保留時間感知的閃存轉(zhuǎn)換層設計與實現(xiàn).pdf

1、閃存因具有良好的讀寫性能，所應用的范圍越來越廣泛。然而，閃存芯片的工藝制程減小和密度提高，卻使得閃存芯片可靠性降低，造成基于閃存的固態(tài)盤更容易發(fā)生保留錯誤。固態(tài)盤發(fā)生保留錯誤的原因有兩個：一方面，隨著閃存物理塊已擦寫次數(shù)的增加，氧化層的退化造成電荷更易泄露；另一方面，電荷的自發(fā)移動也影響閾值電壓。為了盡量減少保留錯誤，提出了保留時間感知的閃存轉(zhuǎn)換層（Retention-time Aware Flash Translation Layer

2、, RA-FTL），以保證固態(tài)盤的可靠性。
　　保留時間感知的閃存轉(zhuǎn)換層包括物理塊分類模塊、控制數(shù)據(jù)布局的地址映射模塊、保留時間檢測模塊、重映射模塊和動態(tài)閾值的垃圾回收模塊。首先，將閃存物理塊根據(jù)其保留時間分類，分為最長保留時間物理塊、次長保留時間物理塊和普通保留時間物理塊。其次，地址映射時，為待寫入的數(shù)據(jù)分配普通保留時間物理塊。保留時間檢測模塊定期對有效物理塊的保留時間進行檢測，將低于閾值的有效物理塊的有效頁交由重映射模塊進行遷

3、移。重映射模塊選擇最長保留時間物理塊作為遷移目的物理塊。隨后，垃圾回收時，綜合考慮閃存物理塊的無效頁數(shù)量與有效數(shù)據(jù)頁的已保留時間選取待回收塊，將接近保留時間閾值的有效數(shù)據(jù)提前遷移，選擇次長保留時間物理塊作為遷移目的物理塊。RA-FTL利用其地址映射、保留時間檢測、重映射以及垃圾回收過程實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分類存儲。寫入的數(shù)據(jù)默認映射到普通保留時間物理塊；交由重映射模塊遷移的有效數(shù)據(jù)所需的保留時間最長，放置到最長保留時間物理塊；垃圾回收時有效數(shù)據(jù)