多路Flash并行存储技术的研究与实现
发布时间：2020-06-22 19:10
【摘要】：近些年来,随着计算机技术的不断发展与问题规模的不断扩大,相当部分应用正逐渐呈现出数据密集型的发展趋势。传统计算机系统所采取的机械磁盘设备由于较大I/O访问延迟,明显成为制约整个计算机系统的性能瓶颈,已无法满足未来应用需求。闪存(NAND Flash)作为存储介质属于电子访问设备,具有读写速度快,非易失等特征,已经历了多次技术变革,代替传统机械硬盘的趋势也出现端倪,得到了国内外学者和工业界人士的普遍重视,但如何充分提高闪存存储器的实际访问带宽,降低I/O访问延迟,并且发挥多路闪存并行访问优势,是存储系统设计师需要重点关注的问题。 本文所作的主要工作是在一种新型固态盘设计体系结构:Meteoric结构上进行并行性策略开发,采用三个层次并行组织结构来提高多路Flash存储阵列访存性能。首先,本文首先对多路NAND Flash并行存储控制器的各个功能部件进行了详细设计,使单个控制器能够对多块芯片同时进行操作控制;然后,采用了交叉开关模块来对多路Flash存储控制器进行控制,将多I/O请求调度到各个存储模块上,实现系统的开关级并行;接着,研究多总线并行技术与超级芯片的控制操作来提高多路请求平均访存带宽,进行总线级并行调度;最后,设计了Agent代理单元进行芯片级并行调度,利用芯片交叉存取减少各类访存操作的平均延迟,达到芯片级并行的目的。针对并行闪存系统的时钟精度仿真结果表明:采用了两级并行方法后性能提升接近6倍;再加入芯片级并行后,性能提升超过了7倍,通过对照实验验证了并行性对于整体性能具有较大的提升。
【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
【图文】：
同时在错误量非常大情况下，即使对于在 528 字节总错位 字节的情况下，其纠错失误率仍小于 0.1%。3．可设置的 ECC 门限所有 E-Disk 固件的一个特性是：可以设定硬盘 ECC 门限。当可修复错误接近用户设置的门限值时固件将重新映射内存块。调整该门限值可减少重映射次数。这样也降低了一些可校正错误大于门限值的内存块转化为的内存块的可能性。1.2.2.2 Fusion-IO 的 ioDrive 系列Fusion-IO[8]是在 2006 年由一群在网络和存储工作的成员成立的。总部在州的盐湖城，他们的任务是打破存储技术的障碍。ioDrive系列产品是Fusio的旗舰产品。09 年 3 月，Fusion-IO 发布了其最新产品 ioDrive Duo，其结图所示，不但最大容量可以做到 1.28TB，持续读写性能更是达到了惊B/s 和 1.4GB/s，基于 PCI-E x8 或 PCI-E 2.0 x4 标准接口，原始吞吐量最0GB/s，32KB 大小下持续读取带宽 1.5GB/s、持续写入带宽 1.4GB/s，4K读取 IOPS 186000、写入 IOPS 167000，平均访问延迟小于 50 微秒[9]。
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文页面必须和原始的页面有相同的块内偏移。更新数据按图中所示，数据块第一个页面的有效数据写在第二个日被修改，新数据将会写在第三个日志块的第一个页面。接受某一页的修改，则重新分配一个新的日志块，挂在所示，数据块的第三个页面的有效数据在最后一个日志次被修改，则需要重新分配一个日志块。垃圾回收时，贝到最后一个日志块即可。相比基本的页级映射策略，N耗，地址解析过程也很简单。但是，NFTL 不能充分地利用日志块中含有大量的空闲页面，垃圾回收时，所有的有日志块，其它日志块中的空闲页面从未使用就擦除了。
本文编号：2726116
【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
【图文】：
同时在错误量非常大情况下，即使对于在 528 字节总错位 字节的情况下，其纠错失误率仍小于 0.1%。3．可设置的 ECC 门限所有 E-Disk 固件的一个特性是：可以设定硬盘 ECC 门限。当可修复错误接近用户设置的门限值时固件将重新映射内存块。调整该门限值可减少重映射次数。这样也降低了一些可校正错误大于门限值的内存块转化为的内存块的可能性。1.2.2.2 Fusion-IO 的 ioDrive 系列Fusion-IO[8]是在 2006 年由一群在网络和存储工作的成员成立的。总部在州的盐湖城，他们的任务是打破存储技术的障碍。ioDrive系列产品是Fusio的旗舰产品。09 年 3 月，Fusion-IO 发布了其最新产品 ioDrive Duo，其结图所示，不但最大容量可以做到 1.28TB，持续读写性能更是达到了惊B/s 和 1.4GB/s，基于 PCI-E x8 或 PCI-E 2.0 x4 标准接口，原始吞吐量最0GB/s，32KB 大小下持续读取带宽 1.5GB/s、持续写入带宽 1.4GB/s，4K读取 IOPS 186000、写入 IOPS 167000，平均访问延迟小于 50 微秒[9]。
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文页面必须和原始的页面有相同的块内偏移。更新数据按图中所示，数据块第一个页面的有效数据写在第二个日被修改，新数据将会写在第三个日志块的第一个页面。接受某一页的修改，则重新分配一个新的日志块，挂在所示，数据块的第三个页面的有效数据在最后一个日志次被修改，则需要重新分配一个日志块。垃圾回收时，贝到最后一个日志块即可。相比基本的页级映射策略，N耗，地址解析过程也很简单。但是，NFTL 不能充分地利用日志块中含有大量的空闲页面，垃圾回收时，所有的有日志块，其它日志块中的空闲页面从未使用就擦除了。
【引证文献】
相关硕士学位论文 前4条
1 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
2 闫家欣;固井工程新型多功能施工参数计量仪的研究[D];东北石油大学;2012年
3 樊旭光;多通道固态盘系统的设计与实现[D];华中科技大学;2012年
4 舒文丽;高速海量图像数据存储的可靠性研究[D];电子科技大学;2012年
本文编号：2726116
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