闪存固态硬盘系统结构与技术

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.     

固态硬盘应该如何使用？

Q我打算买一款固态硬盘,听说金士顿的固态硬盘已经降到了499元的价格。不免让人心动。但是我对固态硬盘并不太了解,请问“砖家”,应该如何使用固态硬盘呢？     

固态硬盘能取代机械硬盘吗？

希捷说：固态硬盘永远不会取代机械硬盘我反对!@评测实验室胡进     

固态IDE硬盘设计

本文介绍了一种用于工业现场和军事领域的新一代固态硬盘，讲述了遵循ＩＤＥ接口协议的ＲＯＭ硬盘的具体实现方式，并给出硬件逻辑描述。     

固态IDE硬盘设计

介绍了一种用于工业现场和军事领域的新一代固态硬盘,讲述了遵循IDE接口协议的ROM硬盘的具体实现方式,并给出硬件逻辑描述.     

笔记本升级固态硬盘的问题

我的笔记本采用1．8英寸的硬盘,速度实在太慢了,想升级到固态硬盘,请问有什么注意事项没？     

闪迪固态硬盘铸就王牌特工

特工人员有敏捷的思维、不凡的身手,他们更有先进的装备。本期,让我们一起跟随刘恺威扮演的特工A,看看闪迪至尊高速固态硬盘是如何助他成为王牌特工的……     

基于固态硬盘数据库在OLTP应用中的优化研究

基于磁盘数据库系统的瓶颈主要在于磁盘速度。固态硬盘的出现,使磁盘的速度得到了极大的提高。传统的数据库底层设计主要面向磁盘I／O性能极低的传统机械硬盘。文章通过比较和分析固态硬盘的优势,提出了基于固态硬盘数据库的底层性能优化的方法。通过实验比较了基于固态硬盘数据库性能优化前后的差异。     

固态硬盘在存储系统中的应用

传统硬盘在使用过程中受制于机械架构的影响导致主轴转速的提升空间极其有限,甚至在噪音发热以及使用寿命方面也存在不足。固态硬盘的出现是对传统硬盘使用的有效补充,凭借自身能耗低、防震、高速等优势固态硬盘有着不可预估的发展前景,在企业级高端存储系统中应用最为广泛的就是固态硬盘。本文从固态硬盘的定义与分类出发,就固态硬盘在存储系统中的应用问题进行了细致分析。     

Sub-Join:面向闪存数据库的查询优化算法

固态硬盘具有高速的随机读取速度、低功耗、体积小等特点,被认为将取代磁盘成为新一代的数据存储设备。但是闪存数据库的查询性能的提高却远小于固态硬盘相比于磁盘I/O性能的提高,其原因在于现有的数据库是基于磁盘设计的,不能充分发挥固态硬盘的高速性能。提出一种名为子连接(Sub-Join)的连接算法。首先将数据表的连接列和主键投影为新的子表,然后对子表进行接连操作,最后根据子表的连接结果再从原始数据表中回取查询结果。通过和开源数据库Oracle Berkeley DB的比较实验,结果表明子连接算法比原有算法的性能提高了40%～100%,充分说明了它的优越性。     

固态盘阵列构建方法研究综述

单个固态盘存在随机写性能较差和擦写次数有限等缺陷,使用廉价盘冗余阵列(redundant arrays of inexpensive disks, RAID)技术将多块固态盘组织在一起有助于满足存储系统的高可靠、大容量、高性能的要求.然而,将RAID算法简单应用于固态盘阵列会遇到一些问题.首先分析了基于Flash的固态盘和RAID技术存在的缺陷,选取性能、可靠性和价格作为阵列构建方法的评价标准,并将随机写、小写、垃圾回收、负载均衡、擦除次数、磨损均衡、冗余度等问题作为分析重点;然后,从固态盘和Flash芯片2种构建粒度出发,分别论述了不同的构建方法并分析了各自的优缺点;最后,总结了不同构建方法并指出未来可能的研究方向.     

固态电子盘的军事应用

介绍了美国SimpleTech公司的Zeus固态电子盘产品系列的功能和特点,这些功能和特点包括损耗平衡功能演算法、损毁区块管理演算法,以及各种不同级别的数据清除技术,其中有快速清除(RapidPurgeTM)技术、MilPurgeTM技术和智能破坏系统(Intelligent Destructive PurgeTM)技术.这一系列技术针对不同的数据安全要求,全部符合最为严格的军事安全条例规定.     

