随机写请求因I/O尺寸小、存储空间离散引起存储性能下降，F2FS文件系统可将写请求从随机转换为顺序而被广泛使用。而对于具有先擦后写等特性的闪存存储，写单元为闪存页，擦除单元为闪存块，因此基于闪存为存储介质的固态盘(SolidStateDrive，简称SSD)采用异地更新的方式写入数据，并基于垃圾回收对有效数据迁移、无效数据进行回收，增加了额外的读写开销，引起写放大问题。由于F2FS文件系统仅通过简单的块I/O接口与固态盘传递信息，引起固态盘无法获取文件系统层失效数据的逻辑块地址和识别数据的访问热度，因此无法有效利用文件系统语义信息改善垃圾回收效率。如何解决F2FS文件系统与固态盘间语义鸿沟，提高垃圾回收算法效率，是当前急需解决的一大研究课题。
　　针对固态盘无法获取F2FS文件系统中的失效数据的逻辑块地址问题，提出失效数据感知的固态盘垃圾回收优化方法。通过修改LinuxI/O栈，将F2FS文件系统中失效数据的逻辑块地址语义信息传递到固态盘闪存管理层，闪存管理层将失效数据的逻辑块地址置无效，减少数据迁移，降低闪存写放大。实验结果表明，与传统垃圾回收方法相比，系统性能最大可提高118%，写放大最大可降低54%。
　　针对固态盘无法识别文件系统层数据访问热度的问题，提出冷热数据感知的固态盘垃圾回收优化方法。通过修改LinuxI/O栈，将数据访问热度语义信息从F2FS文件系统传递到固态盘闪存管理层，结合已有的冷热识别算法，将冷热数据分别存放，减小数据迁移，降低闪存写放大。实验结果表明，与基于数据逻辑块地址冷热识别的垃圾回收方法相比，系统性能最大可提高57%，写放大最大可降低27%。