相變混合存儲(chǔ)器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)今在存儲(chǔ)系統(tǒng)中,主流的存儲(chǔ)器仍然是傳統(tǒng)的磁盤和近幾年廣泛使用的基于FLASH的固態(tài)硬盤,磁盤因受限于內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu),讀寫性能較差,而固態(tài)硬盤雖然在性能上有了很大的改善,但寫數(shù)據(jù)之前必需要進(jìn)行塊擦除操作,這成為其性能提升的很大阻礙。相變存儲(chǔ)器(PCRAM)是一種新型的非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,利用相變合金材料處于晶態(tài)和非晶態(tài)的不同電阻率大小來(lái)存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù),相比于FLASH存儲(chǔ)器,具有更高的存儲(chǔ)密度,更快的讀寫速度,無(wú)需擦除操作和更長(zhǎng)的壽命等

2、優(yōu)點(diǎn),是符合未來(lái)高性能需求的理想存儲(chǔ)器。
　　通過(guò)綜合SDRAM、FLASH和相變存儲(chǔ)器的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了以SDRAM和相變存儲(chǔ)器組成的混合主存系統(tǒng),具有 SDRAM的高速和相變存儲(chǔ)器非易失的特點(diǎn);設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了以相變存儲(chǔ)器和FLASH組成的混合外存儲(chǔ)系統(tǒng),具有相變存儲(chǔ)器高速讀寫和FLASH大容量、低成本的特點(diǎn)?；旌洗鎯?chǔ)器綜合使用了DDR3和PCIE接口技術(shù),達(dá)到了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?br>　　根據(jù)相變存儲(chǔ)器的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了混合存儲(chǔ)器的

3、硬件架構(gòu),對(duì)混合存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)、相變存儲(chǔ)器的陣列結(jié)構(gòu)給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。對(duì)混合主存系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了混合外存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件電路。針對(duì)該混合存儲(chǔ)器,設(shè)計(jì)了一種基于CPLD的高效混合存儲(chǔ)控制器,在PEX8311接口芯片工作模式下,實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器的單周期訪問(wèn)和DMA數(shù)據(jù)傳輸。在Linux操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)了混合存儲(chǔ)器的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,設(shè)計(jì)了主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能函數(shù)。最后對(duì)混合外存儲(chǔ)器進(jìn)行了性能測(cè)試,并與傳統(tǒng)的磁盤和固態(tài)硬盤做了對(duì)比與