固态硬盘内部数据容错技术的研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:coolcool1234567
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
相对于传统的磁质机械硬盘,基于闪存的固态硬盘具有更高的读写速度、更低的能耗、更好的抗震性和更低的噪音。因此,固态硬盘正越来越多地被运用在计算机系统中。但是,因为固态硬盘内闪存芯片的组织方式以及闪存存储介质的擦除次数限制,其内部部分闪存介质失效会引起全局数据丢失,造成严重损失。因此迫切需要一种方法来应对这种不同规模闪存失效,以提高固态硬盘的可靠性。  针对固态硬盘的数据容错问题,在固态硬盘内部结构上借鉴冗余磁盘阵列思想,从逻辑地址上组织条带并进行条带内的页间校验,通过修改地址映射算法将同一条带内的页分配到不同的物理区域中,当某个闪存介质发生失效时,可根据其余的数据通过计算恢复出丢失的数据,从而提高固态硬盘的可靠性。由此,重新设计了固态硬盘的闪存转换层。改进地址映射算法,在提供数据容错功能的同时,能够静态地均衡磨损并提高垃圾回收的效率;改进缓存管理算法,以条带为单位进行缓冲区替换,从而减少了校验的更新次数,在减小计算量的同时还减少了对闪存的读写次数,既缩短了I/O响应时间也延长固态硬盘的使用寿命;增加数据恢复模块,根据失效规模的大小采取不同的恢复方法,既能快速响应外部请求又能充分利用请求间隙间的空闲时间重建数据;提出重建数据布局方法,在通道或芯片级的故障发生后,能以较小的代价将恢复的数据页重新写入到闪存中,且利用重定向方法,在不修改本条带校验页的情况下继续保持该条带内数据的保护功能。  模拟器SSDsim实验结果表明,所设计的固态硬盘数据容错方法可以在较小的性能损失下,显著提高固态硬盘的可靠性。
其他文献
随着模板技术的广泛应用及协同技术的飞速发展,协同模板概念在两者技术优势的结合下产生。本文介绍了协同模板建模系统(CoTM),在此基础上展开基于约束模型的任务机制研究,重
在大型企事业单位的信息环境中通常存在着多种应用信息系统,而各系统采取的权限管理、授权服务与访问控制的方式往往各不相同,在实际应用中对于各个系统资源的访问缺少一种统一
在海量数据存储与大数据处理中,普遍采用了基于HDFS (Hadoop DistributedFile System,Hadoop分布式文件系统)架构的集群来存储数据。为支持大数据分析在海量数据上进行实时查询
本文在对系统架构进行详细分析的基础上引入Struts框架,深入研究了Struts应用框架的内部结构、工作流程及其所使用的设计模式。探讨了如何利用Struts框架,通过优化Web应用程序
随着WWW的急剧增长以及多媒体技术和通讯技术的飞速发展,快速有效地进行互联网多媒体信息检索、查询和浏览,成为人们的迫切需求。现存的图像搜索引擎,大多是采用基于文本关键
随着计算机应用技术的不断发展,计算模式从集中式转向了分布式,尤为典型的是C/S结构(Client/Server),在上个世纪八十年代及九十年代初得到广泛应用。但随着企业规模的日益扩
传统的边界防火墙存在单点失效和性能瓶颈的局限性,而且依赖于网络的拓扑结构实施其安全策略。在网络高速发展的今天,传统防火墙的局限性越发显得明显。分布式防火墙正是在这样
随着无线局域网得到越来越广泛的应用,研究无线宽带接入互联网的基础理论与关键技术具有重大的科学和经济意义,提供高性能的无线互联网传输协议是实现无线宽带接入互联网要解
在存储系统中,CPU的处理速度远大于磁盘等I/O设备的读写速度,两者间的速度不匹配严重影响了系统整体性能。预取技术能够有效地弥补I/O设备与CPU之间的速度差异,因此被广泛应用。
网格技术将所有可用于共享的资源(例如,计算机、高性能设备、昂贵仪器、存储设备、科学数据、软件、数据库等)通过网络连接起来,并将它们转化成一种随处可得的、可靠的、标准