一种改进的双粒度地址映射算法

为设计高闪存空间利用率、低闪存擦除次数、低内存占用率的Flash管理算法,针对NAND闪存的擦写特性,提出一种改进的双粒度地址映射算法FAST算法,重新定义转换操作和合并操作,将顺序写日志块的合并操作变为转换操作。与传统FAST算法的比较结果表明,该算法可以减少一倍的擦除操作,提高空间利用率。     

基于列式存储的闪存数据库查询优化策略

随着闪存的性能和容量的提高,闪存数据库的研究受到了广泛的关注.闪存具有随机读快、擦写代价大的特性,如何利用闪存的这个特点,减少查询时写闪存的频率,提高数据库的查询效率是闪存数据库查询研究的重要问题.已有的很多查询优化算法主要是按传统的行式存储方式来进行优化的,有一定的局限性.文中采用列式存储,提出了一种新的连接算法.该算法最小化了中间临时表,使投影数据量大大减少,达到了少写闪存、减小擦除代价的目的,从而提高了查询的效率.通过与传统行式算法的比较实验,证明了该算法的优越性.     

混合结构数据库中基于页迁移的存储分层算法

为了有效地利用固态盘读速快以及磁盘低存储成本的特点,在磁盘和固态盘共存的混合存储结构模型下,设计并实现了一种基于页迁移思想的存储分层算法(SZA)。不同于NUMA的迁移代价计算方法,该算法按照迁移代价选择相应的存储介质,并且对不同工作负载的数据进行迁移。实验结果显示,算法有效地提升了数据库系统的I/O性能,同时大幅度地减少了对闪存的擦写次数。     

一种适用于MLC闪存的CCI噪声均衡化算法

随着多级单元(Multi-Level Cell,MLC)闪存存储密度的增加,单元间干扰(Cell-to-Cell Interference,CCI)成为影响NAND闪存可靠性的主要噪声。在深入研究MLC闪存模型和CCI噪声模型的基础上,提出了一种MLC闪存的CCI噪声均衡化算法。该算法通过估计CCI干扰强度进而对感知MLC阈值电压进行补偿,可以更准确地读取MLC单元中存储的信息。仿真结果表明,在MLC闪存信道条件下,CCI噪声均衡化算法可以有效减少相邻状态的阈值电压交叉现象,有助于降低原始比特错误率,增强MLC闪存的可靠性。     

MLC型NAND闪存的比特翻转译码算法研究

随着闪存编程/擦除循环次数的增加,多级单元(Multi-Level Cell,MLC)的氧化隔离层被破坏,进而导致闪存的可靠性急剧降低。针对这种情况,在深入分析MLC闪存信道模型和数据保持噪声模型的基础上,提出了一种MLC型NAND闪存的比特翻转译码算法。仿真结果表明,在MLC闪存信道下,该方法既可保证闪存单元的可靠性,又具有较短闪存单元的读取时间,从而实现了译码复杂度和性能间的良好折衷。     

闪存-Flash Memory

(一)闪存概述问存是闪速存储器的简称。计算机的外部存储器件,按记录媒体特性不同可以区分为三类:硬盘和软盘、光盘以及闪存;硬盘和软盘都属于磁存储;光盘属激光存储;闪存属电存储,因存储速度快而命名。闪存实际上是一种体积小、功耗低、速度快的可移动半导体存储器,属于非易失性存储器(Non-Volatile Memory),即在供电电源关断后,仍能保存内部的信息。闪存通过USB接口与计算机连接,即插即用,最大储存容量是2GB,个别厂家现在的工艺可以达到8GB。擦写次数已达100万次以上,数据保存时间至少10年。闪存在容量、寿命、读写     

基于多精度感知的MLC闪存比特翻转译码算法

随着多级单元(Multi-Level Cell,MLC)闪存存储密度的增加,单元间干扰(Cell-to-Cell Interference, CCI)成为影响NAND闪存可靠性的主要噪声。在深入研究MLC闪存模型和CCI噪声模型基础上,提出了一种多精度感知的MLC闪存的比特翻转译码方法,该方法通过提高MLC闪存单元感知精度进而得到MLC单元中存储比特的准确对数似然比信息,利用此信息可降低原始错误比特率并且提高比特翻转译码算法的译码性能。仿真结果表明,在MLC闪存信道条件下,高感知精度下的比特翻转译码算法性能明显优于低感知精度下的性能。     

