CAREER: Channel Coding Paradigms for Next-Generation Storage Systems

职业:下一代存储系统的通道编码范例

基本信息

  • 批准号:
    1150212
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.08万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-03-01 至 2018-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We are now in the midst of a technological revolution of massive data generation and processing. Equally massive data storage is required to support this technological boom. New solutions cognizant of operational constraints of storage systems must be invented to curb the skyrocketing cost of data storage. Fundamentally common to all storage technologies are channel coding schemes. Results from coding theory have been used with phenomenal success in storage systems. Practical coding schemes have helped make computer storage ubiquitous. However, currently available coding schemes have hit a performance wall: existing codes are designed for simple channels, and do not match the needs of new storage technologies where the data must be packed as densely as possible on increasingly adverse mediums. Such performance provisioning not only violates fundamental information-theoretic laws but directly increases the cost of a storage system.This research fundamentally rethinks channel coding methods with applications to storage systems. This project creates a coding-theoretic foundation that embraces, rather than ignores, adverse physical and operating conditions to increase the capacity of the upcoming storage technologies. Rich combinatorial structure of non-binary channel codes is explored and exploited over four research thrusts: (a) analysis and design of structured non-binary low-density parity-check codes, (b) theory and practice of non-binary non-symmetric error correcting codes, (c) non-binary methodologies for overcoming synchronization errors, and (d) theory-based rapid code prototyping using novel algorithms for fast simulation, FPGA implementation, and publicly available on-line evaluation tool. This research project contributes to the development of a competitive American workforce through active and carefully tailored research engagement of high-school, undergraduate and graduate students.
现在,我们正处于大规模数据生成和处理的技术革命之中。需要同样大量的数据存储来支持此技术繁荣。必须发明对存储系统操作约束的新解决方案,以遏制数据存储的飙升成本。所有存储技术从根本上共有的是通道编码方案。编码理论的结果已在存储系统中取得了惊人的成功。实用的编码方案有助于使计算机存储无处不在。但是,当前可用的编码方案已经击中了性能墙:现有代码专为简单的频道而设计,并且不符合新的存储技术需求,在这些新存储技术中,必须在日益不利的介质上尽可能密集地包装数据。这种绩效提供不仅违反了基本信息理论定律,而且直接增加了存储系统的成本。这项研究从根本上重新考虑了渠道编码方法,并应用于存储系统。该项目创建了一个编码理论基础,该基础涵盖而不是忽略不利的身体和操作条件,以提高即将到来的存储技术的能力。在四个研究推力上探索和利用了非二进制通道代码的丰富组合结构:(a)结构化非二进制低密度平价检查代码的分析和设计,(b)非二元非对称的理论和实践错误纠正代码,(c)克服同步错误的非二进制方法,以及(d)基于理论的快速代码原型制作,使用新型算法进行快速模拟,FPGA实现和公开可用的在线评估工具。该研究项目通过高中生,本科生和研究生的积极和精心量身定制的研究参与来为竞争激烈的美国劳动力发展做出贡献。

项目成果

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