一种基于多通道SLCNAND与DRAM缓存的新USB协议计算机加速设备，包含主控芯片及SLCNAND模块，具备USB接口来连接计算机，在SLCNAND与内存DRAM中为计算机创建并分配缓存文件，缓存系统与应用程序的常用文件以及预读频繁读写的零散文件，作为高速缓存。同时，设备驱动还对USB协议进行改善，对于传统的USB接口协议中的BOT协议进行优化，并在USB传输协议上做资源分配优化。设备的算法与架构还采用如下设计：1.设备将应用程序进行虚拟化处理，从而预存所有程序文件与程序所需系统环境文件在设备中；2.多通道模式，阵列模组集成多块SLCNAND芯片并采用多通道主控；3.通过对用户习惯长期监测，判断出系统即将使用的数据，预存在设备中；4.对系统内存提供智能压缩与后台自动释放。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于多通道SLCNAND与DRAM缓存的新USB协议计算机加速设备，包含主控芯片及SLCNAND模块，具备USB接口来连接计算机，在SLCNAND与内存DRAM中为计算机创建并分配缓存文件，缓存系统与应用程序的常用文件以及预读频繁读写的零散文件，作为高速缓存。同时，设备驱动还对USB协议进行改善，对于传统的USB接口协议中的BOT协议进行优化，并在USB传输协议上做资源分配优化。设备的算法与架构还采用如下设计：1.设备将应用程序进行虚拟化处理，从而预存所有程序文件与程序所需系统环境文件在设备中；2.多通道模式，阵列模组集成多块SLCNAND芯片并采用多通道主控；3.通过对用户习惯长期监测，判断出系统即将使用的数据，预存在设备中；4.对系统内存提供智能压缩与后台自动释放。【专利说明】—种基于多通道SLC NAND与DRAM缓存的新USB协议计算机加速设备
该产品属于计算机设备领域，是一种基于多通道SLC NAND阵列与DRAM缓存的新USB协议的电脑加速设备。
技术介绍
计算机的更新换代非常快，而产品型号众多，设备种类繁多，年代跨度大，系统平台复杂，目前暂时缺乏有效的通用型升级解决方案。1.为什么需要电脑加速型功能的产品 技术的发展总把硬件甩在后面。电影变高清，系统出Win8，游戏的最低配置纷纷变四核了，微软新推出的0ffice2013就要占掉2G内存。升级电脑成本很高，一般都要数千元。目前，这种升级是一个棘手的问题，现有的解决方案一般是升级电脑配新机器，不但花费近万，而且旧机器从此闲置成为占空间的电子垃圾，或者也有不少用户自行购买零配件来拆机换部件，技术要求较高，难度也很大，比如换CPU，换硬盘不但需要准确接驳机箱中的各种数据线与插口，还需要导出旧硬盘的数据并重装系统与各类软件，一般用户根本不会。而且成本依然居高不下，与主板的兼容性也存在很大问题。也有一些软件可以优化电脑系统，比如360优化大师，加速球，但是这些都没有在实质上改善硬件能力，只是清理电脑缓存垃圾等，和很多人常说的电脑用久了就重装一下系统可以变快很类似。本身并没有增强计算机的性能。2.电脑加速的瓶颈在哪里？在于硬盘的速度，尤其是小文件频繁读写和随机读写 近十年来，CPU和内存的性能提高了 100多倍，但硬盘的性能只提高了两倍。整个数据处理的瓶颈，就在硬盘上。只要能打通这个瓶颈，信息传输就走上了 “高速公路”。正因为此，固态硬盘才被用于取代机械硬盘。固态硬盘(Solid State Disk)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元组成。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。基于闪存的固态硬盘是固态硬盘的主要类别，其内部构造十分简单，固态硬盘内主体其实就是一块PCB板，而这块PCB板上最基本的配件就是控制芯片，缓存芯片(部分低端硬盘无缓存芯片)和用于存储数据的闪存芯片。除了主控芯片和缓存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash闪存芯片了。固态硬盘没有普通硬盘的电机和旋转介质，因此启动快、抗震性极佳。固态硬盘不用磁头，磁盘读取和写入速度快，延迟很小。读写速度一般可以达到100M每秒以上。准确的说，预期速度在138M每秒左右，其计算方式如下:在不采取任何加速措施的情况下，Flash典型的读时序由命令和数据部分组成，读时间为78us，因此典型的读带宽为216Mbps。Flash的写时序主要可以分为3个阶段:命令阶段(Command),通过命令字设置写入过程的开始和结束，并设置页面地址；数据阶段(Data)，将数据加载到Flash的数据缓冲中；编程阶段(Program)，将数据缓冲中的数据真正编程到Flash阵列中。典型的写周期最小为25ns，编程时间在220us-500us左右，因此其写入时间为275us，最大带宽为61.4Mbps。