利用数据持久性增强基于闪存的存储级内存的寿命
硬件体系结构
2017-04-19 v1
摘要
存储级内存（SCM）结合了固态内存（如高性能和鲁棒性）的优势与传统硬盘磁存储的归档能力和低成本。在可能用于构建SCM的候选固态非易失性存储技术中，闪存是一项成熟技术，已广泛应用于市售SCM实现中。基于闪存的SCM在性能、空间和功耗之间实现了比基于磁盘的系统更好的权衡。然而，写入耐久性是基于闪存的SCM的一个重大挑战（每次写入一个比特可能轻微损坏单元，因此一个闪存单元可写入10^4--10^5次，取决于闪存技术，之后变得不可用）。这是一个有据可查的问题，并受到制造商的广泛关注，他们使用写缩减和磨损均衡技术的某种组合来实现更长寿命。为了改善闪存寿命，首先，通过量化SCM中的数据持久性，我们表明固态SCM中存储的大部分数据不需要闪存提供的长保留时间（即现代设备中长达10年）；其次，通过利用保留时间松弛，我们提出一种称为Dense-SLC（D-SLC）的新机制，其使我们能够在每个擦除周期内对单元执行多次写入以延长寿命；最后，我们讨论闪存管理软件（FTL）所需的更改，以便利用该特性延长SCM固态部分的寿命。通过对基于闪存的SCM的广泛基于模拟的分析，我们证明D-SLC能够显著改善设备寿命（介于5.1X和8.6X之间），且无性能开销，并且在FTL软件上的更改也非常小。
引用
@article{arxiv.1704.05138,
title = {Exploiting Data Longevity for Enhancing the Lifetime of Flash-based Storage Class Memory},
author = {Wonil Choi and Mohammad Arjomand and Myoungsoo Jung and Mahmut Kandemir},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.05138},
year = {2017}
}