面向閃存的緩存管理技術(shù)研究.pdf

1、閃存是一種被廣泛使用在數(shù)碼電子產(chǎn)品中的存儲(chǔ)介質(zhì)，其具有讀寫速度快、體積小、能耗低、抗震性好等優(yōu)勢(shì)，所以越來越多的被使用在日常生活中。但是閃存也有自己的一些局限性，如容量低、寫一次性、有限擦除次數(shù)等，這些因素限制了閃存性能的發(fā)展以及產(chǎn)品的普及。隨著消費(fèi)電子領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，智能手機(jī)和超級(jí)本等對(duì)閃存產(chǎn)品提出了日益強(qiáng)烈的需求，如何有效提升閃存的訪問性能和使用壽命日益成為閃存領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 傳統(tǒng)的緩存管理算法一般只是注重局部性原理

2、在時(shí)間上的運(yùn)用，并且只是面向傳統(tǒng)的HDD硬盤，并不適合于閃存。比如說，閃存的讀寫性能差異巨大，而在HDD中就幾乎沒有差別，所以緩存管理算法需要針對(duì)閃存的這一特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
　　 本文基于閃存的主要特點(diǎn)，并結(jié)合已有的緩沖區(qū)管理算法，提出了兩種緩沖區(qū)管理算法LRU-BLL和LRU-MCBLL，其中LRU-BLL算法將緩存中的頁面按照數(shù)據(jù)塊分組組織在LRU鏈表中，當(dāng)數(shù)據(jù)塊被訪問，將其移至MRU端，延緩換出。當(dāng)緩存空間不足，選取L

3、RU端的數(shù)據(jù)塊作為候選塊，優(yōu)先換出其中的干凈頁，最后換出臟頁。該算法有效提升了緩存的命中率，并且減少了對(duì)閃存的臟頁回寫次數(shù)。
　　 針對(duì)訪問中存在的一次性訪問問題，本文對(duì)LRU-BLL算法作了進(jìn)一步的改進(jìn)。為每個(gè)數(shù)據(jù)塊分組引入標(biāo)記值，用于記錄對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊的相對(duì)引用次數(shù)，每次數(shù)據(jù)塊的訪問都會(huì)遞加對(duì)應(yīng)標(biāo)記值。當(dāng)緩存空間不足時(shí)，算法從鏈表LRU端選取標(biāo)記值為0的數(shù)據(jù)塊作為候選塊換出，換出方式同LRU-BLL算法。實(shí)驗(yàn)表明，LRU-MCB