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一种优化的闪存地址映射方法
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:软件学报
  • 时间:2014
  • 页码:314-325
  • 分类:TP316[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学),江苏南京210046, [2]香港理工大学计算系,香港00853
  • 相关基金:国家自然科学基金(61170066,61321491,61003025);国家高技术研究发展计划(863)(2011AA010103)
  • 相关项目:交织场景驱动的信息物理融合系统行为建模与测试技术研究
中文摘要:

近年来,NAND闪存广泛应用于各类嵌入式系统.由于“异地更新”的限制,闪存中需要地址映射方法将来自文件系统的逻辑地址转换为闪存中的物理地址.随着闪存存储空间的日益增长,如何使地址映射表占用较小的内存而又不损失较多性能,成为一个重要的问题.基于需求的页级地址映射方法能够有效地解决这个问题,然而该方法会产生地址转换页操作的额外开销,影响系统性能.从基于需求的地址映射方法出发,从两方面进行优化:首先,为了减少转换页的频繁更新,提出了页级地址映射缓存技术以统一在闪存和内存中的地址映射信息的粒度;其次,设计了基于地址转换页的数据聚集技术.通过该技术,每个数据块在垃圾回收时产生的地址转换页的更新开销被降至最低.实验用一系列基准数据集并与之前代表性的工作进行比较,结果表明,优化的地址映射方法能够大量减少额外地址转换页的开销,并提高闪存存储系统的性能.

英文摘要:

NAND flash memory has been widely used in various embedded systems. Due to the "out-of-place" update constraints, a component of address translator in NAND flash management is needed to translate logical address from file system to physical address in NAND flash. With the capacity increase of NAND flash, it becomes vitally important to take small RAM print of the address mapping table while not introducing big performance overhead. Demand-based address mapping is an effective approach to solve this problem by storing the address mapping table in NAND flash (called translation pages) and catching mapping items on-demand in RAM. However, in such address mapping method, there exists extra many translation pages that may incur much performance overhead. This paper solves two most important problems in translation page management. First, to reduce frequent translation page updates overhead, a page-level caching mechanism is proposed to unify the granularity of the cached mapping unit in NAND flash and in translation caching. Second, to reduce the garbage collection overhead from translation pages, a translation page based data-assemblage strategy is designed to group data pages corresponding to the same translation page into one data block, reducing the cost of translation page update during garbage collection to the minimal level. The presented scheme is evaluated using a set of benchmarks and is compared to a representative previous work. Experimental results show that the new techniques can achieve significant reduction in the extra translation operations and improve the system response time.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609