本文選題：相變存儲(chǔ)器 + 文件系統(tǒng)��； 參考：《華中科技大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：相變存儲(chǔ)器（Phase Change Memory, PCM）作為一種新型的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，具有高存取速度、非易失性、可按字節(jié)尋址等特性。PCM利用特殊材料在晶態(tài)和非晶態(tài)的電阻差異來(lái)記錄信息，具有和DRAM同一數(shù)量級(jí)的讀寫(xiě)速度。傳統(tǒng)文件系統(tǒng)都針對(duì)磁盤(pán)等特性設(shè)計(jì)的，直接應(yīng)用在PCM上還存在很多問(wèn)題，不僅存在空間浪費(fèi)，還會(huì)損失部分PCM的性能。針對(duì)PCM特性設(shè)計(jì)新的文件系統(tǒng)已經(jīng)成為了當(dāng)前學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。 針對(duì)PCM設(shè)計(jì)了一種專(zhuān)用文件系統(tǒng)PCMFS，能夠充分利用PCM讀延遲低的特點(diǎn)，并考慮單位存儲(chǔ)成本，提高存儲(chǔ)利用率。PCMFS能夠直接支持虛擬文件系統(tǒng)接口，采用inode等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了元數(shù)據(jù)的操作，從而減少元數(shù)據(jù)管理開(kāi)銷(xiāo)；PCMFS將索引節(jié)點(diǎn)表和數(shù)據(jù)區(qū)整合為了一個(gè)物理區(qū)域，并且采用了兩邊向中間分配的方式，，這樣就可以適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于索引節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)塊的數(shù)量要求；PCMFS還設(shè)計(jì)了DIT（被刪除索引節(jié)點(diǎn)表）來(lái)處理被刪除的索引節(jié)點(diǎn)，減少數(shù)據(jù)空洞；PCMFS還引入了數(shù)據(jù)遷移的機(jī)制，為了在應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)生突變的時(shí)候保證空間利用率。最后在上述設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，在linux平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)PCMFS原型。 經(jīng)過(guò)ext2（在ramdisk工具上運(yùn)行）、ramfs、tmpfs和PCMFS的對(duì)比測(cè)試，PCMFS在空間使用率上要比ext2高12%，平均訪問(wèn)速度比ext2高23.3%，比ramfs和tmpfs低4.5%。由于ramfs和tmpfs本身就是針對(duì)內(nèi)存優(yōu)化的文件系統(tǒng)，因此本設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)出較好的性能，并且在空間節(jié)省上也具有優(yōu)勢(shì)。
[Abstract]:Phase change memory Phase Change Memory, PCM), as a new non-volatile storage medium, has the characteristics of high access speed, non-volatile, and can be addressed by bytes. PCMs record information by using the resistance difference between crystalline and amorphous states of special materials. Has the same reading and writing speed as DRAM. Traditional file systems are designed for disk and other characteristics. There are still many problems in the direct application of PCM, which not only waste space, but also lose part of the performance of PCM. Designing a new file system for PCM features has become a hot research topic in academic circles. A special file system (PCMFSs) is designed for PCM, which can take full advantage of the low read delay of PCM, consider the unit storage cost, improve storage utilization. PCMFS can directly support the virtual file system interface, and adopt the data structure such as inode, etc. It simplifies the operation of metadata, thus reducing the metadata management overhead. PCMFS integrates the index node table and data area into a physical area, and distributes them to the middle of each other. In this way, PCMFS can meet the requirements of different application scenarios for the number of index nodes and data blocks. The PCMFS also designs a DIT (deleted index node table) to deal with the deleted index nodes, and reduces the data void. PCMFS also introduces a mechanism of data migration. In order to ensure the space utilization rate when the application scene changes. Finally, on the basis of the above design scheme, PCMFS prototype is implemented on linux platform. After a comparative test of running tmpfs and PCMFS on the ramdisk tool, the space utilization rate of PCMFS is 12% higher than that of ext2, the average access speed is 23. 3% higher than that of ext2, and 4.5% lower than that of ramfs and tmpfs. Because ramfs and tmpfs are file systems for memory optimization, this design has good performance and advantages in space saving.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TP333

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1948654