• Title, Summary, Keyword: 플래시메모리

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Design and Implementation of NAND Flash Memory Access Layer (NAND플래시 메모리의 효율적 사용을 위한 접근계층의 설계 및 구현)

  • 박정태;최문선;김성조
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • pp.178-180
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    • 2004
  • 최근 소형 모바일 기기들이 대중화되고 그 종류가 다양해지면서 플래시 메모리가 기본 저장 매체로서 많이 사용되고 있다. 플래시 메모리는 기존의 하드디스크 같은 자기 매체에 비해서 크기가 작고, 전력소모도 적으며 내구성도 높다. 멀티미디어 데이터를 다루는 기기들이 증가하면서 플래시 메모리 중에서도 비용이 저렴하고 단일 칩으로도 대용량을 가지는 NAND형 플래시 메모리를 저장장치로 사용하는 기기들이 계속해서 늘어나고 있다. NAND 플래시 메모리는 기존에 많이 사용되던 NOR 플래시 메모리와는 다른 않은 특징이 있다. 따라서 NAND 플래시 메모리에 적합한 저장 기법을 설계하기 위해서는 NAND 플래시 메모리의 특징을 잘 이해하고 이용해야 한다. 이에 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리를 효율적으로 사용할 수 있도록 해주는 접근계층을 설계, 구현하고 이에 대한 구조와 세부 특징에 대해서 살펴본다. 본 논문에서 구현한 접근계층은 하드웨어에 종속적이지 않으며 NAND 플래시 메모리가 제공하는 다양한 기능을 상위 계층에서 충분히 활용할 수 있도록 설계되었다.

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Cleaning Policy of Flash Memory with Enhanced Greedy Approach (Greedy 방법을 개선한 플래시 메모리 지움 정책)

  • Kim, Kyeong-Yun;Kim, Young-Pill;Song, In-Jun;Yoo, Hyuck
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • pp.1685-1688
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    • 2004
  • 플래시 메모리는 안정적으로 정보를 저장하고 전송이 편하다는 측면에서 휴대용 저장매체로 많이 사용되고 있다. 그리고 셋탑박스(set-topbox), PDA와 같은 임베디드 시스템 역시 저전력 소비와 빠른 접근 시간을 요구한다는 측면에서 플래시 메모리를 저장 장치로 사용하고 있다. 그러나 플래시 메모리는 덮어쓰기가 불가능하고 지우는 속도가 느리다는 단점이 있다. 따라서 시스템의 성능을 향상시고 플래시 메모리의 수명을 늘이기 위해서 플래시 메모리의 효율적인 지움 정책은 반드시 고려되어야 하는 사항이다. 본 논문에서는 현재 알려져 있는 플래시 메모리 지움 정책을 설명하고 우선순위 조정을 통해 Wear-leveling을 구현함으로써 효율적으로 플래시 메모리를 지우는 방법을 제안한다. 이것은 Greedy 접근방식을 수정한 것으로 균등한 접근에 잘 동작할 뿐만 아니라 플래시 메모리 내에서 지우는 곳을 고르게 안배함으로써 플래시 메모리의 수명을 연장시킬 수 있다는 장점을 가진다.

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Efficient OFTL (Octree Flash Translation Layer) Technique for 3-D Vertical NAND Flash Memory (3차원 수직구조 NAND 플래시 메모리를 위한 효율적인 OFTL (Octree Flash Translation Layer) 기법)

  • Kim, Seung-Wan;Kim, Hun;Youn, Hee-Yong
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • pp.227-229
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    • 2014
  • 플래시 메모리는 빠른 처리 속도, 비휘발성, 저 전력, 강한 내구성 등으로 인해 최근 스마트폰, 태블릿, 노트북, 컴퓨터와 같은 여러 분야에서 많이 사용하고 있다. 최근 기존에 사용하던 NAND 플래시가 미세화 기술의 한계에 봉착함에 따라 기존 2차원 구조의 NAND플래시를 대처할 장치로 3차원 수직구조 NAND 플래시 메모리(3D Vertical NAND)가 주목받고 있다. 기존의 플래시 메모리는 데이터를 효율적으로 삽입/삭제/검색하기 위해 B-tree와 같은 색인기법을 필요로 한다. 플래시 메모리 상에서 B-tree 구현에 관한 기존 연구로서는 BFTL(B-Tree Flash Translation Layer)기법이 최초로 제안되었다. 현재 3차원 V-NAND 구조의 플래시 메모리가 시작품으로 제작되어 머지않아 양산 될 예정이다. 본 논문에서는 향후 출시될 3차원 구조의 플래시 메모리에 적합한 Octree 기반의 파일시스템을 제안한다.

