固態(tài)存儲陣列關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，閃存作為一種較為成熟的固態(tài)存儲介質(zhì)，具有速度高、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點，正逐步應(yīng)用到企業(yè)級服務(wù)器和高性能計算領(lǐng)域，為高性能計算中存儲系統(tǒng)性能的提高帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。RAID（獨立磁盤冗余陣列）是一種廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，它通過數(shù)據(jù)分割、并行訪問提高性能，通過冗余糾錯提高可用性和可靠性。基于閃存構(gòu)建固態(tài)存儲陣列是構(gòu)建高性能、高可靠的大規(guī)模存儲系統(tǒng)的有效途徑之一，但將傳統(tǒng) RAID機(jī)制直接應(yīng)用于閃存存在小寫問題突出、Fla

2、sh芯片磨損不均衡等問題。為此，本文基于現(xiàn)有的閃存及閃存陣列技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)高性能、高可靠的固態(tài)存儲陣列。本文主要工作包括以下幾方面。
　?。?）閃存技術(shù)與基于閃存的RAID機(jī)制研究。從閃存轉(zhuǎn)換層 FTL（Flash Translation Layer）和緩存管理兩方面研究分析現(xiàn)有的閃存技術(shù)。分析總結(jié)基于閃存構(gòu)建RAID的關(guān)鍵技術(shù)。
　?。?）設(shè)計了一種基于PCI-E接口的嵌入式固態(tài)存儲陣列卡。該陣列卡采用高速PCI-E接口與

3、主機(jī)通信，同時設(shè)置16個通道并行管理64個閃存芯片，提供了比基于SAS或SATA接口的固態(tài)存儲設(shè)備更高的性能和可靠性。采用基準(zhǔn)測試程序?qū)虘B(tài)存儲陣列卡進(jìn)行了性能評測，實測最大I/O吞吐率達(dá)到524K(IOPS)，最大I/O帶寬達(dá)到2.83GB/s。
　?。?）提出了一種基于緩存的可重組 RAID機(jī)制。以新型非易失存儲器 SCM（Storage Class Memory）作為緩存，采用RAID重組思想，對緩存替換出的數(shù)據(jù)順序重組RA