基於 Disksim 之 NAND 快閃記憶體磁碟模擬器

Abstract

Disksim 具有效率、精確、高度彈性的特性，能模擬磁碟、控制器、匯流排、驅動程式、排程程式、磁碟快取記憶體、磁碟陣列等儲存系統的效能，因此廣泛地應用於儲存系統研究中。然而，在要求質輕、省電的嵌入式系統中，大部份是採用快閃記憶體為儲存媒介，其中尤以 NAND 快閃記憶體較適合作為資料儲存之用。然而，Disksim只適用於磁碟系統，因此本研究的目的就是在既有的Disksim 4.0功能外，加入NAND 快閃記憶體儲存裝置及控制器，延伸其功能使其適用於快閃記憶體儲存系統。 我們首先研究 Disksim 的執行環境，分析其輸入、輸出，以了解其功能與特性。然後我們分析常見之快閃記憶體儲存系統的硬體架構，歸納這些系統的拓撲架構定義，因此定義本論文所需實作的Disksim快閃記憶體裝置、控制器軟體模組及其效能統計參數。我們參考多份廠商公布之快閃記憶體規格，定義快閃記憶體裝置的存取時間參數，並實作控制器的 FTL 界面作為範例，可為後續修改 FTL 之參考。 我們使用內建快閃記憶體控制器的RTD2950作為實驗平台，比較存取Hynix HY27UF082G2B的命令時間與 Disksim 修改後的模擬結果，誤差僅在5.84%以內，因此證實本研究之實用性與正確性。