固態(tài)硬盤論文固態(tài)硬盤 半導體存儲器 損耗均衡 存儲管理 盤內緩存

1、固態(tài)硬盤論文：固態(tài)硬盤存儲系統(tǒng)模型及存儲管理層算法的研究【中文摘要】固態(tài)硬盤(Solid State Disk, SSD)是基于半導體存儲芯片的硬盤。和傳統(tǒng)的機械式磁盤相比,固態(tài)硬盤實現(xiàn)了完全電子化。固態(tài)硬盤具有存取速度快、能耗低、防震性能高、發(fā)熱量低等優(yōu)點。但由于半導體存儲芯片本身的特性,使得固態(tài)硬盤中存在著壞塊管理不合理、塊擦寫次數(shù)不均衡和垃圾塊回收效率過低等問題。所以,如何設計一個優(yōu)良的固態(tài)硬盤結構模型、如何設計高效的存儲數(shù)據(jù)管理算法對半導體芯片進行管理成為了固態(tài)硬盤領域中研究的主要問題。本文首先介紹了固態(tài)存儲的典型存儲介質半導體存儲器的原理和分類。概述了Flash閃存芯片的內部結構,電

2、氣特性以及相關的指令流程。其次,著重研究了固態(tài)硬盤系統(tǒng)的軟硬件模型設計。分別介紹了固態(tài)盤存儲系統(tǒng)的設計技術要求、固態(tài)硬盤的硬件設計模型以及固態(tài)盤軟件設計模型。再次,從系統(tǒng)角度介紹了固態(tài)硬盤存儲管理層的設計模型,研究了固態(tài)硬盤常用管理算法、存儲管理層的體系結構、地址重映射、壞塊管理、垃圾回收、靜態(tài)損耗均衡、盤內cache管理等一系列關鍵技術。最后,通過仿真方式測試了損耗均衡策略和兩種盤內cache替換算法,仿真結果表明,損耗均衡策略可以有效均衡芯片塊的擦.【英文摘要】SSD (Solid State Disk) is a new kind of disk based on semiconduct

3、or memory chips. Compared to traditional mechanical disk, SSD achieved a fully electronic. SSD access speed with low energy consumption, high shock resistance and low heat. However, the semiconductor memory chip itself, which makes the existence of solid-state hard disk bad block management is unrea

4、sonable, the number of block erase block is not balanced and garbage collection efficiency is too low and so on. So, how to design a good SSD model.【關鍵詞】固態(tài)硬盤 半導體存儲器 損耗均衡 存儲管理 盤內緩存【英文關鍵詞】Solid-state drives semiconductor memory storage management disk cache within【索購全文】聯(lián)系 Q1：138113721 Q2：139938848【目錄】

5、固態(tài)硬盤存儲系統(tǒng)模型及存儲管理層算法的研究摘要3-4Abstract41 引言7-111.1 課題研究目的、背景和意義7-81.2 國內外研究現(xiàn)狀8-91.3 課題主要研究內容9-112 固態(tài)硬盤存儲系統(tǒng)介紹及Flash 芯片存儲原理11-212.1 計算機存儲系統(tǒng)介紹11-122.2 Flash 固態(tài)存儲原理與特點12-20 Flash 芯片的分類12-14 Flash 芯片內部結構14-15 Flash 芯片引腳配置15-16 Flash 芯片指令系統(tǒng)16-17 Flash 芯片相關指令流程17-202.3 小結20-213 固態(tài)硬盤存儲軟硬件模型設計21-303.1 固態(tài)硬盤存儲系統(tǒng)設計

6、技術要求21-23 硬件設計要求21 數(shù)據(jù)管理要求21-22 性能要求22-233.2 固態(tài)硬盤存儲硬件模型設計23-27 固態(tài)硬盤的設備組成23-25 硬件整體框架25 硬件工作流程25-273.3 固態(tài)存儲軟件模型設計27-29 軟件需求分析27 軟件整體結構27-293.4 小結29-304 固態(tài)存儲管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)30-464.1 固態(tài)存儲管理層的層次結構30-314.2 常用的管理算法31-32 “貪婪”算法31 wear-aware 算法31-324.3 地址映射32-35 FTL 映射機制32-33 NFTL 地址映射方式33-354.4 損耗均衡與垃圾回收35-40 損耗均衡策略與種類35-36 損耗均衡系統(tǒng)的建立36-404.5 壞塊管理40-42 壞的產(chǎn)生與檢測40 查詢壞塊表的建立40-424.6 盤內Cache 的管理42-45 盤內cache 介紹42 盤內cache 管理結構設計42-44 盤內cache 替換策略44-454.7 小結45-465 仿真46-545.1 仿真平臺46-47 硬件平臺46 軟件平臺46-475.2 仿真過程47-52 損耗均衡算法仿真47-49 盤內cache 效果仿真4