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[发明专利]一种基于MLC STT-RAM的能耗特性的缓存替换方法及设备-CN202011307513.9有效
发明人： 陈俭喜;冯丹;马莉珍;郑梦丽;陈鑫宇;陈彧;黄创 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-11-20 - 公布日： 2023-02-10 - 主分类号： G06F12/122 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MLC STR‑RAM的能耗特性的缓存替换方法及设备，属于计算机存储技术领域，MLC STT‑RAM作为系统主存，方法包括：在末级缓存中发生缓存替换时，根据预设的N种缓存替换算法分别计算末级缓存中各缓存块的N个指标，分别记为对应缓存块的第一个指标、第二个指标……第N个指标，并分别预估各缓存块中的数据下刷回主存产生的回写能耗，作为对应缓存块的第N+1个指标；对各缓存块的N+1个指标进行综合评判，以选取被淘汰的缓存块，作为目标缓存块；其中，N为大于等于1的整数；N种缓存替换算法中，各缓存替换算法均根据单一的指标选取被淘汰的缓存块，且不同缓存替换算法的指标不同。本发明能够有效减少MLC STT‑RAM主存的回写能耗。
一种基于 mlc stt ram 能耗特性缓存替换方法设备

[发明专利]减少键值分离存储系统的垃圾回收和写放大的方法及系统-CN202011222264.3有效
发明人： 陈俭喜;冯丹;郑梦丽;马莉珍;陈彧;陈鑫宇;张兴锐 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-11-05 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： G06F12/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种减少键值分离存储系统的垃圾回收和写放大的方法及系统，属于计算机存储领域，系统包括内存、NVM和SSD，NVM中的第一存储区域和第二存储区域分别按照LSM‑tree和内存池管理数据；方法包括：判断待插入的键值对的大小是否大于等于第一阈值，若是，则将键值对插入第二存储区域，然后将键和键值地址插入LSM‑tree；否则，将键值对直接插入LSM‑tree；在内存池中键值对被删除时，将相应存储单元标记为空闲内存单元；在第二存储区域中的数据量高于第二阈值时，将访问最不频繁的键值对下刷到SSD，并更新键值对的存储地址；在NVM上设置标志位段，标识SSD上数据段键值对的有效性。本发明能够减少键值存储系统的垃圾回收和写放大，提高键值分离存储系统的整体性能。
减少键值分离存储系统垃圾回收放大方法系统

[发明专利]基于OCSSD的键值存储系统的写、块粒度压缩合并方法和系统-CN202011376044.6有效
发明人： 陈俭喜;冯丹;陈鑫宇;陈彧;马莉珍;郑梦丽;张兴锐 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-11-30 - 公布日： 2022-02-15 - 主分类号： G06F3/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于OCSSD的键值存储系统的写、块粒度压缩合并方法和系统，属于计算机存储领域。本发明通过数据块粒度的选择性压缩合并，避免对非重叠数据块的读入和写回，能够减小LSM‑tree压缩合并过程中的读写放大问题；通过将同一个文件的数据块均匀分布在OCSSD的所有通道中，能够显式利用OCSSD多通道并行的特性，从而提高键值存储系统吞吐量；通过在用户层直接管理底层存储介质，绕过文件系统等中间软件层，减少了对主机资源的消耗，并方便地传递应用软件的语义特征。总的来说，本发明能够有效降低基于LSM‑tree的键值存储系统读写放大问题，消除上层应用软件和底层存储设备之间的语义隔离，提高系统整体键值对操作的吞吐量。
基于 ocssd 键值存储系统粒度压缩合并方法系统

[发明专利]基于模型融合的硬盘故障预测模型建立方法及其应用-CN202011147445.4在审
发明人： 陈俭喜;冯丹;陈彧;陈鑫宇;马莉珍;郑梦丽;董深育 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-10-23 - 公布日： 2021-01-12 - 主分类号： G06F11/26 文献下载
摘要：本发明公开了基于模型融合的硬盘故障预测模型建立方法及其应用，属于计算机存储技术领域，包括：从硬盘SMART信息历史数据中提取基础特征，并构建新的特征，然后筛选最优特征子集；根据筛选结果构建每条历史数据所对应的特征，与对应的硬盘状态构成一条样本，得到训练数据集，然后划分为训练集和测试集；建立多种不同机器学习模型，得到多个基模型；对每个基模型执行子模型建立步骤多次，得到多个子模型后，集成为硬盘故障预测模型，利用测试集对其进行参数调优和评估；子模型建立步骤为：从最优特征子集中随机选取部分特征，利用训练集对单个基模型进行训练，得到一个子模型；训练时仅以所选取的特征作为输入。本发明能够提升硬盘故障预测的准确性。
基于模型融合硬盘故障预测建立方法及其应用

