• 정보과학회 논문지
• /
• 제44권11호
• /
• pp.1130-1137
• /
• 2017

하나의 메모리 셀에 여러 비트의 정보를 저장하는 다치화 기법은 공정 미세화와 함께 낸드 플래시 메모리의 집적도를 크게 향상시켰지만, 그 반대급부로 MLC 낸드 플래시 메모리의 평균 쓰기 성능은 SLC 낸드 플래시 메모리 대비 두 배 이상 하락하였다. 본 논문에서는 MLC 낸드 플래시 기반 저장장치의 성능 향상을 위해 제안되었던 기존의 계층 교차적 최적화 기법들을 소개하고, 두 기법의 상호 보완성을 분석하여 해당 기법들의 한계점을 극복하는 새로운 통합 기법을 제안한다. MLC 낸드 플래시 디바이스에 존재하는 성능 비대칭성을 플래시 변환 계층 수준에서 최대한 활용함으로써, 제안하는 기법은 인가되는 다수의 쓰기 명령을 SLC 낸드 플래시 디바이스의 성능으로 처리하여 저장장치의 성능 향상을 도모한다. 실험 결과, 제안하는 기법은 기존 기법 대비 평균 39%의 성능 향상을 달성할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
• /
• pp.274-276
• /
• 2003

최근 모바일 컴퓨팅환경으로 컴퓨팅 페러다임이 전이함에 따라 휴대가 용이하고 저전력으로 동작하는 플래시메모리가 차세대 저장매체로 부상하고 있다. 하지만 플래시 메모리를 저장장치로 활용하기 위해서는 몇 가지 설계상의 제약이 있다. 대표적으로 데이터를 쓰기 위해서는 비교적 수행시간이 길고 큰 단위로 이뤄지는 삭제 연산을 선행해야 한다는 것이다. 이 런 제약을 극복하고 저장장치를 구성하는 방법에는 크게 미들웨어를 활용하는 방법과 전용 파일 시스템을 사용하는 방법이 있다. 본 논문에서는 이 두 가지 설계기법의 구조와 세부특성에 대해 살펴본다. 이를 통해 플래시 메모리 기반 저장장치를 구성하는데 있어서 고려해야 할 성능상의 요소에 대해 고찰하고 향후 과제를 제시한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.525-526
• /
• 2023

최근 빅데이터를 처리하기 위한 고용량의 저장장치의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 낸드 플래시 메모리 기반 저장장치인 SSD(Solid State Drive)는 고속 데이터 처리가 가능하기 때문에 다양한 저장 시스템에서 사용되고 있다. 그러나 낸드 플래시 메모리는 읽기 속도가 빠르고 쓰기 속도가 느린 비대칭 구조를 가지고 있어 데이터 쓰기 작업이 진행 중일 때 다른 작업이 대기하게 되어 전체적인 시스템 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이에 대해 대부분의 연구에서는 쓰기 성능을 개선하기 위한 버퍼 관리 정책들이 제안되었다. 기술의 발전으로 쓰기 성능은 개선되었지만, 그에 비해 읽기 성능이 저조한 문제가 있다. 본 논문에서는 읽기 성능이 쓰기 성능보다 취약한 점을 분석하고 플래시 메모리 내에 저장장치 속도를 개선하기 위해 앞으로 읽기 요청 가능성이 있는 예상 데이터를 선형회귀 모델을 적용하여 전송 대기 시간 중 미리 읽는 정책을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제16권7호
• /
• pp.789-793
• /
• 2010

최근 플래시 메모리 기반 비휘발성 캐시가 저장장치의 성능과 전력 소모 측면에서 효과적인 해법으로 떠오르고 있다. 비휘발성 캐시로 저장장치의 성능을 향상시키고 전력 소모를 줄이기 위해, 가격이 싸고 용량이 큰 multi-level-cell (MLC) 플래시 메모리를 사용하는 것이 좋다. 그러나 MLC 플래시 메모리의 수명은 single-level-cell (SLC) 플래시 메모리보다 훨씬 짧기 때문에 전체 저장장치의 수명이 짧아질 수 있다. 이러한 약점을 최소화하기 위해 SLC 플래시 메모리와 MLC플래시 메모리를 결합한 형태의 비휘발성 캐시를 고려해볼 수 있다. 본 논문에서는 SLC와 MLC를 결합한 플래시 메모리를 버퍼로 사용하는 새로운 하이브리드 하드디스크 구조를 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.151-154
• /
• 2012

최근 차세대 저장장치로서 비휘발생 플래시 메모리 기반 저장장치의 사용이 층가하고 있다. 본 논문에서는 플래시 메모리 기반 저장장치의 특생인 삭제 연산의 문제점을 고려하는 새로운 버퍼 캐시 교체 기법을 연구하였다. 제안한 클린 블록 우선 (Clean Block First) 기법은 버퍼를 플래시 메모리의 삭제 블록의 리스트로 관리하고 클린 페이지를 가진 블록을 우선적으로 교체하여 플래시 메모리의 삭제 연산 횟수를 줄인다. 트레이스 기반의 시뮬레이션을 수행하여 교체를 위해 검색하는 클린 블록 개수의 변화에 대한 캐시 적중률과 삭제 연산 횟수를 분석하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권5호
• /
• pp.94-101
• /
• 2013