面向Lustre文件系统的固态盘存储加速技术研究

磁盘的随机I/O延时制约了存储系统的性能提高,具备高性能随机I/O特性的固态盘(solid state disk,SSD)逐渐成为关注的热点.分析了磁盘、Flash型SSD以及DRAM型SSD三类设备不同的性能特点,讨论了SSD存储加速技术的研究现状,提出了一种面向Lustre文件系统的固态盘存储加速系统架构,介绍和分析了各模块的构成与原理,提出了对象迁移策略.     

一种新型的高性能计算机存储系统的研究与实现

文中提出了一种改善计算机存储系统写请求特别是小写请求性能的新的存储结构。采用有着高存储速度、高可靠性的固态盘和廉介的硬盘空间共同和为磁光盘的写高速缓存,并结合顺序文件存取技术,从存储体系结构角度出发,研究并实现了一种以较低成本实现快速、可靠、大容量的存储系统。试验表明新型存储系统不必修改现有文件系统,即能大幅提高存储系统性能。中用于要求高可靠性的军用环境以及高可靠性和快速大容量要求的民用系统。     

一种面向RAID阵列的SSD设计优化方法

随着大数据时代的到来,固态硬盘已经逐渐在大型数据中心得到应用。作为使用最广泛的RAID技术,RAID5也开始应用于固态硬盘阵列,以保证数据的可靠性。然而,RAID5中校验信息需要频繁地更新,尤其在随机访问中,频繁地更新校验信息将会对固态硬盘阵列的性能和寿命造成很大的影响,针对此问题,提出PA SSD(Parity Aware Solid State Disk)控制器设计,从RAID5控制器得到校验信息的逻辑地址,在SSD控制器中设置一个缓存Pcache,暂存更新后的校验信息,并在SSD中将数据和校验分开布局,设置专门的区域存放校验信息。通过实验仿真测试,提出的方法能有效地减少校验信息对SSD的写操作,并且减少了SSD的擦除次数,提升了SSD阵列的性能和寿命。     

基于非易失性内存的知识图谱系统优化研究

分布式系统的高扩展性和高可用性使得在其上构建大规模知识图谱已经成为产业发展趋势.新兴的分布式图数据库更推崇采用NoSQL等数据模型,如键值存储作为其存储引擎,以进一步提高其可扩展性和实用性.在这种情况下,上层的图查询语言的语句会被翻译成一组混合的键值操作.为了加速查询翻译生成的键值操作,提出了基于非易失性内存查询性能加速(knowledge graph booster,KGB)的知识图谱系统.KGB主要包含面向邻域查询加速的NVM辅助索引,用于降低键值存储的读取成本;快速响应的改进Raft算法,用于实现高效的键值存取操作;以及面向键值存储引擎的调优机制,为知识图谱存储系统获得额外的性能提升.通过实验表明,KGB能有效降低知识图谱系统的平均延迟和尾延迟的影响,实现更高的性能提升.     

面向虚拟机的远程磁盘缓存

在虚拟机(virtual machine)系统中,随着虚拟机数量和应用程序需求的不断增长,内存容量已经成为应用程序性能的主要瓶颈。为了提升内存密集型和I/O密集型程序的页面交换性能,提出了虚拟机的远程磁盘缓存机制REMOCA,它允许运行在一台物理主机上的虚拟机将其他物理主机的内存作为其二级磁盘缓存。由于网络传输延迟远远小于磁盘访问,用网络传输代替磁盘访问就能够有效地降低虚拟机的平均磁盘访问延迟。REMOCA的目标就要尽可能地减少磁盘访问。REMOCA运行在虚拟机管理器中,其基本工作原理是截获并处理虚拟机的页面淘汰、磁盘访问等事件。REMOCA能够与现有的虚拟机内存管理机制(如气球技术、影子缓存)相结合,从而提供更加灵活的内存资源管理策略。实验数据表明,REMOCA能有效地降低页面抖动对虚拟机性能的影响,并在很大程度上提升虚拟机中I/O密集型应用的性能。