导读:本文包含了闪存转换层论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:固态硬盘,Flash,闪存转换层,FTL
闪存转换层论文文献综述
王丽娜,王强[1]（2018）在《闪存数据管理中闪存转换层映射策略研究》一文中研究指出由于固态硬盘的物理结构和存储介质NAND FLASH的先擦后写以及擦除次数有限等特性使得应用于传统硬盘的文件系统不能直接应用于固态硬盘,解决这些问题的方案是在闪存设备之上增加一个FTL(Flash Translation Layer)将闪存设备模拟成与磁盘一致的块设备结构,从而使得传统的存储管理技术可以直接应用于闪存设备上。本文主要从专利文献的视角对闪存转换层的映射策略重要技术分支:页映射、块映射、混合映射进行了剖析。(本文来源于《中国新通信》期刊2018年13期）
方才华[2]（2018）在《基于数据重删技术的闪存转换层研究》一文中研究指出NAND闪存具有写前擦除和有限的擦写次数这些介质特性,使得基于NAND闪存的固态盘(Solid State Drive,SSD)不能很好地适应写密集型的应用。删除重复的数据是一种减少固态盘写压力的有效方法,将内容相同的数据块映射到同一物理页,减少了写入闪存的数据量。但这些物理页和普通物理页相比,被多个数据块引用,相对不易失效,会因成为目标回收块中的有效数据页而被反复迁移,需减少其迁移次数;另一个方面,此类物理页出错的破坏性更大,重要性相对更高,需适当增加保障措施以提升其可靠性。针对上述问题,提出了一种感知多被引数据失效概率的闪存转换层算法(Awareness of the Failure Probability of Multi-Cited Data Flash Translation Layer,AFP-FTL)和一种基于去重感知的冗余策略(Dedupe-Aware Redundant Strategy,DA-RS)。AFP-FTL综合考虑了物理页的被索引次数和其所对应逻辑页的冷热程度,引入页失效概率进行分级映射管理,将失效概率相近的物理页分配到对应级别的物理块,以减少垃圾回收的数据迁移量,从而降低写放大和提升性能。DA-RS则采用页失效概率来区分物理页重要程度并提供动态可调整的数据冗余度,对重要数据增加可靠性保障。此外,采用预处理指纹计算策略,减少缓存数据量,降低数据写回开销;提出目标回收块选择公式,综合考虑回收效率、物理块级别及块磨损,进一步延长固态盘使用寿命。经过实验测试,与同样进行重复数据删除的CAFTL相比,AFP-FTL的读性能可以提升20%-35%,写性能可以提升15%-30%;并且擦除次数减少近10%,擦除分布更加均匀,最高可以减少近10%的数据写入量。采用DA-RS策略后可以减少物理页不可纠正出错率近15%-40%,对于部分负载可以提升近10%-15%的读写性能,并且写放大情况和CAFTL相近。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
徐海娟[3]（2017）在《保留时间感知的闪存转换层设计与实现》一文中研究指出闪存因具有良好的读写性能,所应用的范围越来越广泛。然而,闪存芯片的工艺制程减小和密度提高,却使得闪存芯片可靠性降低,造成基于闪存的固态盘更容易发生保留错误。固态盘发生保留错误的原因有两个:一方面,随着闪存物理块已擦写次数的增加,氧化层的退化造成电荷更易泄露;另一方面,电荷的自发移动也影响阈值电压。为了尽量减少保留错误,提出了保留时间感知的闪存转换层(Retention-time Aware Flash Translation Layer,RA-FTL),以保证固态盘的可靠性。保留时间感知的闪存转换层包括物理块分类模块、控制数据布局的地址映射模块、保留时间检测模块、重映射模块和动态阈值的垃圾回收模块。首先,将闪存物理块根据其保留时间分类,分为最长保留时间物理块、次长保留时间物理块和普通保留时间物理块。其次,地址映射时,为待写入的数据分配普通保留时间物理块。