhúng 
 Quan tâm chủ yếu là thời gian đáp ứng & đa dạng 
thiết bị 
 Hệ thống máy chủ (Servers) 
 Chủ yếu là hiệu suất đầu ra & khả năng mở rộng 
BK 
TP.HCM 
Độ tin cậy (Dependability) 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 4 
Dịch vụ hoàn tất 
Cung cấp dịch vụ như đã 
đặc tả 
Ngắt quãng dịch vụ 
Sai lệch với dịch vụ 
đã đặc tả 
Lỗi Phục hồi lại 
 Lỗi: một bộ phận nào 
đó sinh lỗi của nó 
 Có & có thể không 
dẫn đến lỗi hệ thống 
BK 
TP.HCM 
Đo độ tin cậy 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 5 
 Mức tin cậy (reliability): thời gian trung bình cho 
đến khi có lỗi (MTTF=Mean Time To Failure)) 
 Ngắt dịch vụ: Thời gian trung bình khắc phục lỗi 
(MTTR= Mean Time to repaire) 
 Thời gian trung bình giữa 2 lần lỗi 
 MTBF = MTTF + MTTR (Mean time between failures) 
 Tính sẵn sàng (Availability) = 
 MTTF / (MTTF + MTTR) 
 Cải thiện tính sẵn sàng 
 Tăng MTTF: tránh lỗi, dự phòng, tiên đoán lỗi 
 Giảm MTTR: cải thiện công cụ & tiến trình tìm và sửa 
lỗi 
BK 
TP.HCM 
Lưu trữ trên đĩa 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 6 
 Nonvolatile (không tự biến mất), nhiều đĩa từ tính quay 
quanh 1 trục 
sectors 
BK 
TP.HCM 
Sector & Truy cập 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 7 
 Mỗi sector là đơn vị khối chứa các thông tin 
 Chỉ số nhận dạng Sector 
 Dữ liệu (512 bytes, hướng 4096 bytes per sector) 
 Mã sửa lỗi (ECC) 
 Trường đồng bộ & Khoảng trống phân cách 
 Truy cập 1 sector bao gồm: 
 Trễ hàng vì có nhiều yêu cầu đồng thời 
 Tìm rãnh (Seek): Dịch chuyển đầu từ 
 Rotational latency 
 Vận chuyển dữ liệu (Data transfer) 
 Phí tổn mạch điều khiển (Controller overhead) 
BK 
TP.HCM 
Ví dụ: Truy cập đĩa 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 8 
 Giả sử 
 Sector có 512Bytes, tốc độ quay 15,000rpm, 
thời gian dò tìm 4ms, tốc độ truyền 100MB/s, 
Phí tổn đ/khiển 0.2ms, idle disk 
 Thời gian đọc trung bình 
 4ms dò tìm 
+ ½ / (15,000/60) = 2ms rotational latency 
+ 512 / 100MB/s = 0.005ms thời gian truyền 
+ 0.2ms trễ do bộ đ/khiển 
= 6.2ms 
 Thời gian thực tế = 25% của nhà sản xuất 
 1ms+2ms+0.005ms+0.2ms = 3.2ms 
BK 
TP.HCM 
Các vấn đề Hiệu suất đĩa 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 9 
 Nhà sản xuất cho biết thời gian dò tìm trung bình 
 Dựa trên mọi trường hợp dò tìm có thể 
 Tính cục bộ & định thời OS sẽ có số liệu thực tế nhỏ 
hơn 
 Mạch điều khiển sẽ xác định vị trí vật lý trên đĩa 
 Máy tính làm việc vói giá trị luận lý 
 SCSI, ATA, SATA 
 Tăng hiệu xuất bằng Cache 
 Truy cập sẵn 
 Tránh dò tìm và trễ vòng quay 
BK 
TP.HCM 
Lưu trữ Flash 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 10 
 Nonvolatile, lưu trữ bán dẫn 
 100× – 1000× nhanh hơn đĩa 
 Nhỏ hơn, tốn ít năng lương tiêu thụ, ổn định hơn 
 Tuy nhiên đắt hơn $/GB (giữa đĩa và DRAM) 
BK 
TP.HCM 
Các loại bộ nhớ Flash 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 11 
 NOR flash: bit nhớ giống cổng NOR 
 Truy cập ngẫu nhiên 
 Dùng nhớ lệnh trong hệ tống nhúng 
 NAND flash: bit nhớ giống cổng NAND 
