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多级存储数据价值评定研究 被引量:1
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作者 张菁 任怡 廖湘科 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期336-340,共5页
数据价值评定是多级存储中必不可少的重要部分,评值方法是否准确和合适直接影响了整个多级存储系统的优劣.但评定数据价值时需考虑的因素很多,如何选择和综合权衡这些因素是一个难点.另外,目前还没有评价数据价值评定方法优劣的权威标准... 数据价值评定是多级存储中必不可少的重要部分,评值方法是否准确和合适直接影响了整个多级存储系统的优劣.但评定数据价值时需考虑的因素很多,如何选择和综合权衡这些因素是一个难点.另外,目前还没有评价数据价值评定方法优劣的权威标准.本文对多级存储中的数据价值评定问题进行了研究,提出通过准确度、适应度和依赖度3方面指标评价数据价值评定方法的优劣;对比了当前的各种方法并归纳其发展趋势;展望了未来研究方向,指出不同优化目标下的数据价值评定和结合固态硬盘的多级存储数据价值评定在未来的研究价值. 展开更多
关键词 数据价值评定 多级存储 基于策略 数据访问形态 固态硬盘
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天地图·河南影像数据关键技术研究 被引量:1
2
作者 李小勇 谢孟利 +2 位作者 石晶 朱琳 赵克洋 《地理信息世界》 2015年第2期120-123,共4页
天地图·河南是"天地图"的有机组成部分保质保量实现天地图.河南影像数据一年更新两次目标,需要研究如何快速处理影像数据,提高工作效率,有必要从软件与硬件应用两个方面探讨影像数据处理关键技术。
关键词 互联网 天地图 固态硬盘 Moder BUILDER
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运营商业务系统数据模型及SSD性能评估技术
3
作者 吴家隐 李先绪 《移动通信》 2020年第5期76-81,共6页
5G时代带来了海量的数据存储需求,硬盘的IO(Input/Output)性能可能构成其主要瓶颈。从运营商核心系统的性能报告出发,根据业务系统的特点提取数据模型,并以PCIe SSD为例,构建了固态硬盘性能评估方案,从而得出贴近生产环境、具有实际指... 5G时代带来了海量的数据存储需求,硬盘的IO(Input/Output)性能可能构成其主要瓶颈。从运营商核心系统的性能报告出发,根据业务系统的特点提取数据模型,并以PCIe SSD为例,构建了固态硬盘性能评估方案,从而得出贴近生产环境、具有实际指导意义的SSD性能参数,为IT系统设计和优化提供依据,保障核心业务系统的部署。 展开更多
关键词 数据模型 固态硬盘 性能评估
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异构多固态盘的吞吐量优化
4
作者 杨良怀 万凯明 范玉雷 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第2期228-234,共7页
固态盘具有低访问延迟、抗震性、内部并行性等诸多优良特性,已被广泛使用。如何利用固态盘提高系统性能是当前研究议题之一。首先通过一系列不同读写比例的负载实验来探索固态盘的特性,发现在较大I/O请求粒度场景下,较高的读请求比例有... 固态盘具有低访问延迟、抗震性、内部并行性等诸多优良特性,已被广泛使用。如何利用固态盘提高系统性能是当前研究议题之一。首先通过一系列不同读写比例的负载实验来探索固态盘的特性,发现在较大I/O请求粒度场景下,较高的读请求比例有利于提升各类固态盘的吞吐量。基于实验结论,提出了一种I/O只读负载分离方法 RODI,通过合理放置只读数据来分离只读负载到合适的固态盘上,以提升异构多盘阵列整体的吞吐量。大量实验表明,在较大I/O粒度的异构多盘环境中,相比传统的RAID技术,RODI方法对于改善多盘总体吞吐量更具优势。 展开更多
关键词 异构多固态盘 吞吐量优化 固态盘特性
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闪存固态硬盘系统结构与技术 被引量:10
