• 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.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.1-10
• /
• 2016

Magnetic disks have been used for decades in auxiliary storage devices of computer systems. In recent years, the use of NAND flash memory, which is called SSD, is increased as auxiliary storage devices. However, NAND flash memory, unlike traditional magnetic disks, necessarily performs the erase operation before the write operation in order to overwrite data and this leads to degrade the system lifetime and performance of overall NAND flash memory system. Moreover, NAND flash memory has the lower endurance, compared to traditional magnetic disks. To overcome this problem, this paper proposes EPET (Enhanced Prediction and Elapsed Time) wear leveling technique, which is especially efficient to portable devices. EPET wear leveling uses the advantage of PET (Prediction of Elapsed Time) wear leveling and solves long-term system failure time problem. Moreover, EPET wear leveling further improves space efficiency. In our experiments, EPET wear leveling prolonged the first bad time up to 328.9% and prolonged the system lifetime up to 305.9%, compared to other techniques.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.31-40
• /
• 2023

Recent advances in flash technologies, such as 3D processing and multileveling schemes, have successfully increased the flash capacity. Unfortunately, these technology advances significantly degrade flash's reliability due to a smaller cell geometry and a finer-grained cell state control. In this paper, we propose an asymmetric BER-aware reliability optimization technique (aBARO), new flash optimization that improves the flash reliability. To this end, we first reveal that bit errors of 3D NAND flash memory are highly skewed among flash cell states. The proposed aBARO exploits the unique per-state error model in flash cell states by selecting the most error-prone flash states and by forming narrow threshold voltage distributions (for the selected states only). Furthermore, aBARO is applied only when the program time (tPROG) gets shorter when a flash cell becomes aging, thereby keeping the program latency of storage systems unchanged. Our experimental results with real 3D MLC and TLC flash devices show that aBARO can effectively improve flash reliability by mitigating a significant number of bit errors. In addition, aBARO can also reduce the read latency by 40%, on average, by suppressing the read retries.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.535-543
• /
• 2015

현재 NAND 플래시 메모리기반 저장장치는 NAND 플래시 메모리의 단점을 감추고 장점을 극대화해 나가며 그 활용 영역을 지속적으로 넓혀왔다. 특히, 이러한 저장장치는 NAND 플래시 메모리의 고유한 특성인 "쓰기 전 지우기" 특성을 감추기 위하여 내부적으로 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer)이라 불리는 소프트웨어 계층을 포함하고 있다. 플래시 변환 계층은 호스트로부터 요청된 데이터를 관리하기 위한 메타데이터를 포함하며, 메타데이터는 호스트의 요청들을 처리하기 위해 자주 접근되는 데이터이므로 내부 메모리에 저장되어 관리된다. 따라서 메모리에 저장된 메타데이터는 전원손실이 발생하게 되는 경우 모두 소멸되므로, 메타데이터를 주기적으로 저장하고 초기화 과정을 통해 메타데이터를 메모리에 적재할 수 있는 메타데이터 관리 정책이 필요하다. 따라서 우리는 메타데이터 관리의 핵심 요구사항을 모두 만족하면서 효율적으로 동작하는 메타데이터 관리 정책을 제안하며, 실험을 통해 제안하는 기법의 효율성을 증명하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.9-15
• /
• 2022

낸드 플래시 메모리는 저전력 소비와 빠른 데이터 처리 속도 때문에 다양한 저장 장치의 미디어로 사용되고 있다. 그러나 데이터의 읽기 처리 속도가 쓰기 처리 속도와 비교하여 약 10배 빠른 비대칭 속도의 특징이 있기 때문에 속도차이를 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 플래시 전용 버퍼 관리 정책은 대부분 쓰기 속도를 개선하기 위해 연구되어 왔다. 그러나 최근에 다양한 목적으로 사용되고 있는 플래시 메모리로 구성된 SSD(solid state disk)는 쓰기 성능보다 읽기 성능에 취약한 문제가 있다. 본 논문에서는 낸드 플래시 메모리로 구성된 SSD에서 쓰기 성능보다 읽기 성능이 더 좋지 않은 이유를 밝히고 이를 개선하기 위한 버퍼 관리 정책을 연구한다. 본 논문에서 제안하는 버퍼 관리 정책은 읽기 데이터의 패턴을 분석하고 미래에 요청될 데이터를 낸드 플래시 메모리에서 미리 읽어두는 정책을 적용하여 플래시 기반 저장 장치의 속도를 개선하는 방법을 제안한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 미리 읽기 정책의 효과를 증명한다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.201-207
• /
• 2012

Currently, NAND Flash memory has been widely used in consumer storage devices due to its non-volatility, stability, economical feasibility, low power usage, durability, and high density. However, a high capacity of NAND flash memory causes the high power consumption and the low performance. In the convention memory research, a hierarchical filter mechanism can archive an effective performance improvement in terms of the power consumption. In order to attain the best filter structure for NAND flash memory, we selected a direct-mapped filter, a victim filter, a fully associative filter and a 4-way set associative filter for comparison in the performance analysis. According to the results of the simulation, the fully associative filter buffer with a 128byte fetching size can obtain the bet performance compared to another filter structures, and it can reduce the energy*delay product(EDP) by about 93% compared to the conventional NAND Flash memory.