[发明专利]基于段映射进行数据布局和调度的混合存储方法及系统-CN201911180458.9有效
发明人： 陈俭喜;冯丹;袁盼飞;谈若蕾;李佳琦;陈鑫宇;彭周旋 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-11-27 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： G06F3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于段映射进行数据布局和调度的混合存储方法及系统，属于计算机存储领域，包括：将NVM和SSD分别划分为多个数据段，每个数据段包含固定数量的数据块；SSD和NVM独立编址，且数据以段为单位分配存储空间；根据数据属性将数据块划分为冷数据块和热数据块，所分配的每个数据段中存储的数据块类型相同；分配热数据段时，在NVM和SSD中分别分配一个空闲的数据段，并建立两个数据段之间的映射关系，同时将所建立的映射关系保存至映射表中；分配冷数据段时，仅在SSD中分配一个空闲的数据段；将NVM中的数据迁移到SSD中时，直接将NVM中待迁移的数据段迁移到SSD中与之映射的数据段。本发明能够降低混合存储系统的管理开销，并提高回收效率。
基于映射进行数据布局调度混合存储方法系统

[发明专利]一种基于固态盘阵列和缓存的数据处理方法及系统-CN201710604527.9有效
发明人：冯丹;梅林军;陈俭喜;曾令仿;刘景宁;张晓祎 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-07-24 - 公布日： 2020-10-02 - 主分类号： G06F12/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于固态盘阵列和缓存的数据处理方法及装置，包括：接收写请求，指示固态盘和缓存写入所述写请求对应的数据；通过哈希表指示所述缓存中存储的每个芯片最后一次写入的数据；当所述缓存被写满时，优先替换第一条带在所述缓存中的数据块，所述第一条带在所述缓存中的包括的数据块最多，当所述第一条带被替换时，指示所述芯片计算所述第一条带的校验信息并将该校验信息写入所述芯片中；当有芯片失效时，通过所述哈希表恢复该失效芯片中最后一次写入的数据，通过未失效芯片中的数据和校验信息恢复失效芯片中对应逻辑地址上的数据。本发明通过缓存延迟校验块更新，改善芯片阵列小写性能和擦除次数问题。
一种基于固态阵列缓存数据处理方法系统

[发明专利]一种提高固态盘阵列性能和可靠性的方法及系统-CN201711170076.9有效
发明人：冯丹;梅林军;陈俭喜;曾令仿;刘景宁;张晓祎 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-11-22 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： G06F11/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高固态盘阵列性能和可靠性的方法及系统，应用于计算机存储领域，包括：定义逻辑条带和物理条带，逻辑条带为传统磁盘阵列中的条带，物理条带由逻辑条带中写入数据的数据块和校验块组成；增加数据位图表，用于记录逻辑条带中写入数据的数据块和校验块；写请求处理和重构流程中处理的基本单位为物理条带，校验信息等于物理条带中的数据块的异或。本发明减少了写请求处理过程中预读操作的个数，跳过不在对应物理条带中失效数据块的数据恢复，可以提升固态盘阵列写性能和重构性能。本发明可用于RAID4和RAID5级别的固态盘阵列和磁盘阵列，适用于构建高可靠性、高性能和高容量的存储系统。
一种提高固态阵列性能可靠性方法系统

