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NAND Flash容量的增长和其性能及可靠性之间存在着矛盾。单颗NAND Flash的容量不断增大的同时，其基本单元——块和页的容量也在随之增大，但是文件系统访问SSD时的基本单位——扇区没有变。一个物理页包含的逻辑扇区数越来越多，并且页具有先擦再写的特性，写入的最小单位是一个页，擦除的最小单位是一个块，故重写入问题越来越严重，需要探索更有效的架构和管理算法来提高存储的性能。并且，随着容量的增大，NAND Flash制程进一步降低，致使NANDFlash存储单元总的擦写次数不断降低，需要更加充分利用有限的擦写次数来提高存储系统的可靠性。此外，数据量的骤增对SSD的容量提出了新的要求，现有NAND Flash存储组织架构已经不能适应容量增长的要求。针对当前NAND Flash容量和性能之间，以及物理块/页大小与扇区大小之间存在的矛盾，设计了一种非均衡的NAND Flash存储组织架构，包括非均衡通道和混合NAND Flash。非均衡通道将几个物理通道合并形成超级通道，使NAND Flash的“物理存储单元”进一步增大，从而降低地址映射表的规模，减小RAM资源的消耗。混合NAND Flash通过将MLC和SLC混合使用，充分利用SLC的性能和可靠性优势以及MLC的价格和容量优势来提高系统容量，同时保证系统性能。基于提出的非均衡架构，还设计了基于块组的地址映射算法、通道数据滤波器以及请求队列的调度优化算法。在DiskSim和SSD Model的基础上，设计了非均衡NAND Flash架构下的SSD性能和可靠性仿真平台。在指定的性能和可靠性评估条件下，映射表减小了25%到50%，RAM资源占用最小约为BAT的十分之一；随机数据读写性能方面，提出的非均衡组织架构以25%的SLC比例达到将近100%SLC系统的性能，顺序读写速度介于全SLC和全MLC之间，增幅不大；可靠性能相对全MLC系统大幅提升。