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A Cost Estimation model for the flash memory storage system (플래시 메모리 상에서의 비용 예측 모델)

  • Roh, Hong-Chan;You, Jin-Hee;Park, Sang-Hyun
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • pp.27-31
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    • 2007
  • 최근 모바일 환경에서 우수한 특성으로 인해 플래시 메모리가 하드디스크를 대체할 만한 차세대 저장 장치로서 주목을 받고 있다. 하지만 이러한 플래시 메모리는 읽기 속도에 비해 쓰기 속도가 느리고 접근 비용의 비중이 미미한 특징 때문에 하드디스크 기반에서의 디스크 접근 횟수를 이용한 비용 예측 방법을 그대로 적용할 수 없다. 그러므로 플래시 메모리 기반의 효율적인 인덱스 설계나 질의 처리, 최적화를 위해서는 플래시 메모리에 적합한 비용 예측 방법이 필요하다. 본 논문의 목적은 플래시 메모리를 위한 파일 시스템인 플래시 전환 계층(flash Translation Layer)을 기반으로 비용 예측 모델을 제시하는 것이다. 플래시 메모리의 저장 공간에서 데이터를 읽는 비용은 플래시 메모리의 하드웨어 특성으로부터 쉽게 유추될 수 있지만, 쓰기 비용의 경우 플래시 메모리에 대한 쓰기 작업이 초래하는 가비지 컬렉션(Garbage Collection) 때문에 예측하기가 힘들다. 본 논문은 해당 파일 시스템으로부터 전체 플래시 메모리 공간 대비 유효 데이터의 사용률을 얻어낸 후 그 정보를 이용하여 가비지 컬렉션을 포함한 쓰기 비용을 예측하는 모델을 제안한다. 이러한 예측 모델을 사용하면 인덱스를 구성하거나 질의 처리 및 최적화 알고리즘을 구성하는데 있어 플래시 메모리의 특성을 반영한 비용 효율적인 설계를 수행할 수 있다.

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NAND-Type TLC Flash Memory Test Algorithm Using Cube Pattern (큐브 패턴을 이용한 NAND-Type TLC 플래시 메모리 테스트 알고리즘)

  • Park, Byeong-Chan;Chang, Hoon
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • pp.357-359
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    • 2018
  • 최근 메모리 반도체 시장은 SD(Secure Digital) 메모리 카드, SSD(Solid State Drive)등의 보급률 증가로 메모리 반도체의 시장이 대규모로 증가하고 있다. 메모리 반도체는 개인용 컴퓨터 뿐만 아니라 스마프폰, 테플릿 PC, 교육용 임베디드 보드 등 다양한 산업에서 이용 되고 있다. 또한 메모리 반도체 생산 업체가 대규모로 메모리 반도체 산업에 투자하면서 메모리 반도체 시장은 대규모로 성장되었다. 플래시 메모리는 크게 NAND-Type과 NOR-Type으로 나뉘며 플로팅 게이트 셀의 전압의 따라 SLC(Single Level Cell)과 MLC(Multi Level Cell) 그리고 TLC(Triple Level Cell)로 구분 된다. SLC 및 MLC NAND-Type 플래시 메모리는 많은 연구가 진행되고 이용되고 있지만, TLC NAND-Tpye 플래시 메모리는 많은 연구가 진행되고 있지 않다. 본 논문에서는 기존에 제안된 SLC 및 MLC NAND-Type 플래시 메모리에서 제안된 큐브 패턴을 TLC NAND-Type 플래시 메모리에서 적용 가능한 큐브 패턴 및 알고리즘을 제안한다.