[发明专利]一种基于非易失内存的一致性哈希表构建方法和系统-CN201810851514.6有效
发明人：冯丹;陈俭喜;华宇;张晓祎;付曼迪 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-07-28 - 公布日： 2020-06-02 - 主分类号： G06F16/901 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于非易失内存的一致性哈希表构建方法和系统，本发明方法构建一个一致性哈希表，将哈希表里所有的哈希单元分为两层，第一层是哈希函数可访问单元，第二层是哈希函数不可访问单元，第二层用于在第一层发生哈希冲突时进行冲突处理；每一层的哈希单元被分为数量相等的n组，第一层和第二层的具有相同编号的组相匹配；当第一层的第i组发生哈希冲突时，在第二层的第i组进行冲突处理，哈希表利用8字节原子写技术保证数据的一致性；该哈希表可以在系统崩溃后恢复到一致性状态。本发明还实现了一种基于非易失内存的哈希表构建系统。本发明技术方案构建的哈希表可减少一致性开销，并且具有低的请求延迟。
一种基于非易失内存一致性哈希表构建方法系统

[发明专利]一种基于PCM的磨损均衡方法及系统-CN201710997521.2有效
发明人：冯丹;张峥;谭支鹏;陈俭喜;周炜 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-10-24 - 公布日： 2019-12-20 - 主分类号： G06F3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于PCM的磨损均衡方法及系统，属于计算机数据存储领域，本发明磨损均衡方法包含文件冷热划分，设备空间管理和磨损纠偏。本发明通过文件创建和更新过程中，实时计算文件热度，并根据文件热度为文件分配相应的页；另外通过周期性的调整文件热度和设备空间中的页组，纠正文件热度和设备空间中页组的不匹配来达到整体的磨损均衡。由此解决现有磨损均衡方法无法感知应用层文件语义信息导致额外的磨损开销，减少设备的使用寿命的问题。
一种基于 pcm 磨损均衡方法系统

[发明专利]一种基于混合索引的混合内存性能优化方法及系统-CN201910591322.0在审
发明人：冯丹;陈俭喜;张晓祎;梅林军;余亚 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-07-02 - 公布日： 2019-11-05 - 主分类号： G06F16/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于混合索引的混合内存性能优化方法及系统，属于计算机数据存储领域，包括：预先在混合内存的NVM中建立哈希表，并在DRAM中建立跳跃表以及等待队列；对于每一个操作请求，若为插入操作，则根据待插入键值对的键值将其插入哈希表，并将该键值对连同插入操作标志添加到等待队列中；若为删除操作，则根据待删除键值对的键值从哈希表中删除该键值对，并将该键值对连同删除操作标志添加到等待队列中；若为单点查询操作，则根据待查询键值对的键值从哈希表获取该键值对；若为范围查询操作，则将等待队列中所有的键值对同步到跳跃表中后，从跳跃表中获得位于查询范围内的所有键值对。本发明能够高效实现包括范围查询在内的各种操作请求。
等待队列哈希表内存标志添加操作请求插入操作范围查询混合索引删除操作性能优化跳跃计算机数据存储查询操作高效实现查询键删除键单点删除查询

[发明专利]一种基于固态盘阵列的数据处理方法及系统-CN201710416081.7有效
发明人：冯丹;梅林军;陈俭喜;曾令仿;刘景宁;张晓祎 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-06-06 - 公布日： 2019-08-13 - 主分类号： G06F3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于固态盘阵列的数据处理方法及系统，包括：接收写请求，指示固态盘阵列和日志盘写入写请求对应的数据，固态盘阵列包括N个成员盘；通过哈希表指示日志盘中记录的每个成员盘中最后一次写入的数据；在空闲时间、日志盘失效、日志盘的剩余空间低于第一阈值或有成员盘的剩余空间低于第二阈值时，指示固态盘阵列根据每个逻辑地址对应的N‑1个成员盘上的数据更新每个逻辑地址对应的校验信息；当有成员盘失效时，通过哈希表恢复失效成员盘中最后一次写入的数据，以及通过未失效成员盘中数据和对应逻辑地址的校验信息恢复失效成员盘中相应逻辑地址上的数据。本发明实施例减少了为计算校验块所需的预读操作，保证了访问负载的原始特性。
一种基于固态阵列数据处理方法系统

