您现在的位置:西方文学 > 儿童诗歌

固态存储技术最新研究成果探析

发布时间:2019-08-07 13:28编辑:本站原创阅读(150)

    固态存储技术最新研究成果探析

       FTL算法是SSD固件的核心部分,直接决定了SSD的可靠性、耐用性等,主机逻辑地址到闪存物理地址空间的翻译由其完成。 FTL还要完成地址映射、磨损均衡、垃圾回收、坏块管理等。

       地址映射是逻辑地址和物理地址之间的映射关系,使得对主机来说访问SSD和访问HDD时候一样,根据映射粒度不同,分为块映射,页映射和混合映射。

    块映射以物理块为映射单元,页映射以物理页为映射单元,混合映射的映射单元为块页结合;随机读写性能页映射最好,其次是混合映射,块映射最差;页映射的映射表最大,其次是混合映射,块映射的映射表最小。

       闪存具有写前擦除的特性,每个块的擦除次数是有限的,当次数达到限定值,数据的可靠性会急剧下降。 因此,磨损均衡机制的使用可以使各个块均衡读写,避免某些块因为频繁擦除而过早变为坏块。

    闪存数据有冷热之分,频繁更新的数据称为热数据,不经常更新的数据称为冷数据。

    损耗均衡算法大致分为静态损耗均衡和动态损耗均衡[4]。

    动态磨损均衡是把热数据写到擦除次数较小的块上,静态均衡是把冷数据写到擦写次数较多的块上。     当闪存的空闲空间减小到一定阈值时,FTL负责擦除闪存中无用的数据块,即垃圾回收。 垃圾回收策略由三部分构成,垃圾回收机制的触发条件、回收块的选择和垃圾回收处理方式,需要固件在写用户数据时记录和维护每个用户闪存块的有效数据量。     坏块的产生主要有出厂坏块,从工厂出来时自带的坏块;增长坏块,由于使用过程中的擦写损耗使一些好块变成了坏块。

    闪存厂商在闪存出厂时,会对坏块进行标记。

    管理坏块一般有两种策略,略过策略和替换策略。

    略过策略为用户根据坏块表,在写闪存时,遇到坏块就越过,写下一个块。

    替换策略为当某个Die上发现坏块时,写到替换块上,这时需要把整个Die分为两个部分,用户空间和预留空间,预留空间用于替换用户空间的坏块。

        由于擦写磨损、读取干扰、编程干扰等原因造成闪存比特翻转,当擦除次数增加时,内存中的氧化物层会逐渐被破坏,使得捕获电子越来越难,交叉概率增大。

    因此闪存需要纠错码方案,即ECC技术[5]。

    纠错码从最初的汉明码逐渐到广泛应用的BCH码。 随着Flash技术向高3D堆叠和QLC技术的发展,低密度奇偶校验码(Low-DensityParity-checkCode,LDPC)引起了广泛的关注,因为它更接近香农极限。

       目前固态存储技术正保持稳步进步,其存储密度日益增大。 固态硬盘虽然有很多优点,但是,它也有读写不对称,内部并行性未能有效利用等缺点。 现有的研究工作从某些方面对固态硬盘进行了优化,但仍有许多未能考虑到或需要继续完善的地方,所以对于固态硬盘仍需进行深入的研究。     [1]王发宽.基于NAND闪存的混合固态硬盘设计研究[D].杭州:杭州电子科技大学,2017.  [2]SSDFans.深入浅出SSD[M].机械工业出版社,2018.  [3]李想.基于软件架构的固态硬盘FTL设计[D].武汉:华中科技大学,2015.  [4]赵鹏,白石.基于随机游走的大容量固态硬盘磨损均衡算法[J].计算机学报,2012,35(5):972-978.  [5]周懿,戴紫彬.面向NandFlash自适应纠错码方案研究与设计[J].计算机工程与设计,2017,38(6):1681-1685.。

    上一篇:高能所成功举办2019年全国大学生夏令营

    下一篇:没有了