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Design and Evaluation of a Fast Boot-up Technique for Flash Memory based Computer Systems (플래시메모리 기반 컴퓨터시스템을 위한 고속 부팅 기법의 설계 및 성능평가)

  • Yim, Keun-Soo;Kim, Ji-Hong;Koh, Kern
    • Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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    • v.32 no.11_12
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    • pp.587-597
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    • 2005
  • Flash memory based embedded computing systems are becoming increasingly prevalent.These systems typically have to provide an instant start-up time. However, we observe that mounting a file system toy flash memory takes 1 to 25 seconds mainly depending on the flash capacity. Since the flash chip capacity is doubled in every year, this mounting time will soon become the most dominant reason of the delay of system start-up time Therefore, in this paper, we present instant mounting techniques for flash file systems by storing the In-memory file system metadata to flash memory when unmounting the file system and reloading the stored metadata quickly when mounting the file system. These metadata snapshot techniques are specifically developed for NOR- and NAND-type flash memories, while at the same time, overcoming their physical constraints. The proposed techniques check the validity of the stored snapshot and use the proposed fast trash recovery techniques when the snapshot is Invalid. Based on the experimental results, the proposed techniques can reduce the flash mounting time by about two orders of magnitude over the existing de facto standard flash file system, JFFS2.

An Efficient Buffer Page Replacement Strategy on Flash Memory (플래시 메모리상에서 효율적인 버퍼 페이지 교체 기법)

  • Park Jongmin;Park Dong-Joo
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • pp.172-174
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    • 2005
  • 플래시 메모리는 오늘날 다양한 형태로 우리 생활의 일부를 차지하고 있다. 휴대 전화기, MP3 플레이에, PDA등과 같은 모바일제품, 이동식 저장매체, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 등에 광범위하게 활용되고 있다. 이처럼 많은 분야에서 사용되는 주된 이유는 플래시 메모리의 장점인 저전력 비휘발성, 고성능, 물리적 안정성, 휴대성을 갖기 때문이다. 더불어 최근에는 Gb급 플래시 메모리도 개발되어 하드디스크의 자리를 대체할 수 있는 상황에 이르렀다. 하지만, 플래시 메모리는 하드디스크와 달리 이미 데이터가 기록된 블록에 대해 덮어쓰기(overwrite)가 되지 않는다는 특성을 갖고 있다. 덮어쓰기 위해서는 해당 블록을 지우고(즉, 소거(erase)) 쓰기 작업을 수행해야 한다. 이로 인해 플래시 메모리의 데이터 읽기/쓰기/소거에 비용이 하드 디스크와 같이 동일한 것이 아니라 서로 다르다(읽기 비용을 1로 가정할 경우 쓰기와 소거는 각각 8, 65)[1][5][6]. 따라서 OS, DBMS 등과 같은 시스템 소프트웨어에서 사용된 기존 버퍼 교체 기법은 플래시 메모리의 특성이 고려되지 않았기 때문에 플래시 메모리의 특성을 고려한 효율적인 버퍼 교체기법이 필요하다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 서로 다른 연산 비용 고려한 새로운 버퍼 교체 기법을 제안한다.

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플래시 메모리의 구조 변화를 통한 전기적 특성 향상 메커니즘

