固态盘存储系统性能优化研究

发布时间：2023-03-30 00:09

　　固态盘在目前已得到了广泛的应用,但如何进一步发挥固态盘的优势并克服它自身的不足,仍具有十分重要的研究意义。本文从如何提高固态盘寿命,怎么利用固态盘提高外存储器的访问性能,如何模拟驱动进行固态盘分析与优化并找出并行通道数和并行性能的关系,怎样利用固态盘的访问优势在团簇的结构优化进行计算机的加速进行了研究。本文针对固态盘存储的研究热点进行了如下四个方面的研究。1.提出了一种基于动态阈值的耗损均衡算法。该算法采用了动态阈值的耗损均衡算法,通过不断降低周期中的耗损均衡阈值,使最后一个周期中的耗损均衡阈值不断减小,当耗损均衡进入最后一个周期时,整个固态盘的每个块也正好被磨损完,而且在没有块差异的情况下,每个块几乎是同时磨穿同时死亡,由此可使固态盘中每个块的可擦写次数得到完全利用,从而达到提高固态盘寿命,实现性能稳定性的目的。实验结果表明,提出的算法显著提高了整个固态盘的寿命与稳定性。2.提出了对多通道固态盘访问分析与优化。通过仿真模拟不同通道道数的固态盘的访问性能,将模拟后产生的性能数据经过对比,然后分析发现最能发挥固态盘性能的最佳的并行通道数。同时分析发现固态盘的并行通道数和并行性能并不是成线...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 固态盘FTL层的性能和可靠性研究
        1.2.2 固态盘Cache管理层的性能和可靠性研究
        1.2.3 基于固态盘混合存储的研究
        1.2.4 固态盘的并行性研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 论文的组织
第二章 基于动态阈值的耗损均衡算法
    2.1 固态盘内部结构及操作方式
    2.2 固态盘内部工作方式及耗损均衡原理
        2.2.1 固态盘逻辑结构
        2.2.2 耗损均衡及其原理
    2.3 WLVT算法
    2.4 性能测试
        2.4.1 固态盘模拟仿真工具
        2.4.2 实验数据分析
    2.5 本章小结
第三章 多通道固态盘访问分析及优化
    3.1 背景
    3.2 模拟器SSDsim
        3.2.1 SSDsim特性
        3.2.2 SSDsim部分基本数据结构简介
        3.2.3 SSDsim输入和输出及数据源
    3.3 静态访问特征分析
        3.3.1 固态盘相关运行数据
        3.3.2 通道相关及请求级运行数据
        3.3.3 固态盘的基础设定及读写请求
        3.3.4 擦除操作数量及数量及读写请求的平均响应时间
        3.3.5 通道的子请求数量及擦除次数
        3.3.6 请求的子请求数量及空闲时间
    3.4 动态访问特征分析
        3.4.1 数据采集项目和参数控制
        3.4.2 agedratio变化情况下固态盘的运行数据
        3.4.3 通道数目变化情况下固态盘的运行数据
        3.4.4 芯片数目变化情况下固态盘的运行数据
    3.5 固态盘多通道性能优化
        3.5.1 数据解析
        3.5.2 模拟检测
    3.6 本章小结
第四章 基于统计的混合存储数据放置方法
    4.1 相关工作
    4.2 Hybridssdisk混合存储框架
        4.2.1 Hybridssdisk混合存储框架概述
        4.2.2 识别数据特征
        4.2.3 数据迁移管理
        4.2.4 系统中存储的部署
    4.3 实验环境
    4.4 实验评估
        4.4.1 性能比较
        4.4.2 寿命比较
    4.5 本章小结
第五章 基于固态盘的合金簇结构算法优化
    5.1 背景和相关工作
        5.1.1 势函数的描述
        5.1.2 I-BHMC算法
        5.1.3 Spark并行框架
    5.2 数据转储
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Spark并行计算的加速比
        5.3.2 CoPt团簇的结构优化
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 研究工作展望
参考文献
附录Ⅰ:攻读博士学位期间科研成果
附录Ⅱ:攻读博士学位期间参与的科研项目



本文编号：3774779