在現(xiàn)有存儲體系中,作為外部存儲的磁盤已不適應(yīng)計(jì)算機(jī)對IO性能越來越高的要求,基于DRAM和SRAM的內(nèi)存和緩存也面臨功耗和容量擴(kuò)展的問題,存儲體系對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體性能的制約越來越突出。新型非易失存儲器件,在緩存、內(nèi)存和硬盤層面為計(jì)算機(jī)存儲體系的發(fā)展帶來了新的契機(jī),但仍然存在諸多缺陷。閃存（NAND FLASH Memory）、自旋矩傳輸磁存儲器（STT-RAM,Spin-Torque Transfer RAM）、相變存儲器（PCM,Phase Change Memory）和阻變存儲器（RRAM,Resistor RAM）等,相比于DRAM和SRAM等傳統(tǒng)存儲器,具有更高的集成度、更低的靜態(tài)功耗和非易失性等優(yōu)勢。STT-RAM能提供比傳統(tǒng)SRAM更高的存儲密度和更低的靜態(tài)功耗,卻存在寫延遲較高的問題。PCM能提供比傳統(tǒng)DRAM更高的容量可擴(kuò)展性,卻存在寫次數(shù)有限、讀寫性能不一致等問題。基于閃存的固態(tài)硬盤（SSD,Solid State Disk）也存在隨機(jī)寫入性能惡化和壽命損耗嚴(yán)重的問題。本文從緩存、內(nèi)存和固態(tài)硬盤三個(gè)層面,開展基于新型非易失存儲器件的存儲體系若干關(guān)鍵技術(shù)研究。在CPU緩... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章. 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于新型非易失存儲器件的片上緩存系統(tǒng)
        1.2.2 基于新型非易失存儲器件的內(nèi)存系統(tǒng)
        1.2.3 基于新型非易失存儲器件的外存系統(tǒng)
    1.3 研究內(nèi)容及文章結(jié)構(gòu)
第二章 基于三值型STT-RAM的非易失緩存研究
    2.1 STT-RAM技術(shù)分析
        2.1.1 單值型STT-RAM技術(shù)
        2.1.2 多值型STT-RAM技術(shù)
    2.2 串并混合架構(gòu)三值型STT-RAM設(shè)計(jì)
        2.2.1 三值型STT-RAM存儲單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.2 三值型STT-RAM存儲單元讀取邏輯設(shè)計(jì)
        2.2.3 三值型STT-RAM存儲單元寫入邏輯設(shè)計(jì)
    2.3 基于串并混合架構(gòu)三值型STT-RAM的緩存設(shè)計(jì)
        2.3.1 緩存分級映射方法
        2.3.2 不同級頁面交換方法
    2.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
        2.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.4.2 仿真結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于相變存儲器的非易失內(nèi)存研究
    3.1 相變存儲器技術(shù)分析
        3.1.1 相變存儲器技術(shù)
        3.1.2 雙值型相變存儲器及其讀寫機(jī)制分析
    3.2 基于雙值型相變存儲器的內(nèi)存設(shè)計(jì)方法
        3.2.1 分頁映射方法分析
        3.2.2 分頁耦合映射方法
    3.3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
        3.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.3.2 仿真結(jié)果與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于閃存的固態(tài)硬盤研究
    4.1 固態(tài)硬盤關(guān)鍵技術(shù)分析
        4.1.1 閃存存儲特性分析
        4.1.2 閃存轉(zhuǎn)換層算法分析
        4.1.3 固態(tài)硬盤壽命分析
    4.2 CP-FTL閃存轉(zhuǎn)換層算法設(shè)計(jì)
        4.2.1 CP-FTL架構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 閃存區(qū)域劃分
        4.2.3 根映射表及其緩存設(shè)計(jì)
        4.2.4 CP-FTL蒜法工作流程設(shè)計(jì)
        4.2.5 CP-FTL算法仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    4.3 壽命評估方法及其應(yīng)用研究
        4.3.1 壽命評估方法
        4.3.2 基于容量調(diào)整的固態(tài)硬盤延壽方法
        4.3.3 壽命到期固態(tài)硬盤的再利用方法
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
專業(yè)術(shù)語與縮略詞匯表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CSWL:Cross-SSD Wear-Leveling Method in SSD-Based RAID Systems for System Endurance and Performance[J]. 杜溢墨,肖儂,劉芳,陳志廣.  Journal of Computer Science & Technology. 2013(01)
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本文編號：3056912