对于当今时代的数据中心而言,提高并行文件系统的性能不再是唯一的目标。由于能源问题以及可靠性问题的出现已经是不可避免的,因此对当前数据中心的大规模存储系统而言,如何在保证系统可靠性的同时减少能源消耗成为了一个亟待决绝而富有挑战性的问题。然而,大部分传统节能技术都对并行存储系统具有负面影响。当前的节能解决方案主要可以分为通过磁盘的开启关闭进行节能与使用固态硬盘替换部分磁盘。此类解决方案可能造成磁盘失效并导致数据永久丢失;而由于固态硬盘闪存的擦写周期有限,高写入I/O负载环境将缩短固态硬盘的寿命。为了在进行节能的同时保证并行存储系统的可靠性,本文设计了一种基于节能与可靠性的并行存储系统模型(RESS)。RESS旨在通过使用传统与固态硬盘的混合存储结构,同时提高并行存储系统可靠性与能效。RESS的核心是一个位于应用层和文件系统层之间的中间层文件系统,中间层通过对I/O顺序进行排序达到分配I/O负载的目的。RESS将经常被访问的数据放入SSD,当系统处于负载较低的状态时,在满足I/O响应需求的情况下,在不修改并行文件系统的情况下实现将HDD转入低能耗模式进行节能。当系统处于高负载状态时,无法进行节能操作。此时,RESS将所有磁盘保持活动状态并关闭固态硬盘,以减少固态硬盘的擦写周期数,保证固态硬盘的可靠性。本文中使用磁盘仿真工具DiskSim对RESS进行了仿真测试。仿真结果表明,RESS在保证系统可靠性的同时,相比传统磁盘阵列能够实现约70%的节能。此外,仿真实验的基础上,在实际系统上完成了 RESS的实现,并进行了实际系统测试。实际系统测试表明,RESS相较于传统磁盘阵列存储系具有更高的I/O性能。