基于闪存芯片的固态硬盘由于其性能优势,逐渐替代机械硬盘成为了主流存储设备。但是闪存芯片只能承受有限次的擦除操作,过多的擦除操作会带来大量的磨损,不但会使固态硬盘的数据可靠性变差,还会降低固态硬盘的使用寿命。于是RAID（Redundant Arrays of Independent Disks,独立磁盘冗余阵列）机制被应用在固态硬盘上以提高其系统级的可靠性,其通过为每个条带维护一个校验块来保证数据的可靠性,当固态硬盘因损坏而造成数据丢失时,RAID机制能够及时有效地对丢失的数据进行恢复。支持RAID的固态硬盘在进行数据更新时,不但要更新数据块,还需要更新同一条带的校验块,这一操作将会产生大量的校验块更新,且新数据必须写入原数据所在的通道,所以会导致固态硬盘的各个通道间出现磨损程度与I/O负载程度不均衡的现象,进而使固态硬盘寿命下降并降低其I/O性能。因此,如何提高固态硬盘内各通道间的均衡性,显得尤为重要。针对上述问题,本文完成了以下工作:首先,研究了固态硬盘内部的不均衡状况,并验证了部分数据块会比校验块产生更多的更新操作,为本文提供动机。随后针对各通道间的均衡性,设计了一个用于评估固态硬盘内各通道间均衡程度的数学模型。模型综合考虑了多项相关指标,用于判断当前固态硬盘内部各通道间是否处于均衡状态,并对系统的不均衡程度进行了量化,为数据交换操作提供了指导与依据。其次,针对固态硬盘内部磨损和负载不均衡的现象,本文提出了基于页交换的磨损与负载均衡优化机制。当数据更新请求到达时,综合考虑数据块和奇偶校验块的访问热度,以及各通道间的磨损和负载程度,由此选择合适的数据交换模式。经过所建立的数学模型进行评估,当固态硬盘各通道间的均衡程度能够有所改善时进行数据交换操作。通过对各通道情况及数据本身情况的综合考量,将磨损或负载情况较重的通道内的部分磨损和负载转移至程度更轻的通道内,以此实现负载与磨损均衡,达到提升固态硬盘使用寿命,降低系统I/O响应时间的目的。最后,为了验证所提出的优化机制的有效性,本文在SSDSim模拟器上使用真实数据集获取了本机制的实验结果,并与相关工作进行了对照。实验结果表明,所提出的机制不仅能够有效地提高固态硬盘内部各通道间负载的均衡性,降低系统的I/O响应时间,还使固态硬盘内部各通道间的磨损程度更为均衡,延长了固态硬盘的使用寿命。