固態(tài)硬盤內部數據容錯技術的研究.pdf

1、相對于傳統(tǒng)的磁質機械硬盤，基于閃存的固態(tài)硬盤具有更高的讀寫速度、更低的能耗、更好的抗震性和更低的噪音。因此，固態(tài)硬盤正越來越多地被運用在計算機系統(tǒng)中。但是，因為固態(tài)硬盤內閃存芯片的組織方式以及閃存存儲介質的擦除次數限制,其內部部分閃存介質失效會引起全局數據丟失,造成嚴重損失。因此迫切需要一種方法來應對這種不同規(guī)模閃存失效，以提高固態(tài)硬盤的可靠性。
　　針對固態(tài)硬盤的數據容錯問題,在固態(tài)硬盤內部結構上借鑒冗余磁盤陣列思想，從邏輯地址

2、上組織條帶并進行條帶內的頁間校驗,通過修改地址映射算法將同一條帶內的頁分配到不同的物理區(qū)域中，當某個閃存介質發(fā)生失效時，可根據其余的數據通過計算恢復出丟失的數據，從而提高固態(tài)硬盤的可靠性。由此,重新設計了固態(tài)硬盤的閃存轉換層。改進地址映射算法，在提供數據容錯功能的同時，能夠靜態(tài)地均衡磨損并提高垃圾回收的效率；改進緩存管理算法，以條帶為單位進行緩沖區(qū)替換，從而減少了校驗的更新次數,在減小計算量的同時還減少了對閃存的讀寫次數，既縮短了I/O

3、響應時間也延長固態(tài)硬盤的使用壽命；增加數據恢復模塊，根據失效規(guī)模的大小采取不同的恢復方法，既能快速響應外部請求又能充分利用請求間隙間的空閑時間重建數據；提出重建數據布局方法，在通道或芯片級的故障發(fā)生后，能以較小的代價將恢復的數據頁重新寫入到閃存中，且利用重定向方法，在不修改本條帶校驗頁的情況下繼續(xù)保持該條帶內數據的保護功能。
　　模擬器SSDsim實驗結果表明，所設計的固態(tài)硬盤數據容錯方法可以在較小的性能損失下，顯著提高固態(tài)硬盤的