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作者 高聪明 石亮 +2 位作者 刘凯 薛春 舒继武 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1518-1532,共15页
闪存固态硬盘凭借其高性能、低功耗、非易失等特点已经被广泛应用于个人电脑、数据中心和云存储服务等.近10年来,随着制程工艺和微电子技术的发展,闪存固态硬盘的特性发生了显著的变化.首先介绍了闪存存储单元的基本结构和存储原理.然... 闪存固态硬盘凭借其高性能、低功耗、非易失等特点已经被广泛应用于个人电脑、数据中心和云存储服务等.近10年来,随着制程工艺和微电子技术的发展,闪存固态硬盘的特性发生了显著的变化.首先介绍了闪存存储单元的基本结构和存储原理.然后讨论了闪存固态硬盘的多项控制器关键技术,包括缓存设备、地址转换层、垃圾回收、数据分配、磨损均衡以及纠错码等.这些关键技术将支撑闪存固态硬盘的正常运作.此外,探讨了闪存固态硬盘的并行结构,并分析了闪存固态硬盘并行性利用的限制条件以及最新的并行性优化工作.接着,分析了3D闪存固态硬盘的发展和堆叠式结构,并针对3D固态硬盘的性能和寿命优化工作进行了归纳和分析,提出了现有3D固态硬盘性能和寿命优化工作的不足.最后,总结了当前闪存固态硬盘的现状,并提出可能的未来研究方向. 展开更多
关键词 闪存 固态硬盘 缓冲区 闪存转换层 并行性 3D固态硬盘
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固态硬盘SSD性能分析及RAID 0方案设计 被引量:8
6
作者 张珮 王晓曼 《微型机与应用》 2016年第6期26-28,共3页
针对SATA II接口300 MB/s的最大极限传输速度,为突破其瓶颈,提出了一种基于固态硬盘的RAID 0阵列存储方案,使得固态硬盘在SATA II接口下的传输性能达到更高。首先使用两片英睿达CRUCIAL容量为256 GB的SSD固态硬盘单独挂载在SATA II接口... 针对SATA II接口300 MB/s的最大极限传输速度,为突破其瓶颈,提出了一种基于固态硬盘的RAID 0阵列存储方案,使得固态硬盘在SATA II接口下的传输性能达到更高。首先使用两片英睿达CRUCIAL容量为256 GB的SSD固态硬盘单独挂载在SATA II接口下测得传输性能;然后设置主板RAID模式,将其组建RAID得到Volume0,同样测得传输性能;最后通过对比测试,RAID 0 SSD整体的持续读写性能明显优于单盘SSD。性能测试结果表明,SSD在数据的读取写入、突发传输速率等方面都远优于传统机械硬盘,RAID 0更能使得SSD的性能达到最大,突破SATA II接口的峰值传输速度。 展开更多
关键词 固态硬盘 SATA II接口 RAID 0 Volume0
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大数据时代——从冯·诺依曼到计算存储融合 被引量:8
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作者 邱赐云 李礼 +1 位作者 张欢 吴佳 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2018年第B11期71-75,共5页
海量数据的出现和硬件计算能力的提升,催生了第三次人工智能的发展热潮,大数据时代来临。首先,分析了拥有冯·诺依曼体系结构的计算机在大数据时代遭遇的存储墙、带宽墙和功耗高问题,引出为适应和满足大数据处理需求的计算机体系结... 海量数据的出现和硬件计算能力的提升,催生了第三次人工智能的发展热潮,大数据时代来临。首先,分析了拥有冯·诺依曼体系结构的计算机在大数据时代遭遇的存储墙、带宽墙和功耗高问题,引出为适应和满足大数据处理需求的计算机体系结构的发展趋势;接着,分析计算机体系结构层面的计算存储融合技术、软硬件结构、offloading算法的设计思路与技术特点,以及在商业系统中的应用,为高性能计算、数据中心建设和智能SSD产品设计等提供启发意义;分析微观层面基于硅穿孔的3D堆叠封装技术和最新的产业动态;最后,阐述代表计算存储一体化发展目标的类脑计算和最新的研究进展。 展开更多
关键词 计算存储融合 存储墙 近端数据处理 3D堆叠 智能固态硬盘
