• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권5호
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• pp.322-330
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• 2009

제자리 덮어쓰기가 불가능하고 블록의 지움 횟수가 제한되는 낸드 플래시 메모리를 저장매체로 사용하기 위해서 지움 횟수 평준화를 지원하는 다양한 가비지 컬렉션 정책들이 연구되고 있다. 기존정책들은 지움 횟수 평준화를 지원하기 위해 가비지 컬렉션이 수행될 때마다 전체 블록에 대해 지움 대상블록을 선정하기 위한 클리닉 지표를 구하는 연산을 수행하여야 하고 이 연산들은 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서 제안하는 가비지 컬렉션 정책은 지움 횟수의 분산(variance)과 블록들의 최대 지움횟수에 따라 변경되는 임계값을 이용하여 전체 블록에 대한 클리닉 지표를 구하는 연산을 수행하지 않으면서 지움 횟수 평준화를 제공한다. 가비지 컬렉션 시 분산이 임계값 보다 작을 때는 Greedy 정책을 이용하여 지움 비용을 최소화하고, 분산이 임계값 보다 클 때는 최대 지움 횟수를 가진 블록을 지움 대상에서 제외하여 지움 횟수를 평준화한다. 본 논문에서 제안하는 방법으로 가비지 컬렉션을 수행하였을 때, 블록들의 지움 횟수가 지움 횟수 상한에 가까워질수록 블록들의 지움 횟수 표준 편차가 0에 근접하며, 기존의 지움 횟수 평준화를 지원하는 알고리즘과 비교하여 두 배 이상 빠른 가비지 컬렉션 속도를 보였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.269-277
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• 2018

NAND flash memory has widely been used because of non-volatility, low power consumption and fast access time. However, it suffers from inability to provide update-in-place and the erase cycle is limited. The unit of read/write operation is a page and the unit of erase operation is a block. Moreover erase operation is slower than other operations. We proposed the Adaptive Garbage Collection (called "AGC") policy which focuses on not only reducing garbage collection process time for real-time guarantee but also wear-leveling for a flash memory lifetime. The AGC performs better than Cost-benefit policy and Greedy policy. But the AGC does not consider the operation characteristics. So we proposed the Advanced Adaptive Garbage Collection (called "A-AGC") policy which considers the page write operation count and block erase operation count. The A-AGC reduces the write operations by considering the data update frequency and update data size. Also, it reduces the erase operations by considering the file fragmentation. We implemented the A-AGC policy and measured the performance compared with the AGC policy. Simulation results show that the A-AGC policy performs better than AGC, specially for append operation.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.121-130
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• 2017

NAND flash memory has advantages of non-volatility, little power consumption and fast access time. However, it suffers from inability that does not provide to update-in-place and the erase cycle is limited. Moreover, the unit of read/write operation is a page and the unit of erase operation is a block. Therefore, erase operation is slower than other operations. The AGC, the proposed garbage collection policy focuses on not only garbage collection time reduction for real-time guarantee but also wear-leveling for a flash memory lifetime. In order to achieve above goals, we define three garbage collection operating modes: Fast Mode, Smart Mode, and Wear-leveling Mode. The proposed policy decides the garbage collection mode depending on system CPU usage rate. Fast Mode selects the dirtiest block as victim block to minimize the erase operation time. However, Smart Mode selects the victim block by reflecting the invalid page number and block erase count to minimizing the erase operation time and deviation of block erase count. Wear-leveling Mode operates similar to Smart Mode and it makes groups and relocates the pages which has the similar update time. We implemented the proposed policy and measured the performance compare with the existing policies. Simulation results show that the proposed policy performs better than Cost-benefit policy with the 55% reduction in the operation time. Also, it performs better than Greedy policy with the 87% reduction in the deviation of erase count. Most of all, the proposed policy works adaptively according to the CPU usage rate, and guarantees the real-time performance of the system.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권5호
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• pp.422-428
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• 2009

