軟件定義的PCM與NANDFlash融合存儲(chǔ)系統(tǒng)研究.pdf

1、目前大多數(shù)固態(tài)硬盤(pán)為了提高適用性都由內(nèi)部提供的閃存轉(zhuǎn)換層向主機(jī)端屏蔽閃存（NAND Flash）本身的缺陷。然而這種封裝成黑盒子的固態(tài)硬盤(pán)，很難獲取主機(jī)端存儲(chǔ)請(qǐng)求的語(yǔ)義信息，固態(tài)盤(pán)內(nèi)部的FTL算法無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義來(lái)組織數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)訪問(wèn)，提高固態(tài)盤(pán)的性能。同時(shí)，主機(jī)端針對(duì)傳統(tǒng)磁盤(pán)設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)和I/O調(diào)度程序也不適用于固態(tài)硬盤(pán)，并且無(wú)法獲取固態(tài)硬盤(pán)的物理信息及相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息做好存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能優(yōu)化。
　　為了滿(mǎn)足用戶(hù)特色應(yīng)用需求提升

2、存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能，針對(duì)上述問(wèn)題提出一種軟件定義的相變存儲(chǔ)器（PCM）與閃存融合的存儲(chǔ)系統(tǒng)。在固態(tài)硬盤(pán)中融入性能更好的非易失存儲(chǔ)器件PCM，根據(jù)主機(jī)數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式將其作為NAND Flash的同級(jí)存儲(chǔ)器或者上級(jí)緩存使用。為了充分利用PCM和NAND Flash共同優(yōu)勢(shì)，設(shè)備端將NAND Flash和PCM的通道信息、擦除次數(shù)、數(shù)據(jù)布局信息都暴露給主機(jī)端，并且在主機(jī)端完成FTL的關(guān)鍵算法，將存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)軟、硬件協(xié)同工作的融合系統(tǒng)。優(yōu)化

3、主機(jī)與設(shè)備之間的操作接口、縮短數(shù)據(jù)訪問(wèn)的I/O路徑，文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序可以直接調(diào)用接口讀寫(xiě)PCM和NAND Flash，最大化地利用了PCM和NANDFlash的優(yōu)勢(shì)。為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，在主機(jī)端部署了一個(gè)融合存儲(chǔ)層，并在其中實(shí)現(xiàn)靈活的PCM和NAND Flash地址映射及I/O調(diào)度策略，以提高存儲(chǔ)系統(tǒng)性能和靈活性。以期達(dá)到在不改變硬件設(shè)備的條件下，通過(guò)軟件定義的途徑為用戶(hù)專(zhuān)門(mén)定制滿(mǎn)足特色應(yīng)用的融合存儲(chǔ)系統(tǒng)的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分表明了該方法的