了解闪存的数据存储

目前，闪存已经成为应用最广的移动存储介质之一。闪存不仅具有RAM可擦写、可编程的优点，而且还具有ROM写入的数据在断电后不会消失的优点。闪存读写速度极快，而且可以用单电压进行读写和编程，为便携式设备的在线操作提供了极大的便利。     

基于虚拟扇区的Flash存储管理技术

首先,针对闪存Flash的存储编程特点,提出一种基于虚拟扇区的闪存管理技术,使系统对Flash的擦写次数大大降低,从而提高Flash的使用寿命和整个系统的性能。然后,通过嵌入式系统电子名片管理器,介绍这一技术的应用。随着闪存的广泛应用,对Flash的有效存储管理将有很大的实用意义和社会效益。     

嵌入式系统中基于闪存平台的存储管理策略

开发了一个基于闪存平台的嵌入式文件系统。为保证闪存扇区的平均使用率和均衡擦写次数,引入了损坏管理策略,在这种策略中采用了动态存储空间管理模式和先入先出(FIFO)策略。所采用的冗余设计、快速计算和跟踪策略还可以延长核心扇区使用寿命,保证系统启动可靠的服务。     

基于逻辑区间热度的NAND闪存垃圾回收算法

针对现有的NAND闪存垃圾回收算法中回收性能不高,磨损均衡效果差,并且算法内存开销大的问题,提出了一种基于逻辑区间热度的垃圾回收算法。该算法重新定义了热度计算公式,把连续逻辑地址的NAND内存定义为一个热度区间,以逻辑区间的热度来代替逻辑页的热度,并将不同热度的数据分开存储到不同擦除次数的闪存块上,有效地实现了数据冷热分离,并且节约了内存空间。同时,算法还构造了一种新的回收代价函数来选择回收块,在考虑回收效率的同时,还兼顾了磨损均衡的问题。实验结果表明,该算法与性能优异的FaGC算法相比,总的擦除次数减少了11%,总的拷贝次数减少了13%,擦次数最大差值减少了42%,内存消耗能减少了75%。因此,该算法有利于增加闪存可用空间,改善闪存系统的读写性能,延长闪存使用寿命。     

一种消除闪存芯片（NOR）擦除干扰的算法

为了解决NOR结构快闪存储器的擦除干扰问题,提出一种适用于闪存芯片（NOR）的高可靠性擦除算法。通过增加擦除干扰自动纠正机制,并在状态机的控制下产生擦除干扰自动纠正时序,从而达到自动纠正擦除干扰的目的。     

磨损均衡算法在NAND Flash管理中的改进

由于Flash具有擦除次数有限、先擦后写的特点,会带来使用寿命有限的缺陷。为延长其预期使用寿命,普遍采用磨损均衡算法对各存储单元进行管理。该算法核心在每次写操作时将新数据写入到最少被使用的物理块中。本文对该算法在垃圾回收策略和对静态文件管理方式做出改进。垃圾回收时在遵照磨损均衡原则的前提下提高写入数据效率,同时增强该算法对不同类型的文件存储单元管理能力,从而达到更加有效的磨损均衡。     

FeGC: An efficient garbage collection scheme for flash memory based storage systems

NAND flash memory is a promising storage media that provides low-power consumption, high density, high performance, and shock resistance. Due to these versatile features, NAND flash memory is anticipated to be used as storage in enterprise-scale systems as well as small embedded devices. However, unlike traditional hard disks, flash memory should perform garbage collection that consists of a series of erase operations. The erase operation is time-consuming and it usually degrades the performance of storage systems seriously. Moreover, the number of erase operations allowed to each flash memory block is limited. This paper presents a new garbage collection scheme for flash memory based storage systems that focuses on reducing garbage collection overhead, and improving the endurance of flash memory. The scheme also reduces the energy consumption of storage systems significantly. Trace-driven simulations show that the proposed scheme performs better than various existing garbage collection schemes in terms of the garbage collection time, the number of erase operations, the energy consumption, and the endurance of flash memory.     