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R-dedup:一种重复数据删除指纹计算的优化方法 被引量:6
8
作者 王龙翔 董凯 +4 位作者 王鹏博 董小社 张兴军 朱正东 张利平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期43-51,共9页
为减缓存储系统中传统重复数据删除方法在高性能固态存储盘中存在的指纹计算性能瓶颈,提出了重复数据删除指纹计算的性能优化方法R-dedup。在基于内容分块算法基础上,将切分后形成的所有数据块进一步切分为更小粒度的48 B等长数据片。基... 为减缓存储系统中传统重复数据删除方法在高性能固态存储盘中存在的指纹计算性能瓶颈,提出了重复数据删除指纹计算的性能优化方法R-dedup。在基于内容分块算法基础上,将切分后形成的所有数据块进一步切分为更小粒度的48 B等长数据片。基于Rabin哈希长度小于原始数据、多个Rabin哈希同时发生碰撞概率极低、数据片的Rabin哈希可以重复利用基于内容分块算法在滑动窗口过程中产生的计算结果的基础,利用数据片的Rabin哈希替代原始数据,并将其作为数据块的SHA-1指纹输入,减少SHA-1函数数据计算量,提高指纹计算性能。选取Linux内核、Imagenet等5组具有代表性的数据集,对R-dedup和标准基于内容分块的重复数据删除方法在数据分块性能、指纹计算性能、索引表检索性能和I/O性能方面分别进行了比较。结果表明:R-dedup的数据分块性能、索引表检索性能、I/O性能与对比方法具有4%左右的误差波动,性能基本一致;R-dedup的指纹计算吞吐率是对比方法的165%~422%,总体吞吐率是对比方法的6%~54%。 展开更多
关键词 存储系统 重复数据删除 固态存储盘 Rabin哈希 性能优化
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基于区域页级映射的闪存转换层设计 被引量:3
9
作者 蔡晓乐 张亚棣 +1 位作者 李亚晖 海钰琳 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2016年第4期32-36,共5页
针对固态硬盘中闪存不能进行本地更新操作以及擦写次数有限的特性,基于多通道并行结构的固态盘,提出一种基于区域的页级地址映射方案,将连续逻辑页分配到不同的通道中并利用三级地址映射方法.利用动态和静态损耗均衡算法,提出了分层的... 针对固态硬盘中闪存不能进行本地更新操作以及擦写次数有限的特性,基于多通道并行结构的固态盘,提出一种基于区域的页级地址映射方案,将连续逻辑页分配到不同的通道中并利用三级地址映射方法.利用动态和静态损耗均衡算法,提出了分层的损耗均衡算法和垃圾回收方案.分析表明该算法能释放固态盘内存空间,延长固态盘的寿命,提高整体性能,映射表内存占用相对传统页级映射减少近70%. 展开更多
关键词 固态硬盘 多通道结构 闪存转换层 地址映射 损耗均衡
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闪存数据管理研究综述 被引量:3
10
作者 陈玉标 李建中 高宏 《智能计算机与应用》 2021年第12期201-207,19,共8页
闪存固态盘逐渐取代磁盘成为主流存储,由于存储性质相异,因而基于磁盘的数据管理技术在闪存设备上很难发挥闪存设备的特性。因而需要对数据管理的各个子模块,针对闪存环境设计专门的优化算法。本文对目前闪存数据管理的各个研究领域进... 闪存固态盘逐渐取代磁盘成为主流存储,由于存储性质相异,因而基于磁盘的数据管理技术在闪存设备上很难发挥闪存设备的特性。因而需要对数据管理的各个子模块,针对闪存环境设计专门的优化算法。本文对目前闪存数据管理的各个研究领域进行整理和总结,让读者了解目前基于闪存特点的优化算法主要思路和方法,以及存在的不足缺点。最终的目的是让读者对整个研究领域的主要脉络有比较精准的把握。 展开更多
关键词 闪存 固态盘 磁盘 数据管理
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一种适用于异构存储系统的缓存管理算法 被引量:3
11
作者 李勇 王冉 +1 位作者 冯丹 施展 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1953-1963,共11页
