發(fā)布時間：2025-05-28 01:42

　　固態(tài)硬盤采用閃存芯片作為存儲介質,相比于以碟片為存儲介質的機械硬盤,具有更高的讀寫性能。因此固態(tài)硬盤逐漸成為各種計算機的主流存儲設備,被廣泛應用到從嵌入式設備、個人計算機到高性能計算機等系統(tǒng)之中。但是目前其單盤容量還是遠小于磁盤。為提高固態(tài)硬盤的存儲容量,閃存芯片制造商致力于開發(fā)多級閃存以及3D堆疊技術。其中,多級閃存技術使得單個閃存單元中能夠存儲多比特數(shù)據(jù);而3D堆疊技術則通過縱向擴展閃存芯片以增加閃存單元的體密度。然而多級閃存技術的使用也降低了閃存的可擦寫次數(shù)和增加了閃存的讀寫延時;3D堆疊技術也導致閃存的寫入方式發(fā)生重大改變。因此,針對新型高密度固態(tài)硬盤,通過挖掘其內在特性優(yōu)化其壽命和性能,具有重要的學術意義和廣泛的應用前景。利用閃存芯片的內在并行性和異構性,以延長固態(tài)硬盤壽命和提高其性能為目標,研究優(yōu)化方法,本文主要的研究內容以及貢獻如下:針對閃存單元狀態(tài)的異構性,設計比特翻轉策略改善閃存壽命。多級閃存技術在閃存單元中使用多種物理狀態(tài)以存儲多比特數(shù)據(jù)。MLC(Multi-Level Cell)閃存的閃存單元具有四種狀態(tài),這四種狀態(tài)與四種雙比特數(shù)據(jù)模式(‘00’,‘01’,‘10’...

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要內容和貢獻
    1.4 論文結構
2 提高閃存可擦寫次數(shù)的比特翻轉策略
    2.1 MLC閃存單元特性
    2.2 探索應用于MLC閃存的比特翻轉策略
    2.3 比特翻轉策略的實現(xiàn)框架
    2.4 效果評估
    2.5 小結
3 感知閃存頁類型差異的固態(tài)硬盤設計方法
    3.1 固態(tài)硬盤設計基礎及TLC閃存特性
    3.2 現(xiàn)有閃存頁分配策略在TLC固態(tài)硬盤上的缺陷
    3.3 感知閃存頁類型差異的固態(tài)硬盤設計——PA-SSD
    3.4 實驗平臺
    3.5 實驗結果
    3.6 小結
4 基于閃存頁類型的寫事務調度策略
    4.1 事務調度單元以及調度策略
    4.2 閃存頁類型對平均寫延時的影響
    4.3 PATS——基于閃存頁類型的寫事務調度策略
    4.4 效果評估
    4.5 小結
5 SLC閃存與并行度聯(lián)合感知的混合固態(tài)硬盤設計方法
    5.1 3D堆疊TLC閃存特性
    5.2 SLC-TLC混合的固態(tài)硬盤設計基礎
    5.3 對3D堆疊TLC固態(tài)硬盤的性能觀察
    5.4 SLC閃存與并行度聯(lián)合感知的混合固態(tài)硬盤——SPA-SSD
    5.5 HybridSim模擬器
    5.6 效果評估
    5.7 小結
6 總結和未來工作展望
    6.1 全文總結
    6.2 未來工作展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表論文目錄
附錄2 攻讀博士學位期間申請的發(fā)明專利
附錄3 常用術語與符號的含義



本文編號：4047881