随着集成电路技术的不断发展,微处理器的性能不断提高,存储系统性能逐渐成为制约整个计算机系统性能提升的瓶颈。传统磁盘设备由于其较大的I/O访问延迟,已逐渐不能满足未来应用需求。闪存具有读写速度快,非易失等特征,受到了人们的普遍关注,目前基于NAND闪存的SSD已得到了广泛应用。本课题主要研究了NAND闪存存储系统及其性能优化关键技术。首先,设计了基于NAND闪存的并行存储系统,其主要特点在于:提出了多个层次并行以及流水线技术来提高访存性能;采取了PCI Express 2.0高速接口连接至主机设备;采取了大容量DRAM作为易失性写缓冲器,并在系统中完成了DDR存储控制器的结构设计。其次,鉴于写前擦除特点降低了NAND闪存的写操作性能,在上述NAND闪存并行存储系统中提出了一种基于日志块的闪存转换层的偏移优先策略,致力于降低系统对闪存的写操作或擦除操作。实验结果表明,该策略不仅可以降低闪存的擦除操作,而且可以减少闪存的总体执行时间和平均垃圾回收延时,提高了闪存的使用寿命,并提高了闪存的访问性能。最后,在NAND闪存并行存储系统中添加缓存也是对提高闪存性能的有效解决方法,本课题还提出了一种基于块级LRU缓存替换策略与偏移优先策略的综合管理方法,与若干面向闪存的缓存策略进行了比较,可以进一步提高闪存的访问性能。