对于一个典型的应用，有50%的读和50%的写，则综合速率为216X 50%+61.4X50%=138.7Mbps。当然,入门级固态硬盘还达不到此速度。虽然速度比起机械硬盘那还是快不少，但是坏处也是很多的，比如价格贵，容量小，电池航程较短，写入寿命有限等等。关键是价格贵容量小，确切的说是不贵的就容量小，五百元左右的入门级金士顿SSD NOff只有32G容量。容量大的就价格贵，同样是ITB的大小，机械硬盘200元左右，固态硬盘至少五千。因此在新的出厂的电脑中，固态硬盘也仍然没有取代机械硬盘。而且老电脑升级主要要考虑可行性，以及性价比，这两个方面。可行性上:首先是兼容性问题。早期的主板并不支持固态硬盘。具体地说，90年代到2010年期间的主板基本上都不能够支持固态硬盘。就可行性而言:首先对于绝大多数老电脑来说，安装SSD是无效的，因为11年以前的电脑根本就不支持SATA 2协议，更别提SATA3 了，主板接口最大支持速度就是100M每秒的普通IDE或者SATA硬盘协议，根本无法用SSD获得加速效果。而更换主板几乎不可能。其次，依然是不方便，一般的用户并不擅长自己更换硬盘，更换硬盘尤其意味着更换整个系统，拷贝所有的文件，重装各种驱动，消耗至少一两天的时间。再者，SSD设置复杂，只有在Win7或者Win8下才可以超过普通硬盘速度，XP不识别SSD的Trim指令、4k对齐以及ACHI。不但不能加速，还会无法使用电脑，在大多数情况下会蓝屏、死机，原因您可以参考计算机医生网的分析。可是如果给老电脑装Win7的话，CPU和内存吃得消吗？ 就性价比而言:第一就是价格高，固态硬盘的入门级32G-64G的价格都要五百元左右，可是64G在安装Win7系统与Office之后就基本没有剩余空间了。而入门级128G的价格就已经逼近千元。升级旧电脑来说这个成本已经不值得。第二就是寿命短，固态硬盘一般都是MLC闪存，其寿命在得不到正确保养下很短。而开启Trim，4k对齐等保养措施一般客户不会。3.那么目前是否有其他的低成本更方便的技术方案来解决硬盘速度的瓶颈？ 当前也有用其他设备来加速电脑的尝试。目前所知的就是英特尔的迅盘:迅盘是一块PC1-E接口的扩展卡，搭载有一块或两块MLC NAND闪存，作为一个Mini PC1-E Ix规格的扩展卡，通过PC1-E总线与系统I/O控制器进行数据交换。迅盘所采用的闪存模块为NAND，而并非N0R，这是由于NAND在存取数据的性能方面要优于N0R，且具备更好的性价比。在系统的支持下,可提供ReadyBoost和ReadyDrive功能,这些功能将直接对系统在启动、休眠、安装程序、拷贝文件、载入游戏等有关磁盘操作的任务上进行性能提升。官方资料表明，迅盘可以使开机速度加快20%，同时减少硬盘转数以节省功耗。ReadyBoost 功能简介: 当ReadyBoost确定闪存内的缓存比硬盘内的缓存更能满足随机读取需求时,它便会从闪盘介质内随机读取数据。硬盘会一次性的批量读出大量数据，并暂时储存在迅盘中，供系统随时调用；同时需要写入的数据也先暂存在迅盘中，等积累到一定数量后再统一写入到硬盘中，这种随用随取的读/写机制对提高系统性能很有帮助。在这段时间里，硬盘处于闲置状态，而且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种即插即用的通用串行总线接口的电子设备，该电子设备的包含有主控芯片以及SLC?NAND闪存模组（或者以MLC?NAND模拟SLC工作状态，如iSLC?NAND闪存是在MLC?NAND基础上改进的产品，是通过特定的闪存管理算法，把MLC?NAND的2?Bit?Per?Cell重新编程为1?Bit?Per?Cell，让MLC?NAND的工作方式变得更接近SLC?NAND），且该设备的工作原理具备两个核心：一、设备通过USB接口与计算机连接，在SLC?NAND模块中为计算机创建缓存文件，（缓存文件可以包括：系统与应用程序的常用文件、预读频繁读写的零散文件、随机数据等），利用SLC?NAND闪存的高速随机访问以及快速读写速度，减少计算机系统对硬盘（包括基于NAND的固态硬盘）的访问，为计算机提供加速并提升I/O性能；二、设备并且使用DRAM缓存，可以通过如下两种方式中的任意一种或两种实现：一、在设备中自带DRAM缓存作为映射表和数据缓存区，比如以每1MB的DRAM缓存映射1GB的SLC?NAND；二、在建立缓存时调用计算机的内存，划分一部分与设备中的SLC?NAND共同构成高速快取的cache，从而可以利用DRAM与SLC?NAND不同的特点进行任务分配。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张维加，
申请(专利权)人：张维加，
类型：发明
国别省市：
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