發(fā)布時(shí)間：2018-01-02 22:34

  本文關(guān)鍵詞：非揮發(fā)性存儲(chǔ)器磨損均衡文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究　出處：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 磨損均衡 FUSE 文件系統(tǒng) 非揮發(fā)性存儲(chǔ)器

【摘要】：近年來(lái)存儲(chǔ)器與處理器之間的性能差距越來(lái)越大,“存儲(chǔ)墻”問題凸顯,但是傳統(tǒng)的DRAM組件基本已經(jīng)達(dá)到集成極限,如何設(shè)計(jì)有效的存儲(chǔ)架構(gòu)解決存儲(chǔ)墻問題已經(jīng)成為我們必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。以非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(Non-volatile memory,NVRAM)為代表的新型存儲(chǔ)器件因?yàn)榈凸�、集成度高而備受關(guān)注。但是存儲(chǔ)單元有限的擦寫次數(shù)也是其重要的局限之一。在NVRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)中,主要挑戰(zhàn)落在如何保護(hù)存儲(chǔ)單元過(guò)度更新。為此,本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)磨損均衡文件系統(tǒng)來(lái)解決NVRAM的磨損均衡問題。本文在對(duì)Ext2文件系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于FUSE框架的解決NVRAM磨損均衡問題的用戶級(jí)文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)中更新頻繁的存儲(chǔ)單元主要是索引節(jié)點(diǎn)表區(qū)和空閑塊區(qū),所以本文主要是針對(duì)這兩塊區(qū)域設(shè)計(jì)不同解決方案來(lái)解決磨損問題。本文分別針對(duì)這兩部分設(shè)計(jì)了不同的算法。索引節(jié)點(diǎn)表區(qū)采用滑動(dòng)窗口式的自適應(yīng)磨損機(jī)制來(lái)防止NVRAM存儲(chǔ)單元過(guò)早磨損,并且加入間接指針機(jī)制來(lái)交換數(shù)據(jù),避免對(duì)文件系統(tǒng)目錄項(xiàng)的修改�？臻e塊區(qū)管理采用類隊(duì)列的模型,用空閑塊存儲(chǔ)空閑塊號(hào),每次釋放的空閑塊號(hào)入隊(duì)到隊(duì)尾,每次申請(qǐng)空閑塊就出隊(duì)隊(duì)頭的空閑塊號(hào),申請(qǐng)和釋放都對(duì)空閑塊隊(duì)列操作,從而較自然的解決了空閑塊部分的磨損問題�；贔USE的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器磨損均衡文件系統(tǒng)作用在Linux平臺(tái)上。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了文件系統(tǒng)的基本操作。經(jīng)過(guò)測(cè)試,該文件系統(tǒng)完成了預(yù)定的設(shè)計(jì),對(duì)解決磨損問題起到了較好的效果,且運(yùn)行穩(wěn)定。
[Abstract]:In recent years, the gap between memory and processor performance is increasing, "storage wall" problem is prominent, but the traditional DRAM components have basically reached the limit of integration. How to design an effective storage architecture to solve the storage wall problem has become a challenge we must face. The new memory devices represented by NVRAM have attracted much attention because of their low power consumption and high level of integration. However, the limited number of erasures of memory cells is one of its important limitations. In NVRAM memory systems. The main challenge falls on how to protect the storage unit from overupdating. In this paper, we design and implement a wear equalization file system to solve the problem of NVRAM wear equalization. Based on the analysis and research of Ext2 file system. A user-level file system based on FUSE framework is designed and implemented to solve the problem of NVRAM wear balance. The frequently updated storage units in the file system are the index node table area and the free block area. So this paper mainly aims at the two regions to design different solutions to solve the wear problem. This paper respectively designed different algorithms for these two parts. The index node table area adopts sliding window adaptive wear mechanism. To prevent premature wear and tear of NVRAM storage cells. And the indirect pointer mechanism is added to exchange data to avoid the modification of file system directory items. The free block area management adopts class queue model, and the free block number is stored with free block. Each free block number is added to the end of the team, and the free block number of the team head is sent out each time the free block is requested. The free block queue operation is applied for and released. The non-volatile memory wear equalization file system based on FUSE acts on the Linux platform. The system realizes the basic operation of the file system. Pass the test. The file system has completed the scheduled design, which has a good effect on solving the wear problem, and runs stably.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333

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本文編號(hào)：1371227