  • An, Jun-Seong;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.328.1-328.1
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    • 2016
  • 높은 집적도를 가진 소자에 대한 요구가 커지면서 낸드 플래시 메모리에 대한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 그러나 소자의 크기가 작아지면서 게이트 누설 전류, 셀간 간섭, 단 채널 효과 등과 같은 문제들이 발생한다. 이에 따라 제한된 공간에서의 coupling ratio값을 증가시켜야 하는 문제가 주목 받으면서 얇은 절연층에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 절연층 구조를 비대칭으로 사용한 낸드 플래시 메모리의 전기적 특성을 멀티 오리엔테이션 모델을 포함한 3차원 TCAD 시뮬레이션을 이용하여 계산하였다. 메모리 소자가 각 셀 간의 절연층을 가질 때 낮은 셀 간 간섭과 높은 coupling ratio 값을 가진다. 절연층 구조의 높이와 방향의 두께가 증가할수록 게이트 누설 전류의 값이 감소하였다. 또한 비대칭 절연층 구조의 플래시 메모리에서 플로팅 게이트의 on-current 레벨과 전위 값이 기존의 플래시 메모리에 비해 크게 나타나는 시뮬레이션 결과값을 관찰하였다. 비대칭 절연층 구조를 가지는 플래시 메모리는 게이트 누설 전류에 영향을 미치는 절연층 주위의 전기장의 값이 기존 구조에 비해 약 30 % 감소하였고 같은 프로그램 동작 전압에서 플로팅 게이트에 주입되는 전하의 양 또한 증가하였다. 이 연구 결과는 낸드 플래시 메모리 소자에서 게이트 누설 전류 문제를 감소시키고 프로그램 특성을 증진시키는데 도움이 된다.

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10 nm 이하의 낸드 플래시 메모리 소자의 셀 간섭에 의한 전기적 특성 변화

  • Yu, Ju-Tae;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.301.1-301.1
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    • 2014
  • 모바일 전자기기 시장의 큰 증가세로 인해 플래시 메모리 소자에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 저 전력 및 고집적 대용량 플래시 메모리의 필요성이 커짐에 따라 플래시 메모리 소자의 비례축소에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 10 nm 이하의 게이트 크기를 가지는 플래시 메모리 소자에서 각 셀 간의 간섭에 의한 성능저하가 심각한 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 10 nm 이하의 낸드 플래시 메모리 소자에서 인접한 셀 간의 간섭으로 인해 발생하는 전기적 특성의 성능 저하를 관찰하고 메커니즘을 분석하였다. 4개의 소자가 배열된 낸드플래시 메모리의 전기적 특성을 3차원 TCAD 시뮬레이션을 툴을 이용하여 계산하였다. 인접 셀의 프로그램 상태에 따른 측정 셀의 읽기 동작과 쓰기 동작시의 전류-전압 특성을 게이트 크기가 10 nm 부터 30 nm까지 비교하여 동작 메커니즘을 분석하였다. 게이트의 크기가 감소함에 따라 플로팅 게이트에 주입되는 전하의 양은 감소하는데 반해 프로그램 전후의 문턱전압 차는 커진다. 플래시 메모리의 게이트 크기가 줄어듦에 따라 플로팅 게이트의 공핍영역이 차지하는 비율이 커지면서 프로그램 동작 시 주입되는 전하의 양이 급격히 줄어든다. 게이트의 크기가 작아짐에 따라 인접 셀 과의 거리가 좁아지게 되고 이에 따라 프로그램 된 셀의 플로팅 게이트의 전하가 측정 셀의 플로팅 게이트의 공핍영역을 증가시켜 프로그램 특성을 나쁘게 한다. 이 연구 결과는 10 nm 이하의 낸드 플래시 메모리 소자에서 인접한 셀 간의 간섭으로 인해 발생하는 전기적 특성의 성능 저하와 동작 메커니즘을 이해하고 인접 셀의 간섭을 최소로 하는 소자 제작에 많은 도움이 될 것이다.

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Analysis of Journaling Effect for Flash Memory Storage System (플래시 메모리 기반 저장 시스템의 저널링 영향 분석)

  • Jang, Bogil;Lim, Seung-Ho
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • pp.6-7
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    • 2012
  • 낸드 플래시 메모리는 저장장치로서 널리 사용되는 소자이다. 플래시 메모리 기반의 저장장치 시스템에서 파일 시스템의 저널링 기능을 사용할 때, 플래시 메모리의 특징을 고려해주는 것이 필요하다. 본 연구에서는 플래시 메모리 기반의 저장장치 시스템에서 파일 시스템의 저널링 연산이 미치는 영향에 대해서 분석해 보고, 오버헤드가 될 만한 부분을 찾아본다. 이러한 오버헤드가 될 만한 부분을 찾아서 제거해줌으로써 플래시 메모리의 사용성을 증대시킬 수 있다.

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