随着存储器的集成度不断提高，以及工艺偏差带来的单元间不均一性，传统存储器单元错误率持续提高。新型存储器，特别是相变存储器和阻变存储器，具有高集成度和非易失性等优势，使其成为下一代存储器的最佳候选技术。然而，由于写持久度的限制以及工艺偏差的影响，新型存储器的可靠性成为一大挑战，存储器频繁写入后部分单元容易过度磨损而失效，降低了存储器寿命。为了延长存储器寿命，纠错方法和磨损均衡方法作为两类主流方法被提出。纠错方法主要在存储器中出现硬错误后将其纠正，主流的纠错方法有纠错编码法、纠错指针法和分割翻转法，而磨损均衡是对存储器内单元间写入频次进行均衡处理，以延缓过早出现存储器错误。为了解决新型存储器受寿命限制的问题，本文设计并实现了两种基于块分割的纠错方法、一种基于指针和块分割的纠错方法，以及一种新的磨损均衡法。具体来说，本文的主要工作和创新点有：
　　1.提出两种新的基于分割翻转的纠错方法，相对于现有的分割翻转法，将大幅提高纠错能力。
　　新型存储器，特别是相变存储器和阻变存储器，写持久度比较有限，器件单元写失效后出现硬损伤。为了纠正存储器硬错误，有一类解决方法是将数据块分割成若干小组，通过组翻转来纠正写入的数据，使得被写入的数据与硬错误单元存储的信息相符。第二章提出两个新的分割翻转纠错法，第一种方法是动态分割法，它在保持面积开销的基础上，增加有效分割和分割结构。第二种新方法是宽限分割法，该方法通过构建分割的最小重叠，来显著且有效地提高分割搜索区间。通过仿真验证，包括蒙特卡洛仿真、基于Benchmark的仿真和基于概率性的仿真，证明提出的两种分割方法比其他方法有明显优势。
　　2.提出一种将块分割与纠错指针相结合的新方法，通过增加少量面积开销，大幅提高传统纠错指针法的纠错能力。
　　Microsoft提出的Error correcting Pointers（ECP）是一种热门的纠错方法，它通过对每个错误位分配地址指针和存储信息位来纠正位错误，但这一方法在单位面积开销下的纠错能力有限，限制了它的实用性。第三章提出Yoda法，它通过少量附加位来大幅提高ECP的纠错能力和额定纠错数量，以提高ECP在单位面积开销下的纠错数量。若ECP能够每个数据块纠正f个硬错误，那么只需每块增加一个比特的附加位，Yoda可以保证纠正2f+1个硬错误。此外，我们提出了一种面积开销压缩方法，它在保持纠错能力的基础上，只需少量增加编解码复杂度，即可明显降低面积开销，而且，本文提出一种附加位自保护的机制，在少许额外开销下，达到且超过ECC的保护水平。仿真结果证实，在同等存储开销且写入数据已知的前提下，Yoda可以将ECP的纠错能力提高3倍，相对于近似算法复杂度的最新算法，Yoda也能提高2.5-3.0倍的提高。
　　3.提出了一种将纠错方法、行保留法和磨损均衡创造性地融合的方法。
　　由于存储器写入具有局部性和不均衡性，为了延缓硬错误过早的出现，可将存储器页的访问频次适当均衡，这就是磨损均衡方法的目的。当存储器的工艺偏差增大，存储器内单元间的写持久度并不服从均匀分布。第四章提出了RETROFIT，它不仅利用空闲“间隙”行降低数据行的磨损，也将此策略性地用于减少对较早出现硬错误的行的磨损。RETROFIT与针对硬错误的纠错方法兼容，而且能充分利用页中一个或多个附加空闲行来均衡磨损。在相同开销下，相对于传统的基于间隙行的磨损均衡方法，RETROFIT能额外提高107%的存储器寿命，甚至相对于完全均匀分布磨损均衡，RETROFIT能额外提高8%的存储器寿命。更进一步，当存储器集成度继续提高及工艺偏差不断增大时，相对于磨损均衡与纠错方法的简单结合，RETROFIT能表现出更大的优势。
　　综上，本文主要针对新型存储器中出现的有限写持久度问题，为了延长相变存储器和阻变存储器的寿命，提出不同的纠错方法和磨损均衡方法等解决方案，并实验验证其有效性和实用性。