当前数据中心广泛采用虚拟化、混合存储等技术以满足不断增长的存储容量和性能需求,这使得存储系统异构性变得越来越普遍.异构存储系统的一个典型问题是由于设备负载和服务能力不匹配,使得存储系统中广泛使用的条带等并行访问技术难以... 当前数据中心广泛采用虚拟化、混合存储等技术以满足不断增长的存储容量和性能需求,这使得存储系统异构性变得越来越普遍.异构存储系统的一个典型问题是由于设备负载和服务能力不匹配,使得存储系统中广泛使用的条带等并行访问技术难以充分发挥作用,导致性能降低.针对这一问题,提出了一种基于负载特征识别和访问性能预测的缓存分配算法(access-pattern aware and performance prediction-based cache allocation algorithm,Caper),通过缓存分配来调节不同存储设备之间的I/O负载分布,使得存储设备上的负载和其本身服务能力相匹配,从而减轻甚至消除异构存储系统中的性能瓶颈.实验结果表明,Caper算法能够有效提高异构存储系统的性能,在混合负载访问下,比Chakraborty算法平均提高了约26.1%,比Forney算法平均提高了约28.1%,比Clock算法平均提高了约30.3%,比添加预取功能的Chakraborty算法和Forney算法分别平均提高了约7.7%和17.4%. 展开更多
关键词 异构 存储系统 缓存 预取 固态盘 性能预测
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基于片内SRAM的固态硬盘转换层设计 被引量:2
12
作者 谢长生 李博 +1 位作者 陆晨 王芬 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第7期296-300,共5页
SSD逐渐成为了存储业界研究的热点。提出基于片内SRAM的flash转换层设计——SBAST,通过SRAM缓存更新的页提高了SSD随机写的效率,并减少了不必要的擦除操作。通过SSDsim的仿真实验,论证了该设计的有效性,给出了后续的计划。
关键词 固态存储器 Flash转换层 擦除操作 随机写
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通过差值和压缩减少SSD的擦除次数 被引量:2
13
作者 郭云格 陈明宇 蒋德钧 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第1期45-55,共11页
作为SSD(solid state drives)的存储元件,NAND闪存在进行写之前,存储单元必须先进行擦除,因此被称作写一次存储器。SSD的使用寿命受到存储单元的擦除次数的限制,因此减少擦除次数对于SSD的可靠性十分重要。提出了一种通过编码压缩后的... 作为SSD(solid state drives)的存储元件,NAND闪存在进行写之前,存储单元必须先进行擦除,因此被称作写一次存储器。SSD的使用寿命受到存储单元的擦除次数的限制,因此减少擦除次数对于SSD的可靠性十分重要。提出了一种通过编码压缩后的差值信息的方法来对SSD中写过一次的页面进行二次写,从而减少SSD的擦除次数,延长使用寿命。首先计算物理页面中更新前后的数据的差值,然后将差值数据进行压缩,再将压缩后的数据进行编码后保存在写过的物理页中的可写位中,以此实现写过物理页的二次写。实验结果表明,对于数据更新为主的应用,该方法能够充分利用写过的物理页中的可写位,大幅减少SSD的擦除次数。 展开更多
关键词 固态硬盘(SSD) 擦除次数 二次写
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低CPU开销的低延迟存储引擎 被引量:1
14
作者 廖晓坚 杨者 +2 位作者 杨洪章 屠要峰 舒继武 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期489-498,共10页
