探析大容量NAND闪存数据库存储管理技术.doc

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1、探析大容量NAND闪存数据库存储管理技术摘要：磁盘一直是非常理想的电子存储介质，但由于其自身的机械局限性，在提高T/0速度方面非常困难，由此导致低速磁盘、高速处理器和总线Z间的冲突H益加剧，可以说，这在很大程度上阻碍了计算机技术更快更好的发展。随后问世的大容量NAND闪存数据库存储管理技术有效解决了困扰人们多年的棘手问题。本文主要对大容量NAND闪存数据库存储管理技术的概念、特征及技术原理进行了简要分析。关键词：大容量NAND；闪存数据库；存储管理技术中图分类号：TP3331大容量HAND闪存概念大容量NAND闪存具有得

2、天独厚的技术优势，它能实现EPROM高密度和EEPROM结构变通性的优势结合。EPROM凭借一些特殊的技术手段可以将内容擦去后再加以重新改写；而NAND闪存则是将存储空间划分为若干个可以擦除的最小实体，当擦除某一个区块的内容时，用“1”来标识该区块的位置，同时用“FFh”来代表该区块内字节。在NAND闪存中，编程程序将已经擦除的最小实体位置由“1”变成了“0”，字节是其最小实体。有些NOR闪存可同时执行关于读写的操作；NAND闪存虽然不能保证读写操作同时执行，但是多亏其映射方法的存在实现了读写操作的同时进行，实现了基本输

3、入输出系统由低速向高速加载的过程，故而在PC中岀现频率较高。按照不同的结构划分NAND闪存数据库存数文件系统有两类：一是基于块设备的常规文件系统；二是口志结构文件系统。基于块设备的常规文件系统在磁盘存储器屮出现频率较高，其屮较为典型的是文档分配表和GNU/Linux系统的标准文件系统两种。文档分配表要想在不是块设备的闪存设备上运行，则需借助闪存转换层为中间层，将闪存设备模拟为类似磁盘的块设备，才可以实现成功应用文档分配表这一冃的。H志结构文件系统身为闪存设备专属，数据结点是其基本组成单位。当日志结构文件系统中需要更新或增

4、加新数据的时候，新的数据结点并没有覆盖旧的数据结点，而是写在了空白空I'可，并用标志位将旧的数据结点标志位过期无效，即时有突发情况发生，也不会破坏闪存数据库存储文件系统的完整性。若干擦除区块的循环利用，也有利于平衡存储区域间的资源消耗。在日志结构文件系统进行更新的过程中，因其不会将旧的数据节点覆盖且擦除操作省时省力，凭借数据写入速度快这一优势而广泛丿应用于NAND闪存设备中。2大容量NAND闪存的特点与NOR闪存不同，大容量NAND闪存之所以效率较高是因为所有单元内都没有金属触点，所以大容量NAND闪存的单元〈NOR闪存

5、的单元(4F2C0F2),与磁盘的驱动器差不多人的容量适于图片、声音及数据信息的存储。为了实现随即存取，大容量NAND闪存通过映射方法将存储的数据信息反馈到随即存取存储器。可长此以往，不仅相对减少了随即存取存储器的有效存储空间，而且还导致坏扇区产生，要想使数据信息真实完整，就要不断纠错码。大容量NAND闪存设备的存储单元不大，那么相应的裸片面积也不大，这时的NAND闪存设备既可以向用户提供更多的存储空间，还能擦除卡屮寥寥无几的应用内容。MND闪存设备的复用接口具有引脚输出功能，所以技术人员无需再重新设计电路板的硬件设备即

6、可轻而易举地使移植设计由小密度向大密度过渡。3大容量NAND闪存与NOR的不同在便携式设备中，非易失性闪存存储介质之所以应用广泛与其与种不同的的特点有关：读写速度快、功能损耗低以及抗震性能好等等，NOR型闪存和NAND型闪存是较为常见的两种非易失性闪存存储介质。NOR型闪存的优点是除了能实现字节执行编程操作之外，还能实现随机存取。其随机存取能力的强弱对代码执行的快慢有直接影响，美中不足之处，则是随机存取的速度不尽如人意，进而影响其性能的充分发挥。NAND型闪存则具有编程便捷、擦除方便、性价比高、存储单元密度大、适合大容量

7、存储等诸多优点，所以在文件的存储中应用的更多一些。为便于数据信息的导入导出，大部分的处理器都有NAND接口。另外，需要强调的一点是，在进行编程或擦除的过程中，NAND型闪存支持＞5Mbps的连续读写操作口耗时〈2ms,NAND型闪存拥有NOR型闪存无法企及的高效率。4大容量NAND闪存的转换层技术4.1过去的闪存转换层非易失性闪存存储介质刚问世时，NOR型闪存占据市场的半壁江山，设计出的闪存转换层多为其服务也可以理解。随着科学技术的不断发展，NAND型闪存的问世则打破了NOR型闪存独领风骚的这种局面，闪存转换层页模式优化

8、是种必然现象。类型不一的闪存转换层作为中间层，将闪存设备模拟为类似磁盘的块设备，才可以实现管理并应用现代闪存这一冃的。值得注意的是，闪存容量的增加会产生蝴蝶效应，导致单闪存芯片内的页面数量增加，由逻辑地址向物理地址转换的映射表项数增加，映射表中的字节数据节点增加，最终使内存存储效果不佳。因此，新型的闪存转换层的出现正