保留時(shí)間感知的閃存轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、閃存因具有良好的讀寫(xiě)性能，所應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛。然而，閃存芯片的工藝制程減小和密度提高，卻使得閃存芯片可靠性降低，造成基于閃存的固態(tài)盤(pán)更容易發(fā)生保留錯(cuò)誤。固態(tài)盤(pán)發(fā)生保留錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一方面，隨著閃存物理塊已擦寫(xiě)次數(shù)的增加，氧化層的退化造成電荷更易泄露；另一方面，電荷的自發(fā)移動(dòng)也影響閾值電壓。為了盡量減少保留錯(cuò)誤，提出了保留時(shí)間感知的閃存轉(zhuǎn)換層（Retention-time Aware Flash Translation Layer

2、, RA-FTL），以保證固態(tài)盤(pán)的可靠性。
　　保留時(shí)間感知的閃存轉(zhuǎn)換層包括物理塊分類模塊、控制數(shù)據(jù)布局的地址映射模塊、保留時(shí)間檢測(cè)模塊、重映射模塊和動(dòng)態(tài)閾值的垃圾回收模塊。首先，將閃存物理塊根據(jù)其保留時(shí)間分類，分為最長(zhǎng)保留時(shí)間物理塊、次長(zhǎng)保留時(shí)間物理塊和普通保留時(shí)間物理塊。其次，地址映射時(shí)，為待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)分配普通保留時(shí)間物理塊。保留時(shí)間檢測(cè)模塊定期對(duì)有效物理塊的保留時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，將低于閾值的有效物理塊的有效頁(yè)交由重映射模塊進(jìn)行遷

3、移。重映射模塊選擇最長(zhǎng)保留時(shí)間物理塊作為遷移目的物理塊。隨后，垃圾回收時(shí)，綜合考慮閃存物理塊的無(wú)效頁(yè)數(shù)量與有效數(shù)據(jù)頁(yè)的已保留時(shí)間選取待回收塊，將接近保留時(shí)間閾值的有效數(shù)據(jù)提前遷移，選擇次長(zhǎng)保留時(shí)間物理塊作為遷移目的物理塊。RA-FTL利用其地址映射、保留時(shí)間檢測(cè)、重映射以及垃圾回收過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分類存儲(chǔ)。寫(xiě)入的數(shù)據(jù)默認(rèn)映射到普通保留時(shí)間物理塊；交由重映射模塊遷移的有效數(shù)據(jù)所需的保留時(shí)間最長(zhǎng)，放置到最長(zhǎng)保留時(shí)間物理塊；垃圾回收時(shí)有效數(shù)據(jù)