固态硬盘中的垃圾回收技术

《ACM Computing Surveys》：Garbage Collection Techniques in Solid-State Drives (SSDs)

　　

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摘要

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在现代计算中，固态硬盘（SSD）因其速度、能效和可靠性而取代了传统的硬盘驱动器（HDD）。然而，SSD使用的是NAND闪存，这种存储介质无法直接覆盖数据，因此需要高效的垃圾回收（GC）机制来管理无效页面并整合有效数据。虽然垃圾回收对保持SSD性能至关重要，但它也会带来一些问题，如写入放大效应、延迟增加以及磨损分布不均，这些都会缩短SSD的寿命并降低其可靠性。本文对各种垃圾回收技术进行了全面分类和评估，涵盖了性能优化、数据放置策略、牺牲块选择方法、新兴的SSD架构以及RAID和AFA垃圾回收机制。通过分析最新的研究成果和实际应用案例，本文展示了垃圾回收策略的发展历程，从传统方法到先进的宿主辅助和机器学习驱动方法，为那些希望优化SSD性能、使用寿命和效率的研究人员及行业专业人士提供了宝贵见解。

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