闪存学习_3：闪存SW（软件，software）

一、闪存所需软件

1、闪存任务

• 地址转换
• 垃圾回收
• 磨损均衡

2、闪存执行任务所需软件

• 闪存转换层（FTL，Flash Translation Layers）：执行地址转换、垃圾回收、磨损均衡
• 闪存文件系统（Flash File Systems）：闪存感知文件系统，为HDD文件制定，可以友好地替换遗留文件系统
• 存储技术设备（Memory Technology Device）：例如驱动，为闪存设备提供通用API

  下图是闪存SW架构

图：闪存SW架构

二、闪存读写

1、写请求具有空间局部性

图：写请求空间局部性

2、固定的编程顺序（FPS，Fixed Program Sequence）

  由于存在单元间干扰，固定的编程顺序可以保证所有的页只被干扰一次

三、闪存转换层FTL详细功能

1、针对性能

• 地址映射：逻辑地址到物理地址的转换
• 垃圾回收
• 冷热数据分离
• 多channel、chip、plane的交叉存储
• 请求调度
• 缓存管理
• 等等

2、针对可靠性

• 坏块管理
• 磨损均衡
• 断电修复
• ECC校验
• 等等

3、其他功能

• 加密
• 压缩
• 消除冗余数据
• 等等

4、布局细节

图：闪存转换层布局

四、闪存S/W的重要节点

1、垃圾回收

（1）何时触发GC

• 没有空闲块
• 定期
• 空闲块数量低于所设置的阈值
• 没有执行IO请求，整个系统处于空闲状态

（2） 坏块选择：

  选择有效页最少的。

（3）每次回收的块数量

• 一次一个块
• 回收到高于所设置阈值即可

2、映射模式：

  页级映射、块级映射、混合映射，分别对应不同的FTL

3、磨损均衡

• 触发条件
• 减少开销

4、坏块管理

5、减少内存占用

6、最小化计算开销

7、闪存感知数据结构设计

Referenece

1、https://drive.google.com/file/d/1CWGW7Owd4Y6KYzBl6EFM6D5oNTfvx5kO/view