基于逻辑页冷热分离的NAND闪存磨损均衡算法

针对现有的NAND闪存垃圾回收算法对磨损均衡考虑不足的问题,提出了一种基于逻辑页冷热分离的NAND闪存磨损均衡算法。算法同时考虑了无效页的年龄、物理块的擦除次数以及物理块更新的频率,采用混合模式选择回收符合条件的物理块。同时,推导了一种新的逻辑页热度计算方法,并将回收块上有效页数据按照逻辑页的热度进行了冷热分离。实验结果表明,与GR算法、CB算法、CAT算法以及FaGC算法相比,该算法不仅在磨损均衡上取得了很好的效果,而且总的擦除次数与拷贝次数也有了明显减少。     

一种运用块级局部性的闪存缓存管理策略

闪存被广泛应用在电子产品的存储设备中, 针对闪存的研究也日益得到重视. 基于访问的局部性原理, 并结合闪存读写代价的差异性, 提出了一种针对闪存特点运用块级局部性原理的cache缓存管理算法LRU-BLL. 实验表明, 这种方法有效地提高了缓存的命中率, 并且减少了缓存的脏页回写次数和提高了缓冲区的平均换出长度.     

Random data-aware flash translation layer for NAND flash-based smart devices

The design of flash memory systems for smart devices differs significantly from traditional storage systems, because most updates involve the random data. A previously proposed algorithm known as Switchable Address Translation (SAT) enhances the performance of multimedia storage devices; however, it exhibits low space utilization and executes intense monitoring. In this paper, we propose the Random Data-Aware Flash Translation Layer (RDA), which enhances the performance and durability of smart devices. RDA improves low space utilization using the state transition. Furthermore, RDA prolongs the durability of the flash memory by spreading out the random data. According to our experiment results, RDA reduces the total number of erase operations and narrows the deviation of erase operations between the physical blocks, when compared to SAT.     

基于随机游走的大容量固态硬盘磨损均衡算法

基于闪存的大容量固态硬盘(SSD)能够在未来取代磁盘.它有很多优点,包括非易失性、低能耗、抗震性强等.然而,基于NAND闪存的存储块自身存在有限的擦除重写次数的问题一直影响着它的广泛应用.当闪存芯片达到擦除重写的限制次数后,存储块上的数据就会变得不可靠.目前研究者们已经提出了一些磨损均衡算法来解决这个问题.但当固态硬盘的存储容量不断增大后,这些算法需要越来越多的内存容量来保证运行.文中提出一种基于随机游走的磨损均衡算法来应用在大容量的固态硬盘上,该算法能够很大程度地减少内存消耗.实验表明所需内存容量仅为BET算法的15.6%,与此同时磨损均衡的性能并没有降低.     

Flash存储中间层技术的研究

针对Flash存储器特殊的硬件特性和编程特性,提出了在其底层驱动和上层应用之间增加一个中间层（Logical Disk System,LDS）。LDS屏蔽了Flash的硬件特性,间接实现了擦写平衡。LDS的核心是block映射机制。文中介绍了block映射机制的物理块状态管理、物理块逻辑关系管理、映射关系表管理、垃圾回收机制等关键技术。最后通过一个实例对LDS进行性能分析,验证了该方法在实际应用中的可行性。     

基于写数据页聚簇的固态硬盘缓冲算法

针对Flash写前需擦除,读写I／O开销不均衡等固有缺陷,研究面向闪存缓冲区管理,对提高基于Flash的固态硬盘（SolidState Disk,SSD）访问性能具有重要理论意义和应用价值．通过分析SSD关键技术及现有缓冲区管理算法,实现了一种适用于SSD的基于写数据页聚簇缓冲算法．文章中详细介绍了该算法关键技术及原理,并通过FlashSim仿真平台实现SSD写缓冲．基于仿真结果与传统缓冲算法性能比对,分析得出该缓冲算法可降低SSD随机写次数和SSD数据存储分散性,并提升SSD响应速度．