 Mật độ cao (bits/area), truy cập khối mỗi lần 
 Rẻ hơn 
 Dùng trong USB keys, media storage,  
 Sau khoảng 1000 lần truy xuất: có vấn đề 
 Không thể dùng thay thế RAM hoặc đĩa 
 Khắc phục vấn đề: ánh xạ lại 
BK 
TP.HCM 
Thành phần kết nối 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 12 
 Cần kết nối giữa các bộ phận như 
 CPU, bộ nhớ, Điều khiển I/O 
 Tuyến “Bus”: chia sẻ kênh truyền 
 Bao gồm nhóm các đường dây song song 
truyền dữ liệu và đồng bộ truyền dữ liệu 
 Hiện tượng cổ chai 
 Hiệu suất bị ảnh hưởng bởi các yếu tố 
vật lý như 
 Độ dài đường truyền, số kết nối 
 Phương án hiện nay: kết nối tuần tự tốc 
độ cao: giống mạng 
BK 
TP.HCM 
Tuyến “Bus” các loại 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & kỹ thuật Máy tính 13 
 Hai tuyến chính 
 Tuyến Bus ProcessorMemory 
 Khoảng cách gần (ngắn), tốc độ cao 
 Thiết kế phù hợp với tổ chức bộ nhớ 
 Tuyến bus I/O 
 Khoảng cách xa hơn, nhiều điểm tiếp nối 
 Chuẩn hóa để dễ sử dụng 
 Nối với tuyến bus “processor-memory” qua 
cầu nối (Bridge) 
BK 
TP.HCM 
Tín hiệu và Đồng bộ tuyến Bus 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 14 
 Đường dữ liệu (Data lines) 
 Địa chỉ & dữ liệu 
 Riêng biệt hoặc trộn lẫn 
 Đường điều khiển 
 Thể hiện loại dữ liệu trên đường truyền, đồng 
bộ các giao dịch 
 Đồng bộ 
 Sử dụng đồng hồ tuyến bus (tấn số thấp hơn) 
 Bất đồng bộ 
 Sử dụng cơ chế bắt tay (request/acknowledge) 
BK 
TP.HCM 
Một số ví dụ Bus I/O chuẩn 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 15 
Firewire USB 2.0 PCI Express Serial ATA Serial 
Attached 
SCSI 
Intended use External External Internal Internal External 
Devices per 
channel 
63 127 1 1 4 
Data width 4 2 2/lane 4 4 
Peak 
bandwidth 
50MB/s or 
100MB/s 
0.2MB/s, 
1.5MB/s, or 
60MB/s 
250MB/s/lane 
1×, 2×, 4×, 
8×, 16×, 32× 
300MB/s 300MB/s 
Hot 
pluggable 
Yes Yes Depends Yes Yes 
Max length 4.5m 5m 0.5m 1m 8m 
Standard IEEE 1394 USB 
Implementers 
Forum 
PCI-SIG SATA-IO INCITS TC 
T10 
BK 
TP.HCM 
Hệ thống x86 PC I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 16 
BK 
TP.HCM 
Quản lý I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 17 
 I/O được quản lý trực tiếp bởi OS 
 Nhiều chương trình đồng thời cùng chia sẻ 
chung các thiết bị I/O 
 Cần được bảo vệ và định thời 
 I/O tạo ngắt quãng bất đồng bộ 
 Giống cơ chế ngoại lệ 
 Lập trình I/O ít phức tạp (Device Driver) 
 OS tạo các dịch vụ trên I/O để các chương 
trình gọi các dịch vụ thông qua OS 
BK 
TP.HCM 
Các lệnh I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 18 
 Thiết bị I/O devices được quản lý bằng phần 
cứng điều khiển I/O 
 Vận chuyển dữ liệu (từ I/O hay đến I/O) 
 Các tác vụ đồng bộ với phần mềm 
 Thanh ghi lệnh (Command registers) 
 Ra lệnh thiết bị thực hiện 
 Thanh ghi trạng thái (Status registers) 
 Mô tả trạng thái tức thời của thiết bị 
 Thanh ghi dữ liệu (Data registers) 
 Ghi (write): chuyển dữ liệu đến thiết bị 
 Đọc (read): chuyển dữ liệu từ thiết bị 
BK 
TP.HCM 
