• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.1134-1137
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• 2008

최근 디지털 기술의 발달로 인해 디지털 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대용 멀티미디어 기기가 증가하고 있고, 이러한 휴대용 장치를 위한 저장 장치로 낸드 플래시가 많이 사용된다. 이러한 장치는 고화질 미디어 컨텐츠 녹화 기능을 제공하고, 녹화된 영상물은 대용량 파일 형태로 저장된다. 대용량 파일의 필요한 부분만을 편집하여 재 저장하기 위해서는 새로운 기법이 요구된다. 본 논문은 낸드 플래시 메모리 전용 파일 시스템인 YAFFS를 사용하는 멀티미디어 휴대 장치에서 멀티미디어 파일을 고속으로 편집하고 동시에 필요한 저장 공간 소모를 최소화 하는 기법을 제안한다. 동영상 파일 편집 후 저장에 있어서 현재의 낸드 플래시 파일 시스템들은 편집 내용을 빈 공간에 새로 저장하기 때문에, 대용량의 파일일수록 많은 시간과 저장 공간이 소모 된다. 본 논문에서 제안하는 기법은 동영상 편집 후 파일 간에 중복되는 데이터를 새로 저장하지 않고 공유하도록 하면서 소모되는 시간과 공간을 최소화 한다. 이를 위해 파일 간 공유 되는 데이터를 관리하는 페이지 공유 맵을 설계하고 이를 이용한 동영상 고속 편집 저장 기법을 제시한다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.43-50
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• 2016

낸드플래시 기반 저장장치는 성능 향상을 위해 다중 채널, 다중 웨이 구조를 통해 다수의 낸드 디바이스를 병렬 동작시키고 있다. 하지만 동시 동작하는 낸드 디바이스의 수가 늘어나면서 전력 소모 문제가 가시화되었으며, 특히 디바이스 간 복수의 피크 전류가 서로 중첩되면서 높은 전력소모로 인해 데이터 신뢰성과 시스템 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 낸드 디바이스에서 지우기, 쓰기, 읽기 동작에 대한 전류 파형을 측정, 이를 프로파일링하여 피크 전류에 대한 정의와 모델링을 진행하였고, 나아가 다수의 낸드에서 피크 전류 중첩 확률을 계산한다. 또한 시스템 수준의 TLM 시뮬레이터를 개발하여 다양한 시뮬레이션 시나리오를 주입하여 피크 전류 중첩 현상을 분석 한다. 본 실험 결과에서는 낸드간 피크 중첩 현상을 차단할 수 있는 간단한 전력 관리 기법을 적용하여 피크 전류 중첩과 시스템 성능 간의 관계를 살펴보고 이를 통해 성능 저하 최소화를 위한 피크 중첩 비율을 제시하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.91-92
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• 2013

현재 낸드 플래시 메모리는 크기가 작고 충격에 강하며 소비전력이 적어 스마트 디바이스의 메인 스토리지로 활용되고 있다. 하지만 읽기, 쓰기 동작 외에 소거 동작의 필요와 메모리 접근 단위의 차이, 쓰기 횟수의 한계 등의 단점이 존재하며 이를 사용하는 파일 시스템은 기존의 파일 시스템과는 다른 복잡한 연산과 다양한 접근 방식이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 낸드 플래시의 제약을 극복하기 위해 연구되어온 파일시스템들의 특성과 차세대 메모리로 불리는 SCM의 적용으로 얻을 수 있는 장점을 분석하고 향후 연구방향에 대해 모색하도록 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.1-10
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• 2015

낸드 플래시는 기존의 하드디스크와 다르게 지움 연산이 필요하고 제자리 갱신이 불가능한 특성을 가지고 있어 플래시 전환 계층(FTL: Flash Translation Layer)을 사용한다. 하지만 플래시 전환 계층을 이용하는 방법은 사상 테이블의 사용에 따른 메모리 소비량이 많은 단점이 있어서 최근에는 사상 테이블을 사용하지 않는 색인 구조에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 하지만 이러한 연구들은 사상 테이블을 사용하지 않는 시스템에서 발생되고 있는 업데이트 파생문제를 해결하여야 한다. 논문에서는 이러한 업데이트 파생문제를 효과적으로 해결하고자 CL-트리(Cache List Tree)라 명명된 새로운 색인 구조를 제안한다. 제안하는 기법은 메모리상에 쓰기 연산이 이루어진 노드들의 주소를 다중 리스트로 이루어진 CL-트리에 저장함으로써, 추가적인 쓰기 연산을 줄일 뿐만 아니라 자주 접근되는 노드에 대하여 빠르게 접근할 수 있기 때문에 탐색 측면에서도 뛰어난 성능을 보인다. 성능평가 결과 제안하는 CL-트리 구조는 작업 수행 속도에서 기존의 B+ 트리와 주요 관련 연구에 비해 삽입 속도는 최대 173%, 탐색 속도는 179% 향상되었음을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권10호
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• pp.46-53
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• 2011