• 정보처리학회논문지D
• /
• 제14D권7호
• /
• pp.719-726
• /
• 2007

최근 NAND 플래시 메모리는 충격에 강한 내구력과, 저 전력 소비, 그리고 비휘발성이라는 특징 때문에 MP3 플레이어, 모바일 폰, 노트북과 같은 다양한 이동 컴퓨팅 장비의 저장 장치로 사용되고 있다. 그러나 플래시 메모리의 특수한 하드웨어적 특징 때문에 디스크 기반의 시스템을 플래시 메모리상에 곧바로 적용 하는 것은 여러 단점들을 발생 시킬 수 있다. 특히 B트리가 구축될 때 레코드의 삽입, 삭제연산 및 노드 분할 연산은 많은 중첩쓰기 연산을 발생하기 때문에 플래시 메모리의 성능을 심각하게 저하시킬 것이다. 본 논문에서는 IBSF로 불리는 효율적인 버퍼 관리 기법을 제안한다. 이것은 색인 단위에서 중복된 색인 단위를 제거하여 버퍼가 채워지는 시간을 지연시키기 때문에 B트리를 구축할 때 플래시 메모리에 데이터를 쓰는 횟수를 줄인다. 또한 다양한 실험을 통하여 IBSF 기법이 기존에 제안되었던 BFTL 기법보다 좋은 성능을 보이는 것을 증명한다.

• Journal of Computing Science and Engineering
• /
• 제8권3호
• /
• pp.157-172
• /
• 2014

Contemporary embedded systems often use NAND flash memory instead of hard disks as their swap space of virtual memory. Since the read/write characteristics of NAND flash memory are very different from those of hard disks, an efficient page replacement algorithm is needed for this environment. Our analysis shows that temporal locality is dominant in virtual memory references but that is not the case for write references, when the read and write references are monitored separately. Based on this observation, we present a new page replacement algorithm that uses different strategies for read and write operations in predicting the re-reference likelihood of pages. For read operations, only temporal locality is used; but for write operations, both write frequency and temporal locality are used. The algorithm logically partitions the memory space into read and write areas to keep track of their reference patterns precisely, and then dynamically adjusts their size based on their reference patterns and I/O costs. Without requiring any external parameter to tune, the proposed algorithm outperforms CLOCK, CAR, and CFLRU by 20%-66%. It also supports optimized implementations for virtual memory systems.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.235-243
• /
• 2018

NAND flash memory has been widely used for embedded systems as storage device and the flash memory file systems such as JFFS2, YAFFS/YAFFS2 have been adopted by these embedded systems. The flash memory file systems provide the high performance and overcome the limitations of flash memory. However, these file systems don't solve the slow mount time problem when a sudden power failure happens. In this paper, we proposed a flash memory management method for enhancing the recovery performance. The proposed method manages the flash memory block type and stores the block type information at recovery image block. When file operations are occurred, our method stores the file information at the metadata block before and after the file operation. When mounting the flash memory, our method only scans the recovery image blocks and metadata blocks. The proposed method reduces the mount time by seeking the metadata block locations fast by using the recovery image blocks. We implemented the proposed method and evaluation results show that our method reduces the mount time 13 ~ 46 % compared with YAFFS2.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.25-32
• /
• 2017

Recently, the use of NAND flash memory is being increased as a secondary device to displace conventional magnetic disk. NAND flash memory, as one among non-volatile memories, has many advantages such as low power, high reliability, low access latency, and so on. However, NAND flash memory has disadvantages such as erase-before-write, unbalanced operation speed, and limited P/E cycles, unlike conventional magnetic disk. To solve these problems, NAND flash memory mainly adopted FTL (Flash Translation Layer). In particular, garbage collection technique in FTL tried to improve the system lifetime. However, previous garbage collection techniques have a sensitive property of the system lifetime according to write pattern. To solve this problem, we propose BSGC (Balanced Selection-based Garbage Collection) technique. BSGC efficiently selects a victim block using all intervals from the past information to the current information. In this work, SFL (Search First linked List), as the proposed block allocation policy, prolongs the system lifetime additionally. In our experiments, SFL and BSGC prolonged the system lifetime about 12.85% on average and reduced page migrations about 22.12% on average. Moreover, SFL and BSGC reduced the average response time of 16.88% on average.