一种高效的页面级FTL可优化闪存中的地址转换

基于闪存的固态磁盘(SSD)由于其高性能,低能耗,抗冲击性和紧凑的尺寸而在消费者和企业存储市场中非常受欢迎。但是,不断增加的SSD容量给在页面级闪存转换层(FTL)中执行有效的逻辑到物理地址转换带来了巨大压力。现有方案通常采用内置的RAM高速缓存来存储映射信息,称为映射高速缓存,以加快地址转换的速度。由于有限的缓存空间,仅一部分映射表可以被缓存,因此对于缓存管理和垃圾回收,需要对闪存进行大量额外的操作,从而降低了SSD的性能和使用寿命。在本文中,我们首先应用分析模型来研究导致额外操作的关键因素。然后,我们提出了一个有效的页面级FTL,称为TPFTL,它使用两级LRU列表来组织缓存的映射条目,以最大程度地减少额外的操作。受模型的启发,我们进一步设计了工作负载自适应的加载策略,并结合了有效的替换策略,以提高缓存命中率并减少替换的脏条目的回写。最后,我们使用广泛的跟踪驱动模拟来评估TPFTL。我们的评估结果表明,与最新的FTL相比,TPFTL将地址转换导致的随机写入平均减少了62%,并将响应时间缩短了多达24%。