近些年来,固态存储的硬件处理速率得到了极大改善.一块超低延迟的固态存储盘能在10μs内处理4 KB大小的数据.加速I/O收割过程以构建低延迟的存储引擎是存储系统研究中的一个重要研究课题.传统存储系统通过硬件中断机制收割I/O,却引入了... 近些年来,固态存储的硬件处理速率得到了极大改善.一块超低延迟的固态存储盘能在10μs内处理4 KB大小的数据.加速I/O收割过程以构建低延迟的存储引擎是存储系统研究中的一个重要研究课题.传统存储系统通过硬件中断机制收割I/O,却引入了额外的上下文切换开销,延长了整体I/O处理时间.现有工作使用轮询机制以消除上下文切换,却要付出高昂的CPU开销.提出了一种低CPU开销的低延迟存储引擎NIO(nimble I/O),以充分发挥高性能固态存储盘的低延迟优势.NIO的核心思想是将大小I/O处理路径分离;大I/O使用硬件中断机制;小I/O引入惰性轮询机制,先睡眠一个变长时间间隔再持续轮询.NIO进一步提出了事务感知的I/O收割机制以降低事务的延迟,以及动态调整机制以应对上层应用负载以及设备内部活动的动态变化.实验显示在动态负载下,NIO与基于轮询的存储引擎性能相当,并能减少至少59%的CPU占用率. 展开更多
关键词 存储系统 非易失性存储I/O栈 固态硬盘 轮询 中断
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一种面向固态硬盘的Cache置换算法
15
作者 李博 谢长生 +1 位作者 王芬 赵小刚 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第8期298-301,共4页
固体硬盘的出现改变了现有存储子系统的框架,也逐渐成为了嵌入式应用的主流存储设备。但是其自身的写机制由于需要先擦后写,成为了影响SSD性能的瓶颈。针对此问题,出于减少写操作次数这一思路提出了LRU-AB算法,力图在基于Cache数据的访... 固体硬盘的出现改变了现有存储子系统的框架,也逐渐成为了嵌入式应用的主流存储设备。但是其自身的写机制由于需要先擦后写,成为了影响SSD性能的瓶颈。针对此问题,出于减少写操作次数这一思路提出了LRU-AB算法,力图在基于Cache数据的访问频度上改进SSD置换算法。同时对现有算法进行了分析。 展开更多
关键词 固体硬盘 flash转换层 缓冲 置换算法
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在线轨面伤损检测软件系统优化设计与实现 被引量:1
16
作者 刘恒 张军 +2 位作者 戴广宇 吕堃林 陈哲 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期372-379,共8页
针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题,在保证检测精度的前提下,结合轨面图像特点及软件工程的思想,提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程,合理取舍步骤,实现算法到CPU的... 针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题,在保证检测精度的前提下,结合轨面图像特点及软件工程的思想,提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程,合理取舍步骤,实现算法到CPU的高效映射;编程技术优化使用多线程编程,通过并行运算充分利用处理器的多核优势;存储介质优化通过使用读写快、质量轻、能耗低、体积小的固态硬盘进行图像读写,有效地提升了硬件效率。实验结果表明,优化后平均每幅轨面图像检测耗时由17.94ms降低到仅8.33ms,速度提升了53.57%,在分辨率为1mm的精度下换算成车速约为207km/h,可以满足铁路轨面伤损在线检测需求。 展开更多
关键词 轨面伤损检测 软件优化 算法优化 多线程编程 固态硬盘 在线检测
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基于分级存储的石油勘探地震处理应用研究 被引量:1
17
作者 刘树仁 冯超敏 +1 位作者 蔡长宁 樊莉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第13期266-270,共5页