본 논문에서는 MLC 낸드플래시 메모리의 CCI(cell-to-cell interference)의 제거를 통한 에러 보정 등화기(equalizer)를 제안한다. 매년 메모리의 집적도가 두 배가 되고, MLC(multi level cell) 기술의 개발 등으로 플래시 메모리 시장의 급성장이 이루어졌다. CCI는 주변 셀이 프로그램 되면서 발생하는 영향으로 에러 발생에 중요한 요소이다. 제안된 CCI의 모델을 수식화하고, CCI의 제거를 통한 등화기를 설계하였다. 이 모델은 MLC 낸드플래시의 프로그램 순서와 주변 패턴을 기반으로 프로그램 전압(program voltage)의 영향이 고려되었다. 또한 제안된 등화기는 MLC NAND 플래시 메모리 1-블록에 데이터를 읽기/쓰기 동작의 측정 결과와 Matlab을 통하여 설계 및 검증되었다. 이 등화기는 심각한 CCI를 가지고 있는 20nm 낸드플래시 메모리 채널에서 약 60%의 에러 개선율을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권3호
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• pp.256-260
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• 2008

본 연구의 목표는 낸드 플래시 메모리용 파일시스템의 고질적인 문제점인 파일 시스템 마운트 지연시간을 개선하는 것이다. 이를 위하여 바이트 접근성을 가지는 비휘발성 랜덤 억세스 메모리 소자와 낸드 플래시로 계층적 저장시스템을 구성하고, 바이트 접근성을 가지는 비휘발성 랜덤 억세스 메모리 소자 상에 파일 시스템 메타 데이타를 위치시키는 기법을 개발하였다. 데이타 무결성을 지원하고, 고속의 랜덤 읽기/쓰기가 가능한 비휘발성 랜덤 억세스 메모리 소자에 메타 데이타를 위치시킴으로써 낸드 플래시에 저장된 메타 데이타를 관리하기 위해 Spare 영역과 Object Header 영역에 구성된 항목가운데 불필요한 항목을 제거할 수 있었다. 또한, Object Header의 자료구조를 효율적으로 설계하여 이전 연구인 FRASH1.0에서 파일 생성/삭제 성능 저하를 초래한 Object Header를 스캔하는 단계를 제거하였다. 최적화된 비휘발성 랜덤 억세스 메모리 소자의 자료구조와 개발된 알고리즘을 실제 파일 시스템으로 구현한 FRASH1.5를 개발하였다. 이것을 채용한 FRASH1.5의 성능을 평가한 결과 마운트 동작 시간은 이전 연구인 FRASH1.0 대비 2배 이상 단축시킬 수 있었고, 파일 생성성능은 FRASH1.0 대비 $3{\sim}8%$ 향상되었다. 특히, 파일 크기가 크고, 개수가 많을 경우는 기존 YAFFS 대비 성능 저하 없이 마운트 시간을 8배 이상 감소시킬 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.1-12
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• 2015

낸드 플래시 메모리는 저전력, 빠른 접근 속도, 저렴한 가격 등의 특징을 가지고 있어 저장장치로 널리 사용되고 있다. 하지만 낸드 플래시 메모리는 제자리 덮어쓰기가 지원되지 않아 기존의 하드 디스크 기반 응용 프로그램을 구동하기 위해서는 FTL(Flash Translation Layer)이 필요하다. FTL은 주소 매핑, 가비지 컬렉션, 마모도 균등화 작업 등을 포함하고 있어 저사양 임베디드 장치에 구현하기에는 메모리와 연산에 대한 비용이 많이 든다. 그래서 이런 장치들을 위해 낸드 플래시 메모리에 최적화된 색인 자료구조들이 연구되고 있다. 연구된 방법들은 쓰기에 소요되는 시간을 줄여 성능을 향상시켰지만 레코드 탐색에 소요되는 시간이 증가된다는 단점을 가지고 있다. 레코드 탐색시간을 증가시키지 않고 쓰기 횟수를 줄이기 위해 본 논문에서는 페이지 매핑 로그 테이블을 이용한 색인 관리 기법을 제안한다. 낸드 플래시 메모리의 단점인 제자리 덮어쓰기 불가로 인해 발생하는 페이지 쓰기 횟수를 줄이기 위해 매핑 로그 테이블은 B+ 트리에서 변경된 노드 페이지 주소를 저장하고 레코드 검색 시 이를 이용한다. 실험 평가를 통해 제안된 기법은 다른 기법들과 비교 시 레코드 탐색에서 발생하는 페이지 읽기 횟수를 최대 약 61% 줄였으며, 레코드 삽입에서 페이지 쓰기 횟수를 최대 약 31% 줄일 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 2010

