發(fā)布時間：2020-12-04 09:59

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,存儲系統(tǒng)所需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大,而用戶對存儲系統(tǒng)的性能需求卻越來越高。閃存技術(shù)的出現(xiàn),給存儲系統(tǒng)帶來了巨大的變革,大大提升了外存儲系統(tǒng)的性能,但是相對于用戶對存儲系統(tǒng)的性能需求以及計算機(jī)系統(tǒng)計算處理能力的增長,存儲性能的提升還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,外存儲設(shè)備仍然還是整個計算機(jī)系統(tǒng)的瓶頸。此外,由于閃存自身的存儲特性缺陷,使得基于閃存的固態(tài)存儲存儲系統(tǒng)在可靠性保障與性能提升方面都面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。圍繞高性能固態(tài)盤,提出了一種軟件定義的相變存儲器與閃存的多介質(zhì)融合固態(tài)盤構(gòu)建方法,提升固態(tài)盤小寫性能和增強(qiáng)可靠性。新型非易失性存儲器尤其是相變存儲器的出現(xiàn),為解決固態(tài)盤性能與可靠性瓶頸提供了新的途徑。利用相變存儲器的高性能存取速度、靈活的存取方式以及非易失性等存儲特性與閃存融合,采用軟件定義的方法,根據(jù)不同的應(yīng)用負(fù)載需求,將相變存儲器靈活地用作緩存或同級存儲設(shè)備,有效地緩解了固態(tài)盤小寫性能差的問題,減少了閃存的擦寫次數(shù),提升了固態(tài)盤設(shè)備性能的同時增強(qiáng)了固態(tài)盤可靠性。在關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了軟件定義多介質(zhì)融合的固態(tài)盤硬件原型DSAL V1.0。通過在原型系統(tǒng)上進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn),服... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

閃存芯片內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)圖

通過 PCI-e 接口與主機(jī)端連接。為方便研究與系統(tǒng)升級，DSAL V1.0 采用子母卡的形式設(shè)計，子母卡之間借用 DDR3 物理接口進(jìn)行連接，其具體實物如圖2-7所示。即在主板上除了 FPGA 主控芯片與 DRAM 緩存外，設(shè)計了 4 個 DDR3DIMM 插槽接口，通過設(shè)計不同的子卡插入到主板上，從而可以靈活的構(gòu)建不同的多介質(zhì)融合固態(tài)盤。X VFPGADDR DIMMDDR DIMMDDR DIMMDDR DIMMDRAMBRAMPCMPCMPCMPCM圖 2-6 多介質(zhì)融合固態(tài)盤硬件構(gòu)成示意圖根據(jù)當(dāng)前新型存儲器件的發(fā)展?fàn)顩r，DSAL V1.0 主要研制了兩類子卡。其中一類是以鎂光的相變存儲器 P8P 芯片構(gòu)建的相變存儲子卡，如圖2-8(a) 所示，每個子卡上含有 8 顆 P8P 相變存儲器芯片，共同構(gòu)成一個通道，由于受限于單顆芯片容量僅為 128Mb，故每個相變存儲子卡容量為 128MB。而另一類子卡是分別以三星和鎂光的 NAND Flash 閃存芯片構(gòu)建的閃存子卡

圖 2-6 多介質(zhì)融合固態(tài)盤硬件構(gòu)成示意圖根據(jù)當(dāng)前新型存儲器件的發(fā)展?fàn)顩r，DSAL V1.0 主要研制了兩類子卡。其中一類是以鎂光的相變存儲器 P8P 芯片構(gòu)建的相變存儲子卡，如圖2-8(a) 所示，每個子卡上含有 8 顆 P8P 相變存儲器芯片，共同構(gòu)成一個通道，由于受限于單顆芯片容量僅為 128Mb，故每個相變存儲子卡容量為 128MB。而另一類子卡是分別以三星和鎂光的 NAND Flash 閃存芯片構(gòu)建的閃存子卡，如圖2-8(b、c) 所示，其中基于三星28

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種面向RAID陣列的SSD設(shè)計優(yōu)化方法[J]. 陳博,肖儂,劉芳,歐洋,何晚輝.  計算機(jī)工程與科學(xué). 2014(07)

博士論文
[1]磁盤陣列節(jié)能數(shù)據(jù)布局與性能優(yōu)化的研究[D]. 李元章.北京理工大學(xué) 2015



本文編號：2897398