基于NAND flash的固态硬盘在访问速度、功耗和抗震性等方面比机械硬盘具有更多优势。但由于擦块写页、擦写次数有限和读写擦代价不对称性等特点，使得其在小数据随机写情况下性能会明显下降。特别是在多通道并发架构下，过多的擦除操作严重威胁着固态硬盘的性能和寿命，缓存管理对于改善这方面的性能具有重要作用。本文根据现有FAB、CLC等块级缓存置换算法和页填充策略，分析了其基本思路和优缺点。对缓存管理算法中的缓存置换算法和页填充策略分别进行了改进，结合NAND Flash的操作特点和当前多通道并发架构的要求，设计了一种新的缓存管理算法。本文的主要研究成果如下：（1）在CLC置换算法的基础上，设计了基于动态驻留优先级的缓存置换算法。不同于通过固定的链表长度实现数据驻留优先级的变化，本文以最近访问距离为阈值判定热数据是否应降为冷数据。围绕该思想，设计了与之相适应的页簇状态、双链表维护、置换对象的选择等内容。仿真和测试证明，该改进使得对数据“价值”的评价更加准确，能够提高命中率，减少擦除次数。（2）在单阈值的页填充策略的基础上，设计了一种基于双阈值的页填充策略。不同于单阈值的页填充策略，根据部分页填充和全页填充对实时性影响的不同，设定双阈值判定二者执行的时机。基于这一思想，对部分页填充和全页填充分别在缓存环节和垃圾回收环节的时间开销进行了分析，推导出合适的阈值表达式，并通过仿真给出了阈值的具体值。仿真和测试证明，该改进能够进一步提高吞吐量。最后将基于动态驻留优先级的缓存置换算法和基于双阈值的页填充策略整合为一个缓存管理算法，并在基于多通道并发架构的硬件平台上进行了性能测试。测试结果表明该算法在小数据随机写情况下能够改善系统性能。