Model for Saving Energy in Distributed Systems Using QC-LDPC Codes

Abstract

Modern distributed data storage systems incur substantial energy costs, largely driven by the need to keep large numbers of disks spinning to guarantee data availability. In this thesis, an energy-aware storage architecture is proposed based on a quasi-cyclic LDPC code. A hybrid single-bit recovery procedure is introduced that combines peeling decoding with Gaussian elimination to minimize complexity. Disk popularity skew is modeled under various parameters and Monte Carlo experiments demonstrate that the model yields potentially significant energy savings without sacrificing reliability.

Kaasaegsed hajusad salvestussüsteemid põhjustavad märkimisväärseid energiakulusid, kuna suure hulga ketaste pidev jooksutamine on vajalik andmete kättesaadavuse tagamiseks. Käesolevas töös pakutakse energiasäästlikku salvestusarhitektuuri, mis põhineb kvaasi-tsüklilisel LDPC-koodil. Tutvustatakse hübriidset ühebitist taastamisprotseduuri, mis kombineerib peeling-dekodeerimise ja Gaussi eliminatsioonimeetodi arvutusliku keerukuse minimeerimiseks. Ketaste populaarsuse ebaühtlust modelleeritakse erinevate parameetrite alusel ning Monte Carlo eksperimendid näitavad, et mudel võib pakkuda olulist energiakokkuhoidu, säilitades samal ajal töökindluse.