Flash SSDにおける記憶管理方式の評価

摘要

ストレージとして使用されるSSDの記憶素子には，不揮発性の半導体メモリであるNANDフラッシュメモリが用いられている．SSDは，ホストとNANDフラッシュメモリ間のデータの橋渡しや，NANDフラッシュメモリの使用上の制約に対処するための制御を行う必要がある．この制御のための論理一物理アドレス変換は，SSDの性能と寿命に大きく関わっており，現在多種多様な方式で行われている．そこで我々は，NANDフラッシュメモリにより構成されるSSDのソフトウェアシミュレータを作成した．さらに，論理一物理アドレス変換を行うデータの粒度に着目し「Replacement BlockFTL」，「DFTL」，「BAST」と呼ばれもNANDフラッシュメモリの制御方式を実装した。本稿では，それぞれの制御方式に対し，いくつかのサークロードを用いてシミュレーションを行い，性能と寿命の観点で評価を行った．DRAMバッファの容量を変化させる，ことにより，SSDの性能は最大31％向上し，Write Amplificationは最大1.8ポイント減少した．ランダム性の高いワークロードでは，SRAMの容量は，寿命に大きな影響を与えることが分かった．BASTにおいて，シーケンシャル／ランダムの閾値を大きくすると，ガベージコレクションの発生回数は，最大でおよそ35K回増加し，性能は最大79％低下した．