Flash存儲器混合型地址映射算法研究.pdf

1、Flash存儲器具有非易失、低能耗以及高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為最好的存儲媒介之一。但其先擦后寫、讀寫不平衡、可靠工作時(shí)長受擦除次數(shù)限制等缺陷，導(dǎo)致其應(yīng)用于通用文件系統(tǒng)時(shí)需借助Flash轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)地址映射、垃圾回收和磨損均衡管理。本文將最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的地址映射算法作為研究重點(diǎn)，在對經(jīng)典的地址映射算法研究的基礎(chǔ)上，著重對混合型地址映射算法進(jìn)行改進(jìn)。
　　針對目前經(jīng)典混合型地址映射機(jī)制普遍存在隨機(jī)寫性能差的問題，本文對混合型地址映射機(jī)

2、制地址映射信息表結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。首先，在傳統(tǒng)的塊級地址映射表中加入了剩余頁數(shù)和日志塊鏈表信息，可根據(jù)負(fù)載特性自適應(yīng)地調(diào)用日志塊；其次，將全部的頁級地址映射信息存于 NAND Flash中，充分利用工作負(fù)載的時(shí)間局部性和空間局部性，動態(tài)地向SRAM中加載和卸載頁級映射信息。此種混合型地址映射策略可明顯減少垃圾回收過程中的全合并操作，并可有效延緩垃圾回收操作，從而提高 Flash存儲器的隨機(jī)寫入性能，因此稱本文算法為 FRW（Fast Rea

3、d and Write），為快速訪問之意。
　　本文在FlashSim仿真平臺上將FRW算法與經(jīng)典FAST算法進(jìn)行仿真對比，通過一系列真實(shí) trace文件作為工作負(fù)載進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)RW算法在讀寫性能、垃圾回收開銷以及整體性能上均有不同程度的改進(jìn)。其中，以隨機(jī)訪問為主的OLTP trace文件作為工作負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間最大提升幅度可以達(dá)到30％以上。
　　為實(shí)現(xiàn)FRW算法的全面測試，利用哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動化測試與控制