Improving NAND Flash Based Disk Caches阅读笔记

   这篇文章我是带着一定目的性去看的，主要是想知道FLASH CACHE做缓存，跟NVRAM作缓存，相同优势有哪些？不同优势有哪些？缺陷又在哪里？接下来就对文章做一个全面的总结~

    FLASH近些年被广泛使用在存储系统，主要是由于它具非易失，高密度，低成本的优势。但是它的缺陷也是很明显的，它的可管理性和可靠性是必须要解决的两个挑战性问题，可靠性上：即使FLASH是非易失的，在某种情况下，依然存在不一致性，cell的写穿也是其考虑的重点问题。跟NVRAM对比，NVRAM同样具有非易失，高密度，访问速度接近DRAM的优势，但是缺陷在于，cost比较高，一致性问题仍然存在，写寿命问题也是关注重点。具体对比如下图所示：

    

    鉴于以上对比，我们进一步详细了解，到底为什么可以使用FLASH做cache？

•      使用NAND FLASH能够降低系统memory的power

          如上图所示，FLASH在激活power，空闲power上远远小于DRAM，而在读延迟，写延迟上，比DRAM慢一个数量级，若把DRAM的大小减少，将FLASH加入memory系统，扩展内存容量，会达到节能1/4的效果。

• 使用NAND Flash做disk caches

      之前的研究就有使用NOR cells，我们要让NAND Flash做cache，只需要简单修改一下NAND。

      用NAND Flash做disk caches，两个噩待解决的问题：

1. 垃圾回收的问题，当Flash的使用率在80%的时候，GC的开销占全部开销的20%，再往上走，开销能达到80%~100%
2. memory需要存储Flash data structures的开销。

      要使用FLASH做disk cache就必须解决这两个问题。

      为了解决第一个问题，文章提出： （分为read region和write region，垃圾回收的开销会减小）

      为了解决第二个问题，文章提出： （在flash上层接DRAM，缓存这些数据结构）

 
    3 Architecture of the Flash based disk cache

          

FlashCache hash table (FCHT)- stores the mapping

between addresses on disk and Flash. The FCHT was

first introduced in [16].

•Flash page status table (FPST)- stores error correction

code (ECC) strength, SLC/MLC mode and a saturating

access counter. It also stores a valid bit field.

•Flash block status table (FBST)- records the number

of erase operations performed on each block as well as

the degree of wear out.

•Flash global status table (FGST)- tracks average latency and miss rate of the Flash based disk cache.

  

   写不是单纯地写，写完之后，可能变成读块。读也是不完全独立地读，要对读的块进行写，要从读块evict，在写块中新建？两个怎样进行交互？

1. 1. 将FLASH cache分为两个不同的领域，读或者写区域
   2. 实现FLASH控制器

        4 Putting it all together

      read流程：（涉及miss的情况）

      

      write流程：(写的过程更复杂一些)

      

  将buffer cache和journaling结合在一起，怎么实现？

  我的想法是，FLASH cache已经分为两个区域了，而读region不存在日志问题，所以只需要对write区域做缓存和日志的结合。

  根据上述写的过程

 补充：

1. NOR 和 NAND的区别：

读比NAND快，写比NAND慢

能擦除的次数比NAND少

NOR的密度比较小

现在都不用NOR了

NAND FLASH 1page（2kb+64b的校验码），1block=64pages，1plane=2048blocks，1die=4planes，1 package=2dies