基于NAND闪存的固态硬盘缓存优化策略研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 基于闪存的固态盘历史、研究现状及研究意义 | 第11-14页 |
| 1.1.1 闪存的发展历史 | 第11页 |
| 1.1.2 NAND闪存的固态硬盘研究现状 | 第11-13页 |
| 1.1.3 NAND闪存固态盘研究意义 | 第13-14页 |
| 1.2 固态硬盘的发展及挑战 | 第14-16页 |
| 1.2.1 固态硬盘的发展 | 第14-16页 |
| 1.2.2 固态硬盘的挑战 | 第16页 |
| 1.3 本文主要研究工作及其组织结构 | 第16-18页 |
| 2 固态硬盘的结构特征及设计基础 | 第18-29页 |
| 2.1 闪存芯片介绍及固态硬盘基本架构 | 第18-21页 |
| 2.1.1 闪存的基本概念及结构 | 第18-19页 |
| 2.1.2 NAND闪存的基本结构 | 第19-20页 |
| 2.1.3 固态硬盘基本架构 | 第20-21页 |
| 2.2 固态硬盘中的关键技术 | 第21-28页 |
| 2.2.1 缓冲区管理策略 | 第22页 |
| 2.2.2 地址映射策略 | 第22-25页 |
| 2.2.3 垃圾回收策略 | 第25-26页 |
| 2.2.4 磨损均衡策略 | 第26-27页 |
| 2.2.5 坏块管理策略 | 第27-28页 |
| 2.3 本章小结 | 第28-29页 |
| 3 基于闪存局部性感知的缓冲区替换算法 | 第29-54页 |
| 3.1 缓冲区概述及可感知闪存缓冲区替换算法 | 第29-38页 |
| 3.1.1 缓冲区设计动机 | 第29-31页 |
| 3.1.2 可感知闪存缓冲区替换算法 | 第31-38页 |
| 3.2 局部性感知的缓冲区替换算法 | 第38-43页 |
| 3.2.1 LLRU设计动机 | 第38-39页 |
| 3.2.2 LLRU总体框架 | 第39-40页 |
| 3.2.3 缓冲区的分割及分区动态变化 | 第40-42页 |
| 3.2.4 替换页面以及替换模型以及时间复杂度 | 第42-43页 |
| 3.3 实验平台及评估标准 | 第43-45页 |
| 3.3.1 实验平台及配置 | 第44页 |
| 3.3.2 测试负载及性能评估 | 第44-45页 |
| 3.4 实验分析 | 第45-53页 |
| 3.4.1 总体性能 | 第45-46页 |
| 3.4.2 缓冲区命中率 | 第46-47页 |
| 3.4.3 读物理闪存次数 | 第47-48页 |
| 3.4.4 写物理闪存次数 | 第48-50页 |
| 3.4.5 块擦除次数 | 第50-51页 |
| 3.4.6 系统运行时间 | 第51-52页 |
| 3.4.7 相关参数 | 第52-53页 |
| 3.5 本章小结 | 第53-54页 |
| 4 基于数据聚集预处理的垃圾回收算法 | 第54-79页 |
| 4.1 经典的闪存转换层策略 | 第54-59页 |
| 4.1.1 FTL设计动机 | 第54-55页 |
| 4.1.2 经典FTL算法介绍 | 第55-59页 |
| 4.2 FTL中的垃圾回收 | 第59-62页 |
| 4.2.1 混合映射的垃圾回收 | 第60-61页 |
| 4.2.2 DFTL中的垃圾回收 | 第61-62页 |
| 4.3 数据聚集预处理的垃圾回收算法 | 第62-68页 |
| 4.3.1 设计动机 | 第62-63页 |
| 4.3.2 优化策略创新点 | 第63-64页 |
| 4.3.3 算法流程 | 第64-68页 |
| 4.4 算法时空复杂度分析 | 第68-69页 |
| 4.4.1 算法时间复杂度分析 | 第69页 |
| 4.4.2 算法空间复杂度分析 | 第69页 |
| 4.5 性能评估与结果分析 | 第69-78页 |
| 4.5.1 实验平台及配置 | 第69-70页 |
| 4.5.2 实验负载分析及性能评估 | 第70-71页 |
| 4.5.3 算法总体性能比较 | 第71-72页 |
| 4.5.4 写入放大值分析 | 第72-74页 |
| 4.5.5 垃圾回收分析 | 第74-75页 |
| 4.5.6 块擦除次数分析 | 第75-76页 |
| 4.5.7 HW_Threshold阈值分析 | 第76-78页 |
| 4.6 本章小结 | 第78-79页 |
| 5 总结与展望 | 第79-81页 |
| 5.1 主要成果 | 第79页 |
| 5.2 下一步研究与展望 | 第79-81页 |
| 致谢 | 第81-83页 |
| 参考文献 | 第83-87页 |
| 附录 | 第87-88页 |
| 详细摘要 | 第88-90页 |