保留时间检测模块定期对有效物理块的保留时间进行检测,将低于阈值的有效物理块的有效页交由重映射模块进行迁移。重映射模块选择最长保留时间物理块作为迁移目的物理块。随后,垃圾回收时,综合考虑闪存物理块的无效页数量与有效数据页的已保留时间选取待回收块,将接近保留时间阈值的有效数据提前迁移,选择次长保留时间物理块作为迁移目的物理块。RA-FTL利用其地址映射、保留时间检测、重映射以及垃圾回收过程实现对数据的分类存储。写入的数据默认映射到普通保留时间物理块;交由重映射模块迁移的有效数据所需的保留时间最长,放置到最长保留时间物理块;垃圾回收时有效数据迁移到次长保留时间物理块。测试结果表明,与定期重映射方案相比,RA-FTL方案平均减少37.1%的擦除次数和10.3%的写平均响应时间;和更新最小化方案相比,RA-FTL方案平均减少2.3%的擦除次数和12.1%的写平均响应时间。因此,RA-FTL方案既减少了保留错误,又降低了对固态盘寿命和性能的影响。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
林根[4]（2017）在《基于数据类型语义的闪存转换层的设计与实现》一文中研究指出NAND Flash存储器具有良好的读写性能,同时在低功耗、高存储密度、非易失性、抗震性等方面的表现优异,因此在移动产品、服务器等领域广泛使用。随着制造工艺的进步,NAND Flash芯片的存储密度越来越高,由其构成的固态盘(Solid State Drive,SSD)的容量越来越大。固态盘内部通常通过内置有限的内存用来全部或者部分存储映射表,然而随着固态盘容量的增大,闪存转换层(Flash Translation Layer,FTL)维护映射所需要的内存空间增大,传统的管理方式受到挑战。针对现有的固态盘的闪存转换层不能解析主机端存储访问的语义,仅以闪存页和闪存块为粒度用映射表的形式对固态盘的存储空间进行管理,无法很好地解决受限内存下大容量闪存页管理带来的开销问题。少量修改现有的文件系统和IO路径,使与存储布局相关的数据类型语义信息能够传递到固态盘。通过对主机端存储请求的特性分析,对请求数据进行分类处理,对文件系统的元数据采用基于页表的页级地址映射,对用户数据采用基于区段的地址映射以可变粒度的形式对闪存的存储空间进行管理,从而降低传统页表映射所需的内存容量,提升系统性能。利用文件系统发出的IO请求携带的文件标识语义信息,汇聚同一文件的数据,便于固态盘的垃圾回收与磨损均衡,提升系统寿命。采用固态盘模拟器对设计方案进行了实现和测试,测试结果显示该方案有效地降低大容量固态盘的维护映射所需的内存空间,提升了系统性能,延长了固态盘的使用寿命。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
宋俊辉[5]（2017）在《面向高级命令的闪存转换层算法研究》一文中研究指出近些年基于闪存的固态盘已逐步取代传统硬盘,其读写速度更快、功耗更低、防震防噪声效果更好。然而现有固态盘读写速度与主存至少相差一个数量级,无法满足大数据存储、分析以及处理的高性能需求。基于闪存的固态盘有多个层次,通道、封装、闪存芯片、晶圆、分组,为开发闪存内部及外部并行性提供了硬件基础。现有研究大多着重于提升闪存外部并行性,即在固态盘中设置多个通道控制器来独立管理闪存通道。针对闪存内部并行性的调度策略,主要通过设计闪存转换层,使得闪存多个分组可以同时执行操作,并使用内部数据迁移操作,提高垃圾回收的效率。然而,现有工作并未综合考虑闪存各个层次的并行性,闪存资源利用率不高。通过分析闪存芯片的内部组织结构,研究闪存高级命令的使用方法,提出一种充分利用闪存外部及内部并行性的闪存转换层算法——ADFTL(Advanced Command Flash Translation Layer)。通过增加闪存晶圆的状态管理,记录其状态转换,以便使用交错操作开发晶圆级并行,并使用命令生成模块,尽可能充分利用闪存的交错操作和多分组操作,综合考虑各个层次的并行性。另外,在闪存的分组中提出块管理策略,为多分组写操作设置专用的闪存块,避免闪存空闲页的浪费。在固态盘模拟器SSDSim上对所设计的ADFTL进行测试验证,结果表明ADFTL能够减小读写操作的平均响应时间,增大固态盘IOPS,提高固态盘性能。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
