简介

当闪存仍然在嵌入式系统的储存装置上占有一席之地的同时，它的应用已超出其原本的设计。近年来，它已经成为许多系统设计中重要的一环，其中著名的例子有英特尔提出使用闪存来当作硬盘高速缓存的架构，还有微软提出Windows Vista系统的快速开机服务 [1, 6, 9]，此类的应用对闪存的使用寿命及可靠性造成极大的挑战；更甚者，在低价闪存市场日益扩大的趋势之下，对闪存可靠性所造成的冲击是更加严重。例如：传统的SLC (Single-Level Cell，代表每个储存数据的单位可存一个位的数据) 闪存的每个区块可被抹除的限制为100,000次，而现在的MLCx2 (Multi-Level Cell，代表每个储存数据的单位可储存两个位的数据) 闪存的每个区块的抹除限制降至10,000次，未来随着每个 Cell可存放的位数的增加，闪存的使用寿命将势必减短。这样的观察点出了快闪记体上数据可靠性的问题。然而，在实用及市场上不太可能接受大幅提高系统硬件效能及成本的做法，因此提出并研发一个既省主存储器又能与当前系统兼容的方法来有效提升闪存寿命的方法实为一重要的课题。

一个NAND型闪存芯片含多个区块，每个区块包含多个页面，一个区块是抹除动作的最小单位，而读写的最小单位是一个页面。大区块的SLC闪存中，每个页面(page)通常包含2KB的空间外加64B额外空间，而每个区块(block)包含64个页面；小区块的SLC闪存中，每个页面通常包含512B的空间外加16B的额外空间，而每个区块包含32页面。另外，MLCx2闪存，每个页面通常包含2KB的数据外加64B的额外空间，而每个区块包含 128 个页面。通常闪存会被一个「成组设备转换层」所管理，著名的管理方法有Flash Translation Layer协议 (FTL)及NAND Flash Translation Layer (NFTL)协议，这样的管理层通常是由主机上的软件来实作，或是实作在装置内部以硬件或韧体的形式存在。在过去的研究中，有许多关于闪存的杰出研究或实作，它们主要是用来提升闪存的读写效能 [2, 3, 4, 5, 11, 12, 17, 18]，另外有一些则是研究闪存可以被应用的其它层面，例如：大容量的储存系统及数据压缩 [11, 17, 18]。
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