闪存随机写性能优化技术研究

发布时间：2024-03-19 01:21

　　当前,闪存已被广泛应用于各类计算机设备作为辅助存储,永久性存储信息。随着计算机应用功能越来越丰富,对存储空间的要求越来越大,计算机整体性能和体验受到外部存储系统性能的影响也越来越大。目前计算机系统主要使用NAND型闪存存储数据,NAND型闪存的特点是读性能和顺序写系能较高,但随机写系能相对较低。闪存随机写性能差的原因,主要由闪存的物理特性导致,即NAND型闪存无法执行就地更新操作,必须先擦除,再写。对于大多数应用而言,随机写的IO频繁度要远高于顺序写,这将导致频繁的垃圾回收操作,影响读写性能。因此解决闪存随机写性能差的问题,是提升存储性能,甚至整个计算机系统性能和拥护体验的关键。本论文针对闪存的随机写性能问题展开研究,主要完成了如下几个方面的研究工作。首先分析了应用的访问特性,我们得出,负载应用中随机小尺寸写占比较高,因此为优化随机写提供了空间。这个结论,是指导我们接下来解决系统系能瓶颈的关键。其次我们研究了当前学术界对该问题的研究现状,并且分析了其利弊。当前学术界解决这一问题的方案可以总结为:混合型存储,即综合HDD、flash、NVM(非易失性存)等在价格、性能、寿命等方面的优缺点...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2闪存编程电压[9]

重庆大学硕士学位论文1绪论自从NAND闪存被制造出来以后，它在生产技术上的提高不仅表现在使用越来越小的光刻技术，还表现在单个存储单元多个bit技术（MLC）的诞生。MLC与SLC向对应，指的是，每个存储单元可以存储多个bit信息。MLC的优势是具有更高的密....

图1.3PCM的存储单元结构

的存取速率的特点，被视为最外层缓存的替代者。此外由于STT-RAM的规因此更适合作为最外层缓存。最后STT-RAM是一种非易失性的存储器，即断息不丢失，因此为计算机软硬件的设计提供了便利和新的可能。PCM和R的存取速率与DRAM相当，因此被视为DRAM的替代者....

图1.4PCM编程电流脉冲变化图

重庆大学硕士学位论文1绪论电流，使得加热器停止加热，会使得硫族化合物成为非晶态（amorphous），这种操作叫作重置（reset）。而当注入一个长而温和的电流，慢慢给硫族化合物加热，以减低硫族化合物的电阻，然后降低电流，使得硫族化合物逐渐冷却，会使得硫族化合物编程晶态（c....

图1.5经典混合式存储架构

起构成内存？是完全代替SSD和HDD，还是与之一起构成外存？还是同时作为内存与外存等，以及这些方案引起的软件设计的改变，例如Linux内核如何识别并管理这些新型的存储部件？文件系统如何设计，以达到最好的IO性能？然而当前NVM技术还不够成熟，目前还无法完全取代....

本文编号：3932104