姚雷[6]（2017）在《面向嵌入式系统的TLC/SLC双模闪存转换层算法研究》一文中研究指出近年来,由于NAND闪存具有非易失性、低待机功耗、高密度和抗冲击性等优点,而被广泛应用于嵌入式系统中。巨大的商业前景又促进了NAND闪存技术的快速发展,新型TLC(Triple Level Cell)NAND闪存的存储密度是传统SLC(Single Level Cell)NAND闪存的3倍,是MLC(Multi Level Cell)NAND闪存的1.5倍,且成本更为低廉,逐渐成为主流的NAND闪存存储介质。然而,与传统闪存相比,TLC NAND闪存也有明显的不足,比如:读取/写入延迟高和耐久性低。这些都将成为基于TLC NAND闪存的嵌入式系统的性能瓶颈。因此叁星等闪存生产商提供了一种可以在SLC存储模式和TLC存储模式之间自由转换的TLC/SLC双模闪存。为此,本文在基于TLC/SLC双模闪存的嵌入式系统中,重新设计了文件系统的闪存转换层(Flash Translation Layer,以下简称FTL),名为Balloon-FTL,它主要包含两个部分:1)针对TLC NAND闪存性能的问题,采用可以动态转换存储模式的TLC/SLC双模闪存作为嵌入式设备的外存,根据嵌入式终端用户使用特点,提出存储负载感知算法;2)根据嵌入式设备I/O数据访问特性,提出一种混合映射算法。并通过实验证明以上两个算法的有效性。本文具体工作如下:第一,基于TLC NAND闪存的嵌入式系统应用十分广泛,如果不能根据使用情况动态合理划分TLC/SLC双模闪存空间。不仅会增加数据的读/写延迟,同时也会加重对非易失性存储器的磨损。为此,根据终端用户使用特点,本文提出一个存储负载感知算法,通过智能识别系统I/O数据特点,动态划分TLC/SLC双模闪存空间,从而达到降低系统读/写数据延迟,增加非易失性存储器耐久的目的。第二,TLC NAND闪存较高的读/写延迟和较低的耐久为传统FTL的性能带来挑战。为此,根据文件系统I/O特性和时间局域性原理,本文提出一种高精度的数据混合映射策略,以提高系统使用耐久、降低访问延迟,并提升用户体验。最后,本文在Linux系统下开发了一套TLC/SLC双模闪存的仿真实验软件,并验证本文提出算法的有效性。实验结果表明,Balloon-FTL可以有效识别嵌入式终端用户使用特点,动态合理划分TLC/SLC双模闪存空间,有效利用TLC/SLC双模闪存两种存储模式的优点。并且Balloon-FTL可以精确管理I/O数据。在系统性能方面,有效降低了系统读取/写入数据延迟时间,增加了非易失性存储器耐久。(本文来源于《重庆大学》期刊2017-04-01）
韩晓军,王举利,张南,高会娟[7]（2016）在《基于需求的叁级映射管理的闪存转换层算法》一文中研究指出使用NAND Flash作为存储介质的存储设备常需要闪存转换层(FTL)对NAND进行管理.页映射是一种常见的映射方式,但需要很大的内存存放页映射表.针对该问题,提出了基于需求的叁级映射管理的闪存转换层算法(TFTL).映射表保存在NAND闪存块中,减轻SRAM的压力,采用页置换法把需求的映射表搬移到SRAM中.由TFTL算法与Page mapping FTL、FAST、DFTL的对比分析可知:NAND闪存块擦除次数均衡性较好,系统响应时间和系统响应时间的标准差与Page mapping FTL等算法差异小.(本文来源于《天津工业大学学报》期刊2016年05期）
