基于軟硬件協(xié)同設(shè)計的閃存存儲系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著移動設(shè)備、社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等多種應用的蓬勃發(fā)展，人類社會產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈爆炸式增長。以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)密集型應用的出現(xiàn)，不僅對存儲系統(tǒng)的容量提出了更高的要求，還在帶寬、延遲、功耗、可靠性等方面提出了更高的要求。由于磁盤機械裝置的限制，基于磁盤的存儲系統(tǒng)已無法滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理在延遲、帶寬、功耗等方面的需求。閃存以其高性能、非易失、低功耗、耐振動等特點已被廣泛部署在高端存儲系統(tǒng)中。另外，文件系統(tǒng)包含更多的語義信息，在設(shè)計閃存存儲體控制

2、器時，如果能充分利用文件系統(tǒng)的信息，將更好地提高存儲系統(tǒng)的性能。本文針對閃存存儲系統(tǒng)，通過文件系統(tǒng)與閃存存儲體控制器協(xié)同設(shè)計，對控制器的映射表、通道并行和熱點數(shù)據(jù)管理進行優(yōu)化。本文主要工作及創(chuàng)新點如下：
　　1．研究了閃存存儲體控制器的功能架構(gòu)，設(shè)計實現(xiàn)了閃存芯片同步操作控制器模塊，閃存轉(zhuǎn)換層（FTL）模塊和熱點數(shù)據(jù)管理模塊。
　　2．針對如何有效利用DRAM空間問題，提出了基于協(xié)同設(shè)計的映射表優(yōu)化方法，在閃存控制器層實現(xiàn)塊

3、映射，文件系統(tǒng)層實現(xiàn)頁粒度管理。減少映射表的同時保持存儲系統(tǒng)高性能。
　　3．針對傳統(tǒng)閃存存儲體通道分配策略簡單的問題，提出了基于協(xié)同設(shè)計的通道并行優(yōu)化方法，閃存控制器層實現(xiàn)指定通道寫功能，文件系統(tǒng)層實現(xiàn)通道分配功能，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)了三種通道分配策略，提高通道并行性。
　　4．針對傳統(tǒng)閃存存儲體熱點數(shù)據(jù)識別精度不高且占用存儲體控制器資源的問題，提出了基于協(xié)同設(shè)計的熱點數(shù)據(jù)管理優(yōu)化方法，充分利用文件系統(tǒng)的信息進行熱點數(shù)據(jù)識別