随着计算机技术的飞速发展,数据量发生了爆炸性的增长,对存储系统容量和性能的需求与日俱增,处理器性能与存储带宽差距越来越大,存储墙问题日趋严重。基于闪存的存储系统由于其高性能、高可靠、低功耗等特性将成为主流存储设备。三维堆叠(3D)闪存使用空间堆叠技术组织闪存单元,打破了传统平面闪存出现的容量瓶颈,成为新一代闪存的发展方向。传统闪存擦除操作具有原子性且耗时极长,阻塞了读请求,造成闪存系统读延时的恶化。3D闪存利用擦除挂起/恢复高级命令将擦除操作挂起,能够解决读请求阻塞问题,然而挂起存在状态切换延时,频繁的挂起操作无法有效优化读性能。为了降低频繁挂起带来的开销,设计并实现了一种基于均值聚类算法(K-means)负载感知的挂起减轻闪存转换层优化算法——WASRFTL。一方面基于K-means聚类算法判断数据的冷热度,另一方面利用3D电荷陷阱型(Charge Trap)闪存基于单次多操作(One Shot)的读写方式带来的特性,将热度数据预取载入读缓存。提高读缓存的效率,减少擦除挂起与恢复操作次数,进一步优化闪存系统读性能。采用负载驱动(trace-driven)的3D闪存仿真系统进行实验,结果表明,与基于擦除挂起/恢复命令方式相比,WASRFTL算法平均减少了22%擦除挂起与恢复操作的次数,平均提高了数据读缓存32.2%的命中率,进一步将系统读延时平均降低了16.4%。