石油勘探中“两宽一高”采集技术的深入应用,对地震资料并行处理能力提出了更高的要求,针对存储对地震资料处理应用的影响进行研究。为提高各类应用的运算效率,设计并实现了基于SSD、集群NAS多级分层存储地震资料处理方法,针对高IOPS应... 石油勘探中“两宽一高”采集技术的深入应用,对地震资料并行处理能力提出了更高的要求,针对存储对地震资料处理应用的影响进行研究。为提高各类应用的运算效率,设计并实现了基于SSD、集群NAS多级分层存储地震资料处理方法,针对高IOPS应用、大数据块并行应用进行算法流程级设计。通过DD与IOZONE基准测试、两种应用实际运行效果,验证了设计方案具备在地震资料处理中应用效率与性价比上的优势,适用于勘探数据中心地震资料处理,具有一定的普适性。 展开更多
关键词 固态硬盘(SSD) 集群NAS DD与IOZONE基准测试 石油勘探 地震资料处理
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一种基于文件系统特征的SLC缓存方案
18
作者 李明江 陈仁 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第10期224-229,共6页
SLC缓存策略广泛应用于基于TLC闪存的固态存储设备中以提升系统的突发写入性能,但它会给系统带来额外的写放大,导致系统寿命减少;当SLC缓存空间耗尽的时候,过早的垃圾回收会导致系统写入性能发生断崖式下降。提出基于文件系统特征的SLC... SLC缓存策略广泛应用于基于TLC闪存的固态存储设备中以提升系统的突发写入性能,但它会给系统带来额外的写放大,导致系统寿命减少;当SLC缓存空间耗尽的时候,过早的垃圾回收会导致系统写入性能发生断崖式下降。提出基于文件系统特征的SLC缓存方案,根据文件系统的不同数据类型特点,尤其是利用日志数据的特征,提出独立的日志SLC缓存空间用以写入日志数据,热数据写入到另外的SLC缓存,冷数据则被直接写入到TLC主空间。实验结果表明,该方案能提升系统性能10%~50%,减少写放大10%~30%。 展开更多
关键词 固态硬盘 SLC缓存 TLC闪存 写放大 性能
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3D NAND闪存的层间差异特性的研究
19
作者 黄三维 李英阁 韩国军 《应用科技》 CAS 2021年第5期70-75,共6页
3D堆叠技术的引入大幅提升了与非型闪存(NAND flash)存储容量,但由于制程工艺的影响,导致不同层的存储单元会出现差异,而且随着堆叠层数的增加,不同层的存储单元的特性差异将更加明显。为了研究制程差异对闪存层间性能的影响,通过硬件... 3D堆叠技术的引入大幅提升了与非型闪存(NAND flash)存储容量,但由于制程工艺的影响,导致不同层的存储单元会出现差异,而且随着堆叠层数的增加,不同层的存储单元的特性差异将更加明显。为了研究制程差异对闪存层间性能的影响,通过硬件设备对闪存芯片特性进行实测,得到了不同层的存储单元在不同噪声下的原始误码率和阈值电压分布关系。实验结果显示,随着编程/擦除次数的增加和数据保持时间的增长,不同层的存储单元的性能差异将更加明显,需要借助先进的信道检测技术来改善存储性能。 展开更多
关键词 与非型闪存 闪存测试 层间制程差异 3D堆叠技术 串堆叠 阈值电压分布 可靠性 固态硬盘 存储系统
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提升固态存储设备读取性能的方法
20
作者 李明江 段星辉 陈仁 《计算机工程与设计》 北大核心 2021年第9期2696-2700,F0003,共6页
针对不带大容量缓存的固态存储设备随机读取性能差的问题,提出预取和压缩用户热数据映射表的算法,来提升热数据的访问速度。该算法包括把顺序写入的数据和随机写入的数据分开存储、压缩连续物理地址映射、后台预取热数据映射表等方法,... 针对不带大容量缓存的固态存储设备随机读取性能差的问题,提出预取和压缩用户热数据映射表的算法,来提升热数据的访问速度。该算法包括把顺序写入的数据和随机写入的数据分开存储、压缩连续物理地址映射、后台预取热数据映射表等方法,这些方法提升了热数据的映射命中率,减少了闪存的访问次数,达到了改善系统读取性能的目的。实验结果表明,该方法能减少将近一半的随机读取延时,读取速度在原来的基础上翻倍。该算法能显著改善那些不带大容量缓存的移动存储设备及消费级固态硬盘使用者的用户体验。 展开更多
关键词 固态硬盘 闪存转换层 映射表 闪存 映射表压缩
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