Truy xuất các thanh ghi I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 19 
 Ánh xạ như địa chỉ bộ nhớ (Memory mapped) 
 Thanh ghi được địa chỉ hóa như không gian bộ nhớ 
 Giải mã địa chỉ sẽ tự phân biệt 
 OS thực hiện cơ chế chuyển đổi địa chỉ sao cho chỉ 
có OS mới truy cập được 
 Lệnh I/O chuyên biệt 
 Tồn tại các lệnh chuyên biệt để truy xuất các thanh 
ghi I/O 
 Chỉ thực thi trong (kernel mode) 
 Ví dụ: x86 
BK 
TP.HCM 
Cơ chế Dò quét (polling) 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 20 
 Kiểm tra thanh ghi trạng thái liên tục 
 Nếu thiết bị sẵn sàng, thực hiện tác vụ I/O 
 Nếu lỗi, thực hiện biện pháp giải quyết 
 Thông dụng trong các hệ thống nhỏ hoặc 
các hệ thống nhúng không đòi hỏi hiệu 
suất cao, do: 
 Thời gian xử lý dễ tiên đoán trước 
 Giá thành phần cứng thấp 
 Trong các hệ thống khác: phí thời gian 
CPU (busy for waiting) 
BK 
TP.HCM 
Ngắt quãng (interrupts) 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 21 
 Khi thiết bị sẵn sàng hoặc xuất hiện lỗi 
 Bộ điều khiển thiết bị ngắt quãng CPU 
 Ngắt quãng cũng giống một ngoại lệ 
 Nhưng không đồng bộ với lệnh đang thực thi 
 Kích khởi bộ xử lý ngắt quãng tại thời điểm giữa 
các lệnh 
 Cung cấp thông tin đến thiết bị tương ứng 
 Ngắt quãng có thứ tự ưu tiên 
 Khác thiết bị quan trọng có chế độ ưu tiên cao 
 Ngắt quãng có ưu tiên cao hơn có thể ngắt ưu tiên 
thấp hơn 
BK 
TP.HCM 
Phương thức vận chuyển 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 22 
 Hoạt động theo cơ chế dò quét & ngắt 
quãng 
 CPU chuyển dữ liệu giữ bộ nhớ và các thanh 
ghi dữ liệu của I/O 
 Tốn thời gian cho các thiết bị tốc độ cao 
 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA) 
 OS cấp địa chỉ bắt đầu trong bộ nhớ 
 Điều khiển I/O controller vận chuyển đến/từ 
bộ nhớ một cách chủ động 
 Bô điều khiển I/O ngắt quãng khi hoàn tất hay 
lỗi xảy ra 
BK 
TP.HCM 
Đo hiệu xuất I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 23 
 Hiệu xuất I/O phụ thuộc vào: 
 Phần cứng: CPU, bộ nhớ, đ/khiển & buses 
 Phần mềm: Hệ điều hành, Hệ quản trị dữ liệu, 
ứng dụng 
 Tải: mức độ yêu cầu truy xuất & mẫu 
 Khi thiết kế hệ thống I/O system cần hài 
hòa “thời gian đáp ứng” & hiệu xuất đầu 
ra 
BK 
TP.HCM 
Hiệu xuất giữa I/O & CPU 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 24 
 Amdahl’s Law 
 Không thể bỏ qua hiệu xuất I/O khi gia tăng 
hiệu xuất tính toán (song song hóa) của CPU 
 Ví dụ: 
 Đo đạc cho thấy 90s (CPU time), 10s (I/O time) 
 Số CPU tăng gấp đôi mỗi năm và I/O không đổi 
Year CPU time I/O time Elapsed time % I/O time 
now 90s 10s 100s 10% 
+2 45s 10s 55s 18% 
+4 23s 10s 33s 31% 
+6 11s 10s 21s 47% 
BK 
TP.HCM 
RAID= 
(Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks) 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 25 
 Sử dụng nhiều đĩa nhỏ thay vì 1 đĩa thật lớn 
 Song song hóa để cải thiện hiệu suất 
 Thêm đĩa để tạo thông tin dự trữ (dư thừa) 
 Xây dựng hệ thống lưu trữ với an toàn dữ 
liệu cao 
 Đặc biệt có khả năng thay nóng 
 RAID 0 
 Không có thông tin dư thừa (“AID”?) 
