Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference (한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집)

Korean Society of Computer Information (한국컴퓨터정보학회)
권호 표지

Improve reliability of SSD through cluster analysis based on error rate of 3D-NAND flash memory and application of differentiated protection policy

3D-NAND 플래시 메모리의 오류율 기반 군집분석과 차별화된 보호정책 적용을 통한 SSD의 신뢰성 향상 방안

  • Son, Seung woo (Dept. of Aerospace and Software Engineering, Gyeongsang National University) ;
  • Oh, Min jin (Dept. of Aerospace and Software Engineering, Gyeongsang National University) ;
  • Kim, Jaeho (Dept. of Aerospace and Software Engineering, Gyeongsang National University)
  • 손승우 (경상국립대학교 항공우주 및 소프트웨어공학과) ;
  • 오민진 (경상국립대학교 항공우주 및 소프트웨어공학과) ;
  • 김재호 (경상국립대학교 항공우주 및 소프트웨어공학과)
  • Published : 2021.07.14
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Abstract

3D NAND 플래시 메모리는 플래너(2D) NAND 셀을 적층하는 방식으로 단위 면적당 고용량을 제공한다. 하지만 적층 공정의 특성상 각 레이어별 또는 셀 위치에 따라 오류 발생 빈도가 달라질 수 있는 문제가 있다. 이와 같은 현상은 플래시 메모리의 쓰기/지우기(P/E) 횟수가 증가할 수록 두드러진다. SSD와 같은 대부분의 플래시 기반 저장장치는 오류 교정을 위하여 ECC를 사용한다. 이 방법은 모든 플래시 메모리 페이지에 대하여 고정된 보호 강도를 제공하므로 물리적 위치에 따라 에러 발생률이 각기 다르게 나타나는 3D NAND 플래시 메모리에서는 한계를 보인다. 따라서 본 논문에서는 오류 발생률 차이를 보이는 페이지와 레이어를 분류하여 각 영역별로 차별화된 보호강도를 적용한다. 우리는 페이지와 레이어별로 오류 발생률이 현저하게 달라지는 3K P/E 사이클에서 측정된 오류율을 바탕으로 페이지와 레이어를 분류하고 오류에 취약한 영역에 대해서는 패리티 데이터를 추가하여 차별화된 보호 강도를 제공한다. 오류 발생 횟수에 따른 영역 구분을 위하여 K-Means 머신러닝 알고리즘을 사용한다. 우리는 이와 같은 차별화된 보호정책이 3D NAND 플래시 메모리의 신뢰성과 수명향상에 기여할 수 있는 가능성을 보인다.

Keywords