최근 낸드 플래시 메모리가 하드디스크 수준으로 읽기 성능이 향상되고, 전력소비가 훨씬 적음에 따라, 플래시메모리와 하드디스크를 같이 사용하는 하이브리드 하드디스크와 같은 이기종 저장장치들이 출시되고 있다. 하지만 낸드 플래시 메모리의 쓰기 및 삭제 속도가 기존 자기디스크의 쓰기 성능에 비해 매우 느릴 뿐 아니라, 사용자 층에서 쓰기 요청이 집중될 경우 CPU, 메인 메모리에 심각한 오버헤드를 발생시킨다. 본 논문에서는 비휘발성 캐시의 역할을 하는 낸드 플래시 메모리의 성능을 향상시키기 위해 읽기의 참조 빈도는 낮고, 쓰기의 갱신 빈도가 높은 데이터 블록들을 교체하는 LFU(Least Frequently Used)-Hot 기법을 제시하고, 교체 될 데이터 블록들을 재배치하여 자기디스크로 플러싱하는 기법을 제시한다. 실험 결과, 본 논문에서 제안하는 LFU-Hot 블록 교체 기법과 멀티존 기반의 데이터 블록 재배치기법 실행시간이 기존 LRU, LFU 블록 교체 기법들보다 입출력 성능 면에서 최대 38% 빠르고, 비휘발성 캐시의 수명을 약 40% 이상 향상 시킴을 증명하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (C)
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• pp.69-74
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• 2007

플래시 메모리는 하드디스크와 다른 물리적 특성을 가지고 있다. 대표적으로 덮어쓰기가 되지 않고 데이터를 읽고 쓰는 단위와 지우는 단위가 서로 다르다. 이러한 물리적 제약을 소프트웨어적으로 보완해주기 위해서 플래시 메모리를 사용하는 시스템에서는 대부분 Flash Translation Layer (FTL)을 사용한다. 지금까지 FTL 알고리즘의 대부분이 임의 쓰기 패턴보다 순차 쓰기 패턴에 훨씬 더 효율적으로 작용한다. 그러나 B-트리와 같은 자료구조에서는 일반적으로 순차 쓰기 패턴 보다는 임의 쓰기 패턴이 발생된다. 따라서 플래시 메모리상에서 B-트리를 관리할 경우 FTL에 비효율적인 쓰기 패턴을 생성하게 된다. 본 논문에서는 플래시 메모리상에서 B-트리와 같은 자료구조를 효율적으로 저장 관리하기 위한 새로운 방식을 제안한다. 새로운 방식은 B-트리에서 발생되는 임의 쓰기를 플래시 메모리상의 버퍼를 이용하여 FTL에 효율적인 순차 쓰기를 발생시킨다. 실험 결과, 본 논문에서 제안하는 방식은 기존의 방식보다 플래시 메모리에서 발생되는 쓰기 및 블록소거 연산 횟수를 60%이상 감소시킨다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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• pp.72-74
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• 2012

최근 스마트폰, 태블릿이 보편화되고 플래시 메모리가 모바일기기의 저장장치로 많이 사용되면서 저장되는 데이터에 대한 보안성도 높아지고 있다. 모바일 기기를 사용하는 사용자 입장에서 더 이상 필요치 않은 목적으로 데이터를 삭제하고 유출을 막기 위해 파일 와이핑 기법을 사용한다. 하지만 일반적인 와이핑 기법은 하드디스크 특성을 바탕으로 수행되기 때문에 플래시 메모리를 사용할 경우 플래시 메모리 특성으로 인해 와이핑 이후 기존정보가 존재하기 때문에 복구가 가능하다. 최근 플래시 메모리 데이터의 보안성을 요구하는 기법이 연구된바 있지만 불필요한 오버헤드 및 기법 적용이 제한적이라는 문제가 있다. 본 논문에서는 다양한 FTL에 적용이 가능한 플래시 메모리상의 저장된 데이터에 대한 와이핑 수행이후 복구 방지 기법을 제안한다. 이 기법은 임의 값을 이용한 블록 치환 알고리즘을 통해 테이블을 생성하고 테이블을 이용해서 플래시 메모리를 블록 단위로 치환을 하여 수행한다.