提升固态存储设备读取性能的方法

李明江，段星辉，陈 仁

(1.黔南民族师范学院 计算机与信息学院 人工智能与大数据应用技术研究所，贵州 都匀 558000；2.黔南民族师范学院 计算机与信息学院，贵州 都匀 558000；3.中科院上海技术物理研究所 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083)

0 引 言

近年来，由于基于闪存的固态存储设备具有速度快、延时低、功耗低、抗震、体积小[1]等优点，固态存储设备在存储领域中得到广泛的使用。但闪存具有其自身的一些问题，比如写前擦除、寿命有限、读取次数有限、读写速度不一致等[2]。基于闪存的固态存储设备通过闪存转换层(flash translation layer，FTL)来管理闪存。FTL的主要作用是管理逻辑地址(LBA)到物理地址(PPA)的映射。基于不同粒度的映射，FTL有块映射、页映射以及混合映射等地址映射方式[3]，其中页映射具有最好的读写性能，因此为主流固态存储设备所使用。然而，基于页映射的映射表很庞大，需要大容量的缓存来存放。然而在一些固态存储设备中，出于成本和功耗考虑，没有配备大容量的缓存存储映射表，映射表只能部分存储在有限的控制器SRAM上，其绝大部分则存储在闪存上。有限的SRAM限制了无DRAM设备的读取性能，尤其是随机读取性能，因为设备首先需要访问闪存获取映射关系，然后再根据该映射关系从闪存中读取用户数据。在有限的SRAM空间，如果能尽可能多缓存映射关系，则能减少对闪存的访问，从而提升设备的读取性能。这是包括本文在内的很多论文解决该问题的一个思路。……