낸드 플래시 메모리에 기반 한 저장장치는 이미 여러 분야에서 기존 디스크 기반 저장장치를 대체하며 거대한 규모의 시장을 확보하고 있다. 이 중 집적도는 높지만 성능과 신뢰성이 상대적으로 낮은 multi-level cell (MLC) 낸드 플래시 메모리와 반대의 특성을 지니는 single-level cell (SLC) 낸드 플래시 메모리를 혼용하여 서로의 장점만을 얻고자 하는 이종 낸드 플래시 기반 저장장치에 관한 연구 또한 활발하게 이루어지고 있다. 이종 낸드 플래시 기반 저장장치에서는 SLC에 기록된 데이터가 MLC로 옮겨질 경우에 발생하는 마이그레이션 오버헤드와, 상대적으로 적은 용량의 SLC 내부에서 발생하는 가비지 컬렉션 오버헤드가 전체 저장장치의 성능을 악화시키는 문제가 있는데, 본 논문에서는 이를 완화하고자 논리 블록의 접근경향을 활용하여 SLC를 효율적으로 활용하는 이종 낸드 플래시 기반 저장장치용 flash translation layer (FTL)을 제안하고자 한다. 제안하는 FTL 은 논리 블록들의 접근 경향을 파악하여 SLC에 기록되었을 시 성능 향상을 가져올 것이라고 기대되는 논리 블록들만을 선별하여 SLC에 기록하게 된다. 실험 결과 본 논문에서 제안하는 FTL을 사용한 이종 낸드 플래시 기반 저장장치는 기존 FTL 대비 전체 실행 시간에서 35% 향상된 성능을 보여주었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(C)
• /
• pp.88-91
• /
• 2011

NAND 플래시 메모리는 저전력과 빠른 접근 속도의 특징 때문에 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 특히 플래시 메모리로 만들어진 SSD(solid state disk)는 인터페이스가 기존의 하드디스크와 동일하고 대용량화 되고 있기 때문에 가까운 미래에 다양한 저장시스템의 저장장치로 사용될 것으로 예상된다. 그러나 NAND 플래시메모리 기반 저장장치는 쓰기 전 소거 구조와 같은 독특한 하드웨어 특징을 가지고 있기 때문에 특정 지역에 반복적인 쓰기 요청을 발생하는 B트리를 구축하는 것은 심각한 성능저하를 야기 할 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 버퍼를 이용하여 B트리 구축 성능을 개선한 방법들이 제안되었다. 그러나 이러한 기법들은 갑작스러운 전원 차단 시 버퍼에 유지하고 있던 데이터를 모두 유실하기 때문에 고장회복을 위한 추가적인 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 버퍼를 이용한 방법 중 IBSF기법을 기반으로 NAND 플래시 메모리 기반 저장장치에서 고성능의B트리 구축 방법뿐만 아니라 전원 차단시 효율적인 고장회복을 할 수 있는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 B트리 변경시 변경 된 정보를 로그에 저장하여 관리한다. 또한 루트노드가 변경될 때 검사점(checkpoint)을 수행한다. 마지막으로 다양한 실험을 통하여 본 논문의 고장회복 성능을 보여준다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.17-20
• /
• 2011

NAND 플래시 메모리 기반의 저장장치의 내부에는 Flash Translation Layer (FTL)이라는 소프트웨어가 사용되고 있다. FTL은 파일 시스템으로부터 요청되는 논리 주소를 플래시 메모리의 물리 주소로 변환하며 이를 위하여 사상 테이블을 사용한다. 일반적으로 사상 테이블의 빠른 접근을 위하여 사상 테이블은 저장장치 내부의 RAM에 유지한다. 최근 저장 공간의 용량이 커지게 되면서 사상 테이블로 인해 요구되는 RAM의 크기도 커지게 되어 사상 테이블을 플래시 메모리에 저장하고 일부만 RAM에 유지하는 캐싱 기법들이 연구되어 왔다. 본 논문에서는 SAT-c 라는 사상 테이블 캐싱 기법을 제안하고 캐시 교체 알고리즘들의 성능을 비교하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제16권12호
• /
• pp.1199-1203
• /
• 2010

컴퓨터 시스템에서 Host와 저장장치간의 데이터 이동은 섹터를 기본 단위로 하고 있는데, 섹터 사이즈는 시스템마다 다른 가변적인 크기일 수 있다. 낸드 플래시 메모리는 구조상 페이지 사이즈와 섹터 사이즈 사이의 상관관계에 있어서, 섹터 사이즈가 낸드 플래시 메모리를 관리하는 방식에 상당한 영향을 미친다. 본 논문에서는 낸드 플래시 메모리 기반의 저장장치에서 효율적인 다중 섹터 사이즈를 지원하는 FTL 매핑 관리 기법을 제안하고, 그 관리 방법과 성능에 관하여 분석하여 본다. 본 논문에서 제안한 방식에 의하면 다중 섹터를 지원하는 낸드 플래시 메모리 저장장치를 효율적으로 관리하여 줄 수 있다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.639-644
• /
• 2015

최근 널리 사용되는 Solid State Drive(SSD), embedded Multi Media Card(eMMC) 등의 플래시 저장장치는 사용자 요구에 의해 점점 그 용량이 증대되고 있다. 플래시 저장장치 내부의 Flash Translation Layer(FTL)은 전원 유실 등의 크래시 상황에서 전체 플래시 영역을 대상으로 복구하는 동작을 하게 되는데, 저장장치의 고용량 화로 인해 그 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 저장장치 용량에 비례하지 않도록 O(1) 크래시 복구 수행 시간을 갖는 O1FTL을 제안한다. 이를 위해 본 연구팀은 기존에 플래시 파일 시스템에서 제안된 작업 영역 기법을 FTL에 적용하고 실제 하드웨어 플랫폼에 구현하였다. 실험 결과, 다양한 용량에 대해 유사한 복구 시간을 달성함을 보였으며, I/O 성능, 수명에 대해서는 대단히 적은 오버헤드를 요구하는 것을 검증하였다.