FMMU：一种用于基于NAND闪存的SSD可扩展性能的硬件自动化闪存映射管理单元
硬件体系结构
2017-04-12 v1
摘要
基于 NAND 闪存的固态硬盘(SSDs)从嵌入式系统到企业服务器被广泛使用，它们通过利用 NAND 闪存存储器的并行性来提升性能。为了应对 SSD 性能的提升，存储系统已迅速将 SSD 的主机接口从用于现有硬盘的 Serial-ATA 采用为高速 PCI express。由于 NAND 闪存不允许原地更新，它需要称为闪存转换层(FTL)的特殊软件，并且 SSD 配备嵌入式处理器来运行 FTL。现有 SSD 通过提高嵌入式处理器的时钟频率或增加嵌入式处理器数量来防止 FTL 成为 SSD 性能瓶颈，但这些方法不可扩展。本文提出一种硬件自动化的闪存映射管理单元，称为 FMMU，它通过硬件自动化处理占据 FTL 执行时间的地址转换过程。FMMU 提供了以非阻塞方式处理未决请求来利用闪存并行性的方法，同时减少闪存操作次数。实验结果表明，与在 4 核上运行的现有基于软件的方法相比，FMMU 在映射缓存命中和缺失情况下分别将 FTL 执行时间减少了 44% 和 37%。FMMU 还使用 PCIe 3.0 x32 主机接口，防止 FTL 成为多达 32 通道、8 路 SSD 的性能瓶颈。
引用
@article{arxiv.1704.03168,
title = {FMMU: A Hardware-Automated Flash Map Management Unit for Scalable Performance of NAND Flash-Based SSDs},
author = {Yeong-Jae Woo and Sang Lyul Min},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03168},
year = {2017}
}