20、闪存性能特征：模型与影响

闪存性能特征：模型与影响

1. 引言

闪存作为一种存储介质，其块清理成本受多种因素影响。研究发现，块清理成本与均匀性密切相关，如同磁盘存储中的寻道操作对性能有重大影响一样。为了降低块清理成本，提出了一种新的页面分配方案——修改感知（MODA）页面分配方案。

2. 闪存特性与块清理需求

2.1 闪存的一般特性

闪存与传统磁盘存储有不同的特性，具体如下：
- 访问时间 ：与 RAM 类似，闪存的访问时间与位置无关，不存在“寻道时间”。
- 重写操作 ：闪存不能直接重写，它属于电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），在重写新数据之前需要先擦除。
- 操作执行时间 ：闪存基本操作（读、写、擦除）的执行时间是不对称的。一般来说，写操作比读操作慢一个数量级，而擦除操作比写操作又慢一个或更多数量级。
- 操作单位 ：擦除操作以块为单位，而读/写操作以页为单位。
- 擦除次数限制 ：每个块的可擦除次数通常限制在 100,000 或 1,000,000 次。

这些特性使得闪存软件设计既具有挑战性又充满趣味。

2.2 块清理的需求

在闪存中读取数据或写入全新数据类似于磁盘操作，但更新现有数据时情况不同。由于不能直接重写更新后的页面，需要采用非原地更新机制，即分配新页面写入更新数据，然后使原页面无效。

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