 Thông tin chứa liên tiếp theo mảng trên các đĩa 
 Tuy vậy: không tăng hiệu xuất truy cập 
BK 
TP.HCM 
RAID 1 & 2 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 26 
 RAID 1: Đối xứng “Mirroring” 
 Số đĩa: N + N, sao chép dữ liệu giống nhau 
 Dữ liệu đồng thời được ghi trên cả 2 đĩa 
 Trong trường hợp lỗi, đọc đĩa đối xứng 
 RAID 2: Mã sửa lỗi 
 Số đĩa: N + E (e.g., 10 + 4) 
 Tách dữ liệu ở mức bit trên toàn bộ N 
 Tạo E-bit ECC (theo giải thuật) 
 Quá phức tạp  không dùng trong thực tế 
BK 
TP.HCM 
RAID 3: Parity mức bit xen kẽ 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 27 
 Số đĩa: N + 1 
 Dữ liệu phân mảnh, chứa trên toàn bộ N 
đĩa ở mức byte 
 Đĩa dư thêm chứa thông tin parity 
 Truy cập (đọc): đọc cùng lúc nhiều đĩa 
 Truy cập (ghi): tạo parity mới tương ứng 
và ghi cùng lúc trên nhiều đĩa 
 Trường hợp lỗi: dùng thông tin parity để 
khôi phục dữ liệu bị mất. 
 Không thông dụng 
BK 
TP.HCM 
RAID 4: Parity mức khối xen kẽ 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 28 
 Số đĩa: N + 1 
 Dữ liệu phân mảnh, chứa trên toàn bộ N đĩa ở mức 
khối 
 Đĩa dư thêm chứa thông tin parity cho 1 nhóm khối 
 Truy cập (đọc): Chỉ đọc những đĩa chứa khối cần đọc 
 Truy cập (ghi): 
 Đọc đĩa chứa khối bị thay đổi và đĩa parity 
 Tính lại parity mới, cập nhật đĩa chứa dữ liệu và đĩa parity 
 Khi có lỗi 
 Sử dụng parity để khôi phục dữ liệu lỗi 
 Không thông dụng 
BK 
TP.HCM 
So sánh RAID 3 & RAID 4 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 29 
BK 
TP.HCM 
RAID 5: Parity phân tán 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 30 
 Số đĩa: N + 1 
 Giống RAID 4, nhưng các khối parity phân 
tán khắp trên các đĩa 
 Tránh hiện tượng “cổ chai” với đĩa parity 
 Thông dụng 
BK 
TP.HCM 
RAID 6: P + Q Dư thừa 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 31 
 Số đĩa: N + 2 
 Tương tự RAID 5, nhưng 2 đĩa chứa parity 
 Sửa lỗi tốt hơn do có parity dư thừa 
 Đa RAID 
 Nhiều hệ thống tân tiến sử dụng phương 
thức dư thừa thông tin để sửa lỗi tương tự 
với hiệu suất tốt hơn 
BK 
TP.HCM 
Kết luận về RAID 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 32 
 RAID cải thiện hiệu suất và tính sẵn 
sàng 
 Tính sẵn sàng cao đòi hỏi “thay nóng” 
 Giả sử lỗi đĩa độc lập, không có mối 
quan hệ 
 Khả năng phục hồi thấp 
 Tham khảo thêm “Hard Disk 
Performance, Quality and Reliability” 
 
x.htm 
BK 
TP.HCM 
Tiêu chí thiết kế hệ thống I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 33 
 Thỏa mãn các yêu cầu thời gian đáp ứng 
(latency) 
 Cho các tác vụ quan trọng (time-critical) 
 Khi hệ thống không tải (unloaded) 
 Cộng latency của các phần 
 Tối đa Hiệu xuất đầu ra (throughput) 
 Phát hiện vị trí “cổ chai” “weakest link” 
 Cấu hình hoạt động ở mức băng thông tối đa 
 Cân bằng toàn bộ hệ thống 
 Khi hệ thống có tải, việc phân tích rất phức tạp 
 Cần sử dụng mô hình “xếp hàng” hoặc mô phỏng 
BK 
TP.HCM 
Máy chủ (Servers) 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 34 
