基于NAND闪存的固态存储技术研究与实现

发布时间：2020-05-17 08:34

【摘要】：随着集成电路技术的不断发展,微处理器的性能不断提高,存储系统性能逐渐成为制约整个计算机系统性能提升的瓶颈。传统磁盘设备由于其较大的I/O访问延迟,已逐渐不能满足未来应用需求。闪存具有读写速度快,非易失等特征,受到了人们的普遍关注,目前基于NAND闪存的SSD已得到了广泛应用。 本课题主要研究了NAND闪存存储系统及其性能优化关键技术。首先,设计了基于NAND闪存的并行存储系统,其主要特点在于:提出了多个层次并行以及流水线技术来提高访存性能;采取了PCI Express 2.0高速接口连接至主机设备;采取了大容量DRAM作为易失性写缓冲器,并在系统中完成了DDR存储控制器的结构设计。 其次,鉴于写前擦除特点降低了NAND闪存的写操作性能,在上述NAND闪存并行存储系统中提出了一种基于日志块的闪存转换层的偏移优先策略,致力于降低系统对闪存的写操作或擦除操作。实验结果表明,该策略不仅可以降低闪存的擦除操作,而且可以减少闪存的总体执行时间和平均垃圾回收延时,提高了闪存的使用寿命,并提高了闪存的访问性能。 最后,在NAND闪存并行存储系统中添加缓存也是对提高闪存性能的有效解决方法,本课题还提出了一种基于块级LRU缓存替换策略与偏移优先策略的综合管理方法,与若干面向闪存的缓存策略进行了比较,可以进一步提高闪存的访问性能。
【图文】：

512+16）Byte，其中 512Byte 用于存储用户数逻辑地址等。基本单位。而在写操作之前，需要进行上述块。这就意味着如果要对某一页数据更新，到其它位置，然后擦除整块，最后将更新的到本块内。更糟糕的是，擦除的开销特别大。一般分别是 25us 和 220us，而擦除一块的开是有限的，一般为 10 万次到 100 万次。位置对其进行更新操作要经过擦除和大量的忍受的，因此普遍采用的解决方法是非定点更的其它空余位置。非定点更新就避免了定点射的变化以及无效数据的管理等问题，，而这，因此要想利用闪存作为存储设备需要用新的

国防科学技术大学研究生院硕士学位论文2.3 闪存存储关键技术有两种方式：第一种方式是通过一种叫做闪存转换设备访问接口；第二种方式是设计专用的基于闪存于通用文件系统和闪存之间，为文件系统提供块设口与已有的文件系统兼容，使闪存可以象传统硬盘新软件的代价大为降低，是目前最为流行的方式，原因。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP333

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 周鸿;基于缓冲检测器的固态硬盘控制器的设计与仿真[D];上海交通大学;2011年

2 蒲南江;基于闪存阵列的高速数据存储技术研究[D];中北大学;2012年

本文编号：2668238