[发明专利]一种混合存储阵列的构建方法-CN201611036370.6有效
发明人：谭支鹏;冯丹;徐高翔;王芳;安幸;周炜;陈俭喜 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2016-11-22 - 公布日： 2019-07-05 - 主分类号： G06F3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种混合存储阵列的构建方法，包括：S1：将混合阵列划分为三个区域zone‑Ⅰ(HDD存储区域)、zone‑Ⅱ(SSD随机小读存储区域)和zone‑Ⅲ(SSD随机小写存储区域)；S2：利用参数request size、frequency和seek distance对数据历史访问行为进行分析；S3：将数据按条带分为三类S‑Ⅰ(冷数据以及顺序读写类型的热数据)，S‑Ⅱ(随机小读类型的热数据)和S‑Ⅲ(随机小写类型的热数据)；S4将S‑Ⅰ类数据重定位到zone‑Ⅰ，S‑Ⅱ类数据重定位到zone‑Ⅲ，S‑Ⅱ重定位到zone‑Ⅲ，能够在保证可靠性的同时合理分布数据，提高混合存储阵列的性能。
一种混合存储阵列构建方法

[发明专利]一种基于混合存储设备的虚拟混合文件系统-CN201710991025.6在审
发明人：冯丹;张峥;谭支鹏;陈俭喜;周炜 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-10-20 - 公布日： 2018-03-06 - 主分类号： G06F3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于混合存储设备的虚拟混合文件系统，虚拟混合文件系统包括基于可字节寻址的随机访问存储器的文件系统和基于块设备的文件系统，混合存储设备包括可字节寻址的随机访问存储器和块设备，块设备为磁盘或者基于闪存的固态硬盘；可字节寻址的随机访问存储器连接在内存总线，使用内存地址访问，与内存统一编址；可字节寻址的随机访问存储器挂载基于可字节寻址的随机访问存储器的文件系统；所述块设备连接在I/O总线上；块设备挂载基于块设备的文件系统；虚拟混合文件系统的地址空间用连续的块号表示，在逻辑上顺序的连接在一起，并使用统一的逻辑地址访问。本发明提高了文件系统的空间利用率和存储系统的访问性能。
一种基于混合存储设备虚拟文件系统

[发明专利]一种按数据属性分类存放的混合存储方法及系统-CN201410825963.5有效
发明人： 陈俭喜;冯丹;刘景宁;吴婵明;方雪娇 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2014-12-25 - 公布日： 2018-02-23 - 主分类号： G06F12/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种按数据属性分类存放的混合存储方法及系统。考虑到元数据在文件系统中所占空间小、访问频繁等特点，构建了一种由硬盘驱动器和固态硬盘组成的混合架构，将文件系统中的数据按数据属性分为数据和元数据，将数据存放在由HDD组成的RAID5中，将元数据存放在由SSD组成的RAID1中，以达到将文件系统中的数据和元数据分类存放到不同介质、不同阵列级别的设备的目的，提升文件系统I/O性能和可靠性。一方面，将文件系统数据和元数据分别存储到多个设备中，能聚合多个设备的I/O带宽，提高访问数据的性能；另一方面，考虑数据和元数据的特点，使用不同的设备存放数据和元数据，提高了系统性能和可靠性，节约了成本。
一种数据属性分类存放混合存储方法系统

[发明专利]一种固态盘闪存芯片阈值电压感知方法及系统-CN201410522792.9有效
发明人：冯丹;陈俭喜;刘景宁;戚世贵;吴婵明 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2014-09-30 - 公布日： 2017-12-29 - 主分类号： G11C16/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种固态盘内部闪存芯片阈值电压感知优化方法，主要用于多层单元闪存芯片使用低密度奇偶校验码纠错时的一种优化方法。该系统结构主要由LDPC编码模块、闪存芯片存储模块、非均匀阈值电压感知模块、对数似然比计算模块和LDPC译码模块组成。LDPC编码模块主要对原始数据利用LDPC生成矩阵编码生成码字；闪存芯片存储模块主要存储数据；非均匀阈值电压感知模块主要对闪存芯片进行非均匀阈值电压感知；对数似然比计算模块主要由阈值电压值得到对数似然比值；LDPC译码模块主要根据对数似然比值和校验矩阵进行解码纠错。本发明适用于固态盘纠错领域，提高存储数据的可靠性。
一种固态闪存芯片阈值电压感知方法系统

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