相变存储器磨损机制的设计与实现

摘要

相变存储器由于具有非易失性、功耗低、读取快、存储密度高等优点，被认为有可能取代目前的闪存和动态随机存取存储器而成为固态半导体存储器的主流产品。然而，相变存储器的耐久性只有107~8次，高性能使得磨损的速度更快，成为其实际应用的一个重要制约因素。因此在使用相变存储器构建存储系统的同时，必须在算法设计方面尽可能减少磨损，实现均衡，延长整体使用寿命。
　　针对这一问题，在分析相变存储技术的存储机理及其主要特点之上，提出了三种不同级别的磨损均衡算法，减少大量的不必要写入操作以及尽可能将写操作均匀分布到每个单元上。在位级别上，设计读后更新机制，采用先读后写的策略，将预写入的数据和读出的数据做异或操作，只写入有变化的数据位；在行级别上，采取行间轮转的策略，在保证其读写性能的基础之上，有效地将写操作均衡到每一个行上；在块级别上，采用动态可伸缩映射表的策略，在保证整体均衡的基础之上，有效提高了相变存储器的性能。
　　在位级别上的优化，可以有效减少30％的写操作；在行级别上的优化，可以明显改善由于冷热数据导致的每个行之间的不均衡情况，最大行间差距由原来的6000倍减小到9倍；在块级别上的优化，在确保磨损均衡效果的基础之上，有效提高了相变存储器读写性能。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 相关技术研究

1.4 课题来源

1.5 论文组织结构

2 PCM原理

2.1 PCM存储介质与存储单元的基本结构

2.2 PCM读写原理

2.3 本章小结

3 PCM磨损均衡算法

3.1 基于位级别的算法

3.2 基于行级别的算法

3.3 基于块级别的算法

3.3 本章小结

4 测试与分析

4.1工具和测试环境

4.2测试结果以及数据分析

4.3本章小结

5 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献