全程优化的固态硬盘垃圾回收方法

• 作者: 刘景宁 方才华 童薇 蒋瑜 雷霞 高阳
• 来源期刊: 计算机应用
• 学科: 工学
• 关键词: 闪存 固态盘 垃圾回收 磨损均衡 使用寿命
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 第22届全国信息存储技术学术会议
• 页码范围: 1257-1262,1281
• 页数: 7页
• 分类号: TP333.35
• 字数: 7929字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.05.1257

摘要

由于NAND闪存的固有限制,写前擦除和擦除粒度较大,基于NAND Flash的固态硬盘(SSD)需要执行垃圾回收以重用失效页.然而垃圾回收带来的高开销会显著降低SSD的性能,也会直接影响SSD的寿命.特别是对于频繁使用的有数据碎片的SSD,垃圾回收带来的性能下降问题将更为严重,现有的垃圾回收(GC)算法各自侧重垃圾回收操作的某个步骤,并没有给出全面考虑各步骤对整体影响的综合方案.针对该问题,在详细剖析垃圾回收过程的基础上,提出了一种全程优化的垃圾回收方法WPO-GC,在数据初始放置、垃圾回收目标块的选择、有效数据的迁移、触发回收的时间点以及中断处理方式上,尽可能全面地考虑各步骤对SSD正常读写请求和寿命的影响.通过开源模拟器SSDsim上的WPO-GC的有效性验证表明,同典型GC算法相比,WPO-GC可以减少SSD读请求延迟20％～40％和写请求延迟17％～40％,均衡磨损近30％.