面向嵌入式闪存存储系统的系统纵向优化关键技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61572411
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Embedded NAND flash memory systems have many benefits, including good random access performance, low power consumption, shock resistance and small form size. However, there are two key issues in this kind of storage systems, performance and reliability, which hold back their further development. First, with the development of applications, users' requirements become more complicated; the storage systems need to be designed with new challenges. Second, with the development of flash memory technology, flash memory's performance and reliability become worse. Based on these observations, the design of embedded NAND flash memory systems with high reliability and good performance becomes the key challenges for their further development. In this project, different from all of previous works, we propose cross layer techniques to improve the reliability and performance of embedded NAND flash memory systems. Specifically, we propose to design cross layer write activity reduction techniques and cross layer write amplification reduction techniques. First, based on the cross layer characteristics, we propose to design two models: cross layer write activity characteristic model and cross layer write amplification characteristic model. Based on these models, we propose the reliability and performance improvement approaches: cross layer write activity reduction techniques and cross layer write amplification reduction techniques. The results of this project will provide new directions for performance and reliability optimization of flash memory in embedded systems and further improvement the development and applications of flash memory.
嵌入式闪存存储系统具有诸多优点,包括随机访问性能好、功耗低、无振动以及尺寸较小。然而此类系统普遍存在可靠性和性能问题,导致其进一步发展受到严重阻碍。首先,随着应用复杂度的增加,存储设计要求增加;其次,随着闪存发展,可靠性和性能不断变差,因此优化嵌入式闪存存储系统可靠性和性能成为其继续发展至关重要的研究课题。本项目突破传统思维,从嵌入式闪存存储系统纵向设计角度展开研究,研究通过设计纵向的写减少技术和纵向的写放大优化技术两个角度改善系统性能和可靠性。首先,根据系统纵向特征,构建以系统纵向访存行为为基础的写操作行为模型和写放大模型,为嵌入式闪存系统的纵向优化提供基础框架。然后在此基础上开展基于系统纵向的写减少优化技术研究和系统纵向的写放大优化技术研究,最终达到系统性能和可靠性的优化。本项目成果将为闪存存储设备在嵌入式系统中的性能和寿命优化提供全新思路,为各类闪存存储设备的进一步应用提供技术支撑。

结项摘要

嵌入式闪存存储系统具有诸多优点,包括随机访问性能好、功耗低、无振动以及尺寸较小。然而此类系统普遍存在可靠性和性能问题,导致其进一步发展受到严重阻碍。首先,随着应用复杂度的增加,存储设计要求增加;其次,随着闪存发展,可靠性和性能不断变差,因此优化嵌入式闪存存储系统可靠性和性能成为其继续发展至关重要的研究课题。本项目突破传统思维,从嵌入式闪存存储系统纵向设计角度展开研究,研究通过设计纵向的写减少技术和纵向的写放大优化技术两个角度改善系统性能和可靠性。首先,根据系统纵向特征,构建了以系统纵向访存行为为基础的写操作行为模型和写放大模型,为嵌入式闪存系统的纵向优化提供了基础框架。然后在此基础上开展了基于系统纵向的写减少优化技术研究和系统纵向的写放大优化技术研究,优化了系统性能和可靠性。通过本项目的实施,我们为闪存存储设备在嵌入式系统中的性能和寿命优化提供了全新思路,为各类闪存存储设备的进一步应用提供了技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(23)
专利数量(9)
Boosting read-ahead efficiency for improved user experience on mobile devices
提高预读效率,改善移动设备上的用户体验
  • DOI:
    10.1145/3373400.3373412
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACM SIGBED Review
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yu Liang;Yajuan Du;Chenchen Fu;Riwei Pan;Liang Shi;Chun Jason Xue
  • 通讯作者:
    Chun Jason Xue
Minimizing Retention Induced Refresh Through Exploiting Process Variation of Flash Memory
通过利用闪存的工艺变化最大限度地减少保留引起的刷新
  • DOI:
    10.1109/tc.2018.2858771
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Computers
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Di Yejia;Shi Liang;Gao Congming;Li Qiao;Xue Chun Jason;Wu Kaijie
  • 通讯作者:
    Wu Kaijie
Exploiting Chip Idleness for Minimizing Garbage Collection-Induced Chip Access Conflict on SSDs
利用芯片空闲状态最大限度地减少垃圾收集引起的 SSD 芯片访问冲突
  • DOI:
    10.1145/3131850
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Gao Congming;Shi Liang;Di Yejia;Li Qiao;Xue Chun Jason;Wu Kaijie;Sha Edwin
  • 通讯作者:
    Sha Edwin
Asymmetric Error Rates of Cell States Exploration for Performance Improvement on Flash Memory Based Storage Systems
基于闪存存储系统性能改进的单元状态非对称错误率探索
  • DOI:
    10.1109/tcad.2016.2626446
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Sha Edwin H M;Gao Congming;Shi Liang;Wu Kaijie;Zhao Mengying;Xue Chun Jason
  • 通讯作者:
    Xue Chun Jason
An I/O Scheduling Strategy for Embedded Flash Storage Devices With Mapping Cache
具有映射缓存的嵌入式闪存设备的I/O调度策略
  • DOI:
    10.1109/tcad.2017.2729405
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Ji Cheng;Chang Li Pin;Wu Chao;Shi Liang;Xue Chun Jason
  • 通讯作者:
    Xue Chun Jason

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其他文献

三维微观组织模拟及其表征分析技术的研究进展
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-9731.2020.01.006
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李伟;楚志兵;王环珠;李玉贵;帅美荣;苏辉;薛春
  • 通讯作者:
    薛春
AZ31镁合金热压缩过程动态再结晶行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏辉;楚志兵;薛春;李玉贵;马立峰
  • 通讯作者:
    马立峰
温度对单晶镁拉伸性能影响的分子动力学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛春;杨千华;楚志兵;桂海莲;拓雷锋;高虹;沈卫强
  • 通讯作者:
    沈卫强
基于3D CA的AZ31镁合金动态再结晶行为研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李伟;楚志兵;王环珠;马立峰;李玉贵;帅美荣;苏辉;薛春
  • 通讯作者:
    薛春
AZ31镁合金固溶处理关键工艺参数及实验验证
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛春;楚志兵;苏辉;李伟;马立峰;李玉贵
  • 通讯作者:
    李玉贵

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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