主机和设备协作方式提升固态硬盘随机读取性能

发布时间：2022-01-08 04:04

　　对一些不带DRAM的固态存储设备,由于映射表（逻辑地址到物理地址的映射表）不能完全存储在片上SRAM,需要读取两次闪存才能获得用户数据,因此随机读取性能受限。而今主机端的DRAM资源充足,故提出把设备端的映射表存储到主机端的DRAM,通过主机和设备协作的方式,设计和实现一种快速提升随机读取性能的算法。除了付出主机端DRAM资源代价之外,该算法无需硬件改动,通过纯软件实现,可以在当前几乎所有的接口协议上定制实现,以改善无DRAM的固态存储设备的随机读取性能。实验结果表明,该算法几乎能使没有DRAM的存储设备随机读取性能翻倍。 

【文章来源】：计算机应用与软件. 2020,37(10)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

FTL在固态存储设备中的位置和作用

本文注意到当前主流的主机设备DRAM丰富,无论是台式机,还是移动设备,内存资源充足,因此提出了一种新的映射表存储架构,如图2所示。利用主机端的内存资源,把映射关系存放到主机端,通过主机和设备协作的方式来提升不带DRAM的存储设备的随机读取性能,解决了存储设备性能和成本、功耗之间的矛盾。在这个架构的基础上,本文设计实现了一种改善随机存储性能的算法,称为快速随机读取算法(Fast Random Read Algorithm,FRRA)。该算法只需更改主机端驱动和设备端固件算法,无须修改硬件,只需牺牲主机端部分内存来换取快速的随机读取性能。

设备上电时,主机通过RMTC命令加载全部或者部分映射页到主机缓存空间。图3为以128 GB存储设备为例,主机加载全部128 MB映射关系到主机缓存空间。主机端:当128 MB映射数据加载到映射缓存空间后,初始化H_CMB为全1,即所有LBA的映射关系都是有效的,同时还需初始化所有H_PVC为1 024。


本文编号：3575857