基于连续缓存和二级缓存的DFTL改进算法-论文.pdf

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1、D()I：10．7544ssn1OOO一1239．2014．20130660计算机研究与发展JournalofComputerResearchandDevelopment51(9)：2O12—2021，2O14基于连续缓存和二级缓存的DFTL改进算法姚英彪沈佐兵(杭州电子科技大学通信工程学院杭州310018)(yaoyb@hdu．edu．cn)AnImprovedDFTLAlgorithmBasedonSequentialCacheandSecondLevelCacheYaoYingbiaoandShenZuobing(CollegeofCommunicationEngine

2、ering，HangzhouDianziUniversity，Hangzhou310018)AbstractF1ashtranslationlayer(FTI)isoneofthekeytechniquesinsolidstatedrive(SSD)design．Currently，demand—basedFTI(DFTL)isawell—knownFTIalgorithmwhichcandynamicallyloadmapentriesintocachebasedonthecharacteristicsofrequests．However，itdoesnotconsider

3、thespatial1ocalityofworkloads，andonemapentryevictoutoperationincachemayupdateonetranslationpage；thus，frequentevictoutoperationswillcauseextraeraseoperations．Focusing0nabovedrawbacksofDFTI，thispaperproposesanFTIschemecalledSDFTI(sequentialecondcacheDFTI)，whichsetsasequentialcacheandasecondle

4、velcacheadditionally．TheformerimprovestheperformanceofFTIhandlingtheworkloadswithhighspatiallocalitybyprefetchingmapentriestoexDIoitthespatimlocalityofworkloads．Thelatterisusedtobuffertheupdatedmapentries。whichareevictedfromfirstlevelcache，totakeadvantageofbatchupdatingstrategy，andthusreduc

5、esthetranslationpagewritecountsanderasecounts．Experimentalresultsofvariousreahsticw。rkloadsshowthatSDFTIcanimprovethecachehitratioby41．57andreduce1heeraseconntsby23．08andresponsetimeby17．74comparedwiththoseofDFTLinaverage．KevwordsNANDflash；solidstatedrive；flashtranslationlayer；secondlevelca

6、che；spatiallocality摘要DFTI(demand—basedFTI)是一种根据负载访问特点动态加栽映射项到缓存中的知名FTI(flashtranslati0nlayer)算法，但是它没有考虑到请求的空间局部性，而且缓存中的一个映射项剔除就可能会导致翻译页的更新，缓存中映射项的频繁剔除又会导致额外的擦除操作．在DFTI的基础上，提出了SDFTI(sequential／secondCaCheDFTI)算法．SDFTI新设置连续缓存和二级缓存，连续缓存通过预取映射信息，利用请求的空间局部性，提高了FTL对连续负载的处理性能；二级缓存通过暂存从一级缓存中剔除的、发生更

7、新的映射项，并采取批量更新策略回写到闪存，减少了闪存的翻译页写回次数和擦除次数．利用实际负载做的实验结果显示，SDFTI相比DFTI缓存命q-率平均提高41．57，擦除次数平均减少23．O8，响应时间平均减少17．74．关键词NAND闪存；固态硬盘；闪存转换层；二级缓存；空间局部性中图法分类号TP333近半个世纪以来，虽然硬盘的容量有很大的提深，这使得存储子系统成为计算机系统的性能瓶升，但是其访问速度与计算机系统的其他部件(如内颈⋯．固态硬盘(solidstatedrives，SSD)的出现，使存、处理