邱晓明[8]（2016）在《基于页组映射的固态盘闪存转换层优化算法研究》一文中研究指出闪存技术的飞速发展,使得固态盘凭借其体积小、能耗低、抗震性强、可靠性高等特点越来越受到人们的关注。闪存转换层(FTL)算法是固态盘控制器的关键技术之一,其性能好坏会直接影响到固态盘的读写性能。目前存在多种FTL算法,但这些算法往往只针对FTL算法的一个方面进行优化,甚至一方面性能的提升会以牺牲另一方面性能为代价。因此,提高闪存转换层算法的整体性能,对提高固态盘的读写性能具有重要意义。本文在对已有的闪存转换层算法进行研究的基础上,提出了基于页组的固态盘闪存转层优化算法(pg-FTL算法),并采用软件仿真和硬件测试的方式对该算法进行评估。首先,从研究基本的闪存转换层算法入手,分析了闪存转换层的地址映射算法、垃圾回收算法以及损耗均衡算法存在的不足之处,提出了设计闪存转换层算法的研究重点以及算法研究的总体方案。其次,本文提出了基于页组结构的地址映射算法,该算法将地址映射表分为通道、页组和页组内偏移叁个层级,以解决映射表过大的问题,同时可以利用通道之间的并行性,实现多个请求之间的并行操作。为了减少数据更新引起的数据迁移和垃圾回收操作,结合pg-FTL算法的地址映射的特点,提出了基于日志页组的数据更新机制以及基于页组阈值的垃圾回收算法。为了解决不同物理块擦写次数不均衡的问题,对静态损耗均衡算法进行了优化。然后,为了验证pg-FTL算法的性能,在Flashsim仿真环境下进行了算法的软件设计并搭建了仿真平台。在仿真平台上采用四种真实负载,对pg-FTL算法分别从SRAM缓存区命中率、平均系统响应时间、系统响应时间分布、块擦除次数、垃圾回收的额外读写次数、读写性能等方面进行仿真,并与页地址映射算法、FAST算法以及DFTL算法的仿真结果进行对比分析,结果表明pg-FTL算法在多个方面性能具有优越性。最后,采用通用的硬盘测试工具Iometer,在Jasmine board硬件平台上对pg-FTL算法和页地址映射算法的连续读写速度和4K随机读写速度进行硬件验证,验证结果表明pg-FTL算法的连续读操作性能突出。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
蔡晓乐,张亚棣,李亚晖,海钰琳[9]（2016）在《基于区域页级映射的闪存转换层设计》一文中研究指出针对固态硬盘中闪存不能进行本地更新操作以及擦写次数有限的特性,基于多通道并行结构的固态盘,提出一种基于区域的页级地址映射方案,将连续逻辑页分配到不同的通道中并利用叁级地址映射方法.利用动态和静态损耗均衡算法,提出了分层的损耗均衡算法和垃圾回收方案.分析表明该算法能释放固态盘内存空间,延长固态盘的寿命,提高整体性能,映射表内存占用相对传统页级映射减少近70%.(本文来源于《微电子学与计算机》期刊2016年04期）
王举利[10]（2015）在《eMMC存储系统的闪存转换层研究与设计》一文中研究指出嵌入式多媒体卡(eMMC)的出现,替代了传统手机内部可拔插的内存卡,扩展了内存空间,精简了手机等电子设备内部电路的设计。eMMC通常由叁部分组成：接口控制器、闪存转换层(FTL)、NAND闪存阵列。FTL是存储设备的核心,影响存储设备的读写性能和存储设备的寿命。在设计FTL算法时需要综合考虑NAND闪存的异地更新特性和eMMC协议。FTL算法以映射粒度的不同分为叁种映射方法：页映射、块映射和混合映射。页映射逻辑简单,在逻辑页和物理页之间直接建立映射关系,高效灵活,但是页映射需要大量的SRAM存储空间。块映射建立在块之间的映射,映射粒度大,占用SRAM空间小,但块映射会带来频繁的垃圾回收,影响系统的整体性能。混合映射兼顾页映射和块映射的优点,既保证更新数据的灵活性,又减小(?)SRAM占用空间。上述叁种映射方法对垃圾回收的性能是一个考验,都需要较高的垃圾回收频率。为减少垃圾回收频率和映射表占用的内存空间,提出了基于需要的一种叁级映射管理的闪存转换层(TFTL)。映射表保存在NAND闪存块中,减轻了SRAM的压力,采用页置换法把需求的映射表搬移到SRAM中。本文深入分析了DFTL算法的实现机制,提出基于需要的叁级映射管理的闪存转换层(TFTL)算法。指出了其所存在的NAND闪存磨损均衡的不均衡性。TFTL算法改进磨损均衡算法,不需区分数据块和转换块来解决NAND闪存磨损均衡的问题；应用FlashSim仿真和测试TFTL的准确性和复杂度。