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基于闪存芯片的固态盘具有较低的读写延迟,在I/O密集型应用环境中有望代替传统磁盘,但是其单盘容量比磁盘低一个数量级。为了增加固态盘的容量,工业界不断减小闪存芯片的工艺尺寸,并且使用MLC(Multi-Level Cell)技术提高存储密度。然而这些将导致闪存的原始比特错误率(Raw Bit Error Rate)不断上升,超过页内ECC校验码(如BCH码)的纠错能力,从而影响存储系统的可靠性。为了解决这个问题,提出了一种基于SLC(Single-Level Cell)闪存芯片和MLC闪存芯片的混合RAID4结构固态盘(RAID4-structured Heterogeneous-chip-based SSD),简称RH-SSD。RH-SSD利用具有更高擦写寿命和擦写性能的SLC闪存芯片代替部分MLC闪存芯片来保存校验数据,利用页内ECC和芯片间RAID4两级数据冗余提高了数据的可靠性,并极大地减轻了校验数据的频繁更新对整体读写性能的影响。在RH-SSD中,通过非均匀条带化解决了SLC闪存芯片和MLC闪存芯片容量不等的问题;通过物理页内分片解决了SLC闪存芯片和MLC闪存芯片物理页大小不同的问题。进一步在Micro-Add固态盘仿真器上实现了RH-SSD机制。通过RH-SSD与基于RAID0、RAID4和RAID5的固态盘(RAID0-SSD、RAID4-SSD和RAID5-SSD)的对比测试,RH-SSD在IOPS上比RAID4-SSD平均高149.5%,比RAID5-SSD平均高33.3%,仅比RAID0-SSD平均低8.6%;在芯片磨损率上比RAID4-SSD平均低11.7%,比RAID5-SSD平均低52.2%,仅比RAID0-SSD平均高11.2%。考虑到RAID0-SSD没有校验机制,数据可靠性低,因此RH-SSD能更好地平衡固态盘的数据可靠性、写入性能和擦写寿命。