高可靠度和低成本效益快閃記憶體管理模式-wenkub
2023-04-22 22:32:40 本頁面
【正文】 (二)所示?？扉W記憶體管理者由三個主要元件組成：分配者(Allocator)、清潔者(Cleaner)、和均勻抹除者(CycleLeveler)。此架構(gòu)，正好符合LFS的需求。第四部份是結(jié)論。因此，我們可解決清潔成本與均勻抹除兩者間的衝突。相反的，過度注重均勻抹除動作會增加額外的費用，而且降低了清除性能。而抹除次數(shù)的限制缺點，在快閃儲存系統(tǒng)達成所有的記憶體區(qū)塊均勻使用的可能性，此程序被稱為均勻抹除。為了解決不能直接覆寫缺點，我們必須考慮如何更新快閃記憶體區(qū)塊的資料和管理可用自由空間。高可靠度和低成本效益快閃記憶體管理模式 3因此必須針對快閃記憶體的缺點特性，重新設(shè)計快閃記憶體檔案系統(tǒng)。舉例，Toshiba TH58NVG1S3AFT05 2Gbit其讀的速度為50ns、寫的速度為200us、和抹除時間為2ms [15]。快閃記憶體將成為各種嵌入式計算系統(tǒng)的最佳記憶體解決方案。因此，嵌入式系統(tǒng)的最佳解決方案直到快閃記憶體的問世，才解決這些問題。投稿受理時間: 92 年 10 月 15 日 審查通過時間: 92 年 12 月 24 日 ABSTRACT2 臺北科技大學(xué)學(xué)報第三十七之一期Among the variously effective managements of the flash memory, the major representative method is proposed by Kim and Lee[8], whose method is denoted by KimLee algorithm in this paper. Based on the KimLee algorithm, we propose a more effective management than that of KimLee algorithm. In our method, we do the cycleleveling action in a balanced method and reduce the writing action to the flash memory block. Therefore, we not only can promote the effect of the system but also can prolong the service life in this flash memory. However, for the flash memory cell, it is mutually conflict between to reduce the cost of the clearance and to do the cycleleveling action. First, we dynamically analyze the state of the data attribution. According to the data attribution, we divide this data into cold or hot data and rewrite it to the different block for reducing the nonsensical actions. Further, we can reduce the cost and promote the performance of the system. Then, we adopt a dynamic cycleleveling strategy to extend the life of flash memory. It only needs to sacrifice a jot cost for extending the life of flash memory and promoting the high usage.Keywords: Embedded puting system, Flash memory, Storage system, File system, Cleaning strategy, Dynamically Cycleleveling.77 / 17壹、導(dǎo) 論隨者科技的進步，越來越多的電子產(chǎn)品都必須內(nèi)建OS與記憶體。然而，快閃記憶單元的降低清除成本與均勻抹除兩者是相互衝突的；如何兩全其美取得一平衡點，是本論文的重點。高可靠度和低成本效益快閃記憶體管理模式 1高可靠度和低成本效益快閃記憶體管理模式Flash Memory Management Model with High Reliability and Low CostBenefit 黃文增* 陳彥勝 陳俊達 鄭重志W(wǎng). T. Huang*, Y. S. Chen, C. T. Chen, C. C. Cheng國立臺北科技大學(xué)電子工程系摘 要快閃記憶體可說是目前嵌入式系統(tǒng)記憶體的主流，而其有效的管理方式已被提出，其中以Kim和Lee所提出的管理方式最具代表性，我們簡稱為KimLee演算法[8]。首先，我們的方法是藉由動態(tài)的分析資料屬性，分離成冷資料與熱資料，並將其重寫於不同區(qū)段屬性中，以達到降低無意義的搬移動作，更進一步，能降低成本及提高系統(tǒng)壽命。例如，個人數(shù)位助理、手機、數(shù)位相機、MP3隨身聽、和錄音筆?？扉W記憶體和一般DRAM或SRAM最大不同是不需電源還能將資料保存的非揮發(fā)性記憶體[4]。雖然快閃記憶體擁有多項優(yōu)點，但卻有兩個硬體電氣上的限制[5,6,15]；那就是不能直接覆寫和抹除(Erase)次數(shù)的限制。而新的可用自由空間(Available free space，可立即使用的空間)必須建立在已預(yù)先抹除後，因此快閃記憶體更新的速度比傳統(tǒng)硬碟記憶體慢。因為當一個接近週期限制的快閃記憶體區(qū)塊(Block)將經(jīng)歷時常的寫入失?。皇沟么嫒胭Y料的可靠度降低。對於更新技術(shù)，為了增進寫入效率，必須分離寫入和抹除運算。均勻抹除的基本原理，是將常被更新的資料安置在那些較少抹除次數(shù)的記憶體區(qū)塊中，不常更新的冷資料則被安置於那些已抹除較多次數(shù)的記憶體區(qū)塊中，藉此達到動態(tài)平衡。本篇論文中，我們?yōu)榭扉W儲存系統(tǒng)中的兩個時常衝突的目標提出一個新的記憶體管理方法。本篇論文的架構(gòu)安排如下。貳、工作原理為了提高寫入的速度，並且間接達到均勻抹除，我們採用日誌結(jié)構(gòu)化檔案系統(tǒng)(LogStructure File System，簡稱LFS，log 即所有的更新動作實行在連續(xù)記憶體結(jié)構(gòu)上稱4 臺北科技大學(xué)學(xué)報第三十七之一期為日誌)的架構(gòu)[10]。其中區(qū)塊是清除與抹除的單位，對應(yīng)到LFS中的片段(Segment)，頁則是I/O的操作單位，也是快閃記憶體與主記憶體間資料交換的單位，對應(yīng)到LFS中的區(qū)塊(Block)，以下我們將以片段和區(qū)塊來描述快閃記憶體。分配者負責(zé)保存可用自由空間的片段；它決定那個可用自由空間片段(Available free segments)可在下一次分配給需求者(Requester)。首先，在更新時，將目前片段中的舊資料區(qū)塊標記為‘死’(De
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