軟件定義的PCM與NANDFlash融合存儲系統(tǒng)研究.pdf

1、目前大多數(shù)固態(tài)硬盤為了提高適用性都由內(nèi)部提供的閃存轉(zhuǎn)換層向主機(jī)端屏蔽閃存（NAND Flash）本身的缺陷。然而這種封裝成黑盒子的固態(tài)硬盤，很難獲取主機(jī)端存儲請求的語義信息，固態(tài)盤內(nèi)部的FTL算法無法通過數(shù)據(jù)的語義來組織數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)訪問，提高固態(tài)盤的性能。同時，主機(jī)端針對傳統(tǒng)磁盤設(shè)計的文件系統(tǒng)和I/O調(diào)度程序也不適用于固態(tài)硬盤，并且無法獲取固態(tài)硬盤的物理信息及相關(guān)統(tǒng)計信息做好存儲系統(tǒng)的性能優(yōu)化。
　　為了滿足用戶特色應(yīng)用需求提升

2、存儲系統(tǒng)的整體性能，針對上述問題提出一種軟件定義的相變存儲器（PCM）與閃存融合的存儲系統(tǒng)。在固態(tài)硬盤中融入性能更好的非易失存儲器件PCM，根據(jù)主機(jī)數(shù)據(jù)訪問模式將其作為NAND Flash的同級存儲器或者上級緩存使用。為了充分利用PCM和NAND Flash共同優(yōu)勢，設(shè)備端將NAND Flash和PCM的通道信息、擦除次數(shù)、數(shù)據(jù)布局信息都暴露給主機(jī)端，并且在主機(jī)端完成FTL的關(guān)鍵算法，將存儲系統(tǒng)設(shè)計成一個軟、硬件協(xié)同工作的融合系統(tǒng)。優(yōu)化

3、主機(jī)與設(shè)備之間的操作接口、縮短數(shù)據(jù)訪問的I/O路徑，文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序可以直接調(diào)用接口讀寫PCM和NAND Flash，最大化地利用了PCM和NANDFlash的優(yōu)勢。為達(dá)到設(shè)計目的，在主機(jī)端部署了一個融合存儲層，并在其中實現(xiàn)靈活的PCM和NAND Flash地址映射及I/O調(diào)度策略，以提高存儲系統(tǒng)性能和靈活性。以期達(dá)到在不改變硬件設(shè)備的條件下，通過軟件定義的途徑為用戶專門定制滿足特色應(yīng)用的融合存儲系統(tǒng)的目的。實驗結(jié)果充分表明了該方法的