 Ứng dụng ngày càng được chạy trên 
máy chủ 
 Web search, office apps, virtual worlds,  
 Yêu cầu máy chủ làm trung tâm dữ liệu 
càng lớn 
 Đa xử lý, liên kết mạng, lưu trữ “khủng” 
 Không gian & năng lượng tiêu thụ hạn chế 
 Thiết bị xây dựng trên dạng rack 19” 
 Dưới dạng nhiều module 1.75” (1U) 
BK 
TP.HCM 
Rack-Mounted Servers 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 35 
Sun Fire x4150 1U server 
BK 
TP.HCM 
Sun Fire x4150 1U server 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật máy tính 36 
4 cores 
each 
16 x 4GB = 
64GB DRAM 
BK 
TP.HCM 
Ví dụ: Thiết kế hệ thống I/O 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 37 
 Giả sử hệ thống Sun Fire x4150 với 
 Tải làm việc: đọc các khối đĩa 64KBytes 
 Mỗi tác vụ cần 200,000 lệnh ứng dụng & 100,000 lệnh 
thuộc OS 
 Mỗi CPU: 109 lệnh/giây 
 FSB: 10.6 GB/giây tốc độ tối đa 
 DRAM DDR2 667MHz: 5.336 GB/giây 
 PCI-E 8× bus: 8 × 250MB/sec = 2GB/sec 
 Đĩa: tốc độ quay 15,000 rpm, thời gian dò 2.9ms, 
Tốc độ truyền dữ liệu 112MB/giây 
 Tốc độ I/O tối đa để đảm bảo yêu cầu trên 
 Đọc random và tuần tự 
BK 
TP.HCM 
Thiết kế hệ thống I/O (tt.) 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 38 
 Tốc độ I/O với tốc độ xử lý CPUs 
 Mỗi core: 109/(100,000 + 200,000) = 3,333 tác vụ 
 8 cores: 26,667 ops/sec (3,333x8) tác vụ/giây 
 Đọc ngẫu nhiên, Tốc độ I/O với đĩa 
 Giả sử thời gian dò tìm là 25% theo thông số 
 Time/op = seek + latency + transfer 
= 2.9ms/4 + 4ms/2 + 64KB/(112MB/s) = 3.3ms 
 Mỗi giây là 1000ms  1000ms/3.3ms = 303 op/s 
 303 ops/sec per disk, 2424 ops/sec for 8 disks 
 Đọc liên tục: 112MB/s / 64KB = 1750 ops/sec per 
disk và 14,000 ops/sec for 8 disks 
BK 
TP.HCM 
Thiết kế hệ thống I/O (tt.) 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 39 
 PCI-E I/O rate 
 2GB/sec / 64KB = 31,250 ops/sec 
 DRAM I/O rate 
 5.336 GB/sec / 64KB = 83,375 ops/sec 
 FSB I/O rate 
 Giả sử ½ peak rate được duy trì 
 5.3 GB/sec / 64KB = 81,540 ops/sec per FSB 
 163,080 ops/sec for 2 FSBs 
 Nơi yếu nhất (weakest link): chính là đĩa 
 2424 ops/sec random, 14,000 ops/sec sequential 
 Tất cả các bộ phận khác đều thỏa mãn để đáp 
ứng đòi hỏi truy xuất đĩa 
BK 
TP.HCM 
Ví dụ: Tính độ tin cậy đĩa 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 40 
 Nếu nhà sản xuất cho biết giá trị MTTF là 
1,200,000 giờ (140 năm) 
 Sẽ hiểu rằng nó làm việc cho đến khi đó (140 
năm) 
 Sai: Đó chỉ là thời gian trung bình đến khi lỗi 
có thể xảy ra 
 Phân bố lỗi ? 
 Lỗi sẽ ra sao khi có 1000 đĩa? 
 Bao nhiêu lỗi xảy ra trong năm 
BK 
TP.HCM 
Tổng kết chương 
25-Aug-16 Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính 41 
 Đo hiệu xuất thiết bị I/O 
 Throughput, response time 
 Dependability and cost also important 
 2 loại tuyến “Buses” kết nối các thành 
phần CPU, memory, thiết bị đ/khiển I/O 
 Cơ chế hoạt động: Polling, interrupts, DMA 
 Đo đạc hiệu xuất I/O 
 TPC, SPECSFS, SPECWeb 
 RAID 
 Cải thiện hiệu xuất và độ tin cậy