3D NAND闪存堆叠架构为提高闪存的容量和进一步降低单位比特价格提供了一个有前景的解决方案。但是这种架构带来了新的可靠性挑战,尤其是由电荷泄漏引起的保留错误,这是高密度闪存中造成读取重试的主要原因。本论文基于3D NAND闪存,针对保留干扰问题从以下几个方面展开了研究与探讨。（1）闪存块是闪存进行一次完整写操作与擦除操作循环的最基本单位,本文提出了一个以闪存块为粒度的保留干扰模型,用于估计由保留干扰引起的比特位错误。该模型考虑到了闪存块内部层与层之间的干扰、闪存的早期保留损失、写/擦除次数和3D NAND闪存的数据保留时间等因素。并通过四个主流商业3D NAND闪存产品作为研究案例,验证了该数学模型的可靠性与准确性。（2）在3D NAND闪存中,制造工艺引起了层性能变化,导致闪存块内部在垂直方向上不同层的闪存单元之间出现明显的原始误码率（RBER）差异。本文研究了3D NAND闪存层与层之间错误率变化因素,根据错误率变化共性,进一步完善块级别的保留干扰模型,得到层级别的保留干扰模型。并根据不同闪存层所需的纠错码（ECC）时间开销,将不同性能的闪存层进行了分类。（3）基于3D NAND闪存中层性能差异与层分类,以及I/O数据的不均衡访问的特性,本文根据数据访问热度和层间性能差异设计了一种数据放置机制以提高3D NAND闪存的读取性能。提出的机制将频繁访问的数据尽可能放置在有收益的闪存层,而将不频繁访问的数据放在负收益的闪存层。（4）使用基于真实磁盘的工作负载进行实验,结果证明本文提出的机制有效地利用了层间性能差异的特征,相比于现有的3D NAND闪存的数据放置机制,本文提出的机制能够分别将固态硬盘平均读时延和平均I/O时延缩短12.9%和6.2%。