FlashSim内部集成的FTL算法可以作为评估本文算法的依据。在仿真测试中,选择系统响应时间、系统响应时间的标准差、功耗、磨损均衡和擦除次数作为主要性能指标。TFTL算法均衡考虑NAND闪存擦写寿命的限制,把所有的NAND闪存存放在闪存列表中,每次TFTL分配闪存块时,从闪存列表中选择最年轻的使用,均衡NAND闪存的寿命。TFTL算法与Page mapping FTL、FAST、DFTL的对比分析可知,NAND闪存块擦除次数均衡性较好,系统响应时间和系统响应时间的标准差与Page mapping FTL等算法差异小。(本文来源于《天津工业大学》期刊2015-12-01）
闪存转换层论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
NAND闪存具有写前擦除和有限的擦写次数这些介质特性,使得基于NAND闪存的固态盘(Solid State Drive,SSD)不能很好地适应写密集型的应用。删除重复的数据是一种减少固态盘写压力的有效方法,将内容相同的数据块映射到同一物理页,减少了写入闪存的数据量。但这些物理页和普通物理页相比,被多个数据块引用,相对不易失效,会因成为目标回收块中的有效数据页而被反复迁移,需减少其迁移次数;另一个方面,此类物理页出错的破坏性更大,重要性相对更高,需适当增加保障措施以提升其可靠性。针对上述问题,提出了一种感知多被引数据失效概率的闪存转换层算法(Awareness of the Failure Probability of Multi-Cited Data Flash Translation Layer,AFP-FTL)和一种基于去重感知的冗余策略(Dedupe-Aware Redundant Strategy,DA-RS)。AFP-FTL综合考虑了物理页的被索引次数和其所对应逻辑页的冷热程度,引入页失效概率进行分级映射管理,将失效概率相近的物理页分配到对应级别的物理块,以减少垃圾回收的数据迁移量,从而降低写放大和提升性能。DA-RS则采用页失效概率来区分物理页重要程度并提供动态可调整的数据冗余度,对重要数据增加可靠性保障。此外,采用预处理指纹计算策略,减少缓存数据量,降低数据写回开销;提出目标回收块选择公式,综合考虑回收效率、物理块级别及块磨损,进一步延长固态盘使用寿命。经过实验测试,与同样进行重复数据删除的CAFTL相比,AFP-FTL的读性能可以提升20%-35%,写性能可以提升15%-30%;并且擦除次数减少近10%,擦除分布更加均匀,最高可以减少近10%的数据写入量。采用DA-RS策略后可以减少物理页不可纠正出错率近15%-40%,对于部分负载可以提升近10%-15%的读写性能,并且写放大情况和CAFTL相近。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
闪存转换层论文参考文献
[1].王丽娜,王强.闪存数据管理中闪存转换层映射策略研究[J].中国新通信.2018
[2].方才华.基于数据重删技术的闪存转换层研究[D].华中科技大学.2018
[3].徐海娟.保留时间感知的闪存转换层设计与实现[D].华中科技大学.2017
[4].林根.基于数据类型语义的闪存转换层的设计与实现[D].华中科技大学.2017
[5].宋俊辉.面向高级命令的闪存转换层算法研究[D].华中科技大学.2017
[6].姚雷.面向嵌入式系统的TLC/SLC双模闪存转换层算法研究[D].重庆大学.2017
[7].韩晓军,王举利,张南,高会娟.基于需求的叁级映射管理的闪存转换层算法[J].天津工业大学学报.2016
[8].邱晓明.基于页组映射的固态盘闪存转换层优化算法研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[9].蔡晓乐,张亚棣,李亚晖,海钰琳.基于区域页级映射的闪存转换层设计[J].微电子学与计算机.2016
[10].王举利.eMMC存储系统的闪存转换层研究与设计[D].天津工业大学.2015