플래시 메모리는 부피가 작고, 가볍고, 소비전력이 낮으며 입출력이 빨라 최근 소형기기의 저장 장치로 널리 사용이 되고 있다. 그러나 플래시 메모리는 지움 연산을 수반하는 가비지 컬렉션을 수행해야 한다. 지움 연산은 속도가 느리고, 각 블록마다 지움 연산 횟수가 제한이 있다. 따라서 본 논문에서는 지움 연산 횟수와 각 블록의 지움 횟수 편차를 줄이는데 초점을 맞춘 균등화 정책을 제안한다. 따라서 플래시 메모리의 페이지 사용률에 기반을 둔 두 가지 가비지 컬렉션 수행 모드를 정의하고 그리고 각 모드에 대해 다른 지움 비용을 계산하여 전체 지움 연산 횟수와 각 블록의 지움 횟수 편차를 최소화하는 가비지 컬렉션 기법을 제안한다. 추가로 가비지 컬렉션 연산 시간을 최소화하기 위해 그룹 관리 기법을 제안해 보다 빠른 수행 시간을 가질 수 있도록 한다. 실험 결과 제안하는 정책은 기존의 Greedy 와 CAT 기법의 장점들을 동시에 나타내었고, 지움 횟수 편차를 평균 85% 감소 시켰고 가비지 컬렉션 수행 시간을 최대 6% 단축 시켰다

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.1-7
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• 2016

In this paper, we propose in this paper present a novel locality data allocation policy as COLD(Correlated Locality Data) allocation policy. COLD is defined as a set of data that will be updated together later. By distributing a COLD into a NAND block separately, it can preserve th locality. In addition, by handling multiple COLD simultaneously, it can obtain the parallelism among NAND chips. We perform two experiment to demonstrate the effectiveness of the COLD data allocation policy. First, we implement COLD detector, and then, analyze a well-known workload. And we confirm the amount of COLD found depending on the size of data constituting the COLD. Secondly, we compared the traditional page-level mapping policy and COLD for garbage collection overhead in actual development board Cosmos OpenSSD. Experimental results have shown that COLD data allocation policy is significantly reduces the garbage collection overhead. Also, we confirmed that garbage collection overhead vary depending on the COLD size.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제29권12호
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• pp.957-965
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• 2002

CLDC는 가비지 콜렉션을 위해, 가비지 콜렉션이 필요한 시점에 모든 작업을 수행하는 스탑더 월드 가비지 콜렉션 알고리즘을 일반적으로 사용한다. 이 방법은 길고 예측할 수 없는 지연시간으로 인하여 대화형 자바 임베디드 시스템에서는 부적당하다. 본 논문에서는 평균 지연시간을 줄이고 대화형 환경을 지원하는 가비지 콜렉션 알고리즘을 제안한다. 가비지 콜렉터는 객체의 크기에 따라 할당 위치를 결정하는 할당기와 점진적 마크-회수 알고리즘을 사용하는 콜렉터로 구성된다. 가비지 콜렉터는 스레드 스케줄링 정책에 따라 주기적으로 호출되며, 할당기는 콜렉션 주기 동안 마크된 상태의 객체를 할당한다. 또한 콜렉션 주기의 마지막에 비트 패턴의 의미를 교환하는 칼라토글방식을 사용한다. 제안한 가비지 콜렉터와 스탑더월드 마크-회수 가비지 콜렉터의 성능을 비교하였으며, 이 비교 실험을 통해 평균 지연시간은 감소하고, 균일하고 낮은 응답시간을 제공함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.241-245
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• 2008

비휘발성 속성을 가지면서 램의 특성을 동시에 제공하는 비휘발성 램의 효과적인 활용을 목적으로, 모든 메타데이타를 비휘발성 램에서 관리하고 파일데이타만 낸드플래시에서 관리하는 MiNV(Metadata in NVram) 파일시스템이 이미 제안된 바 있다. 본 연구에서는 MiNV 파일시스템에서 가비지 컬렉션 수행에 대한 효율성을 실험적으로 분석하고, 가비지 컬렉션의 효율성이 전체 파일시스템 성능에 미치는 영향에 대해서 살펴본다. MiNV 파일시스템은 동일한 가비지 컬렉션 기법을 적용하더라도 YAFFS보다 더 효율적으로 가비지 컬렉션을 수행한다. 성능 평가 결과에서 MiNV 파일시스템은 전체 낸드플래시에서 가용한 블록의 개수가 부족할 때 발생하는 공격적인 가비지 컬렉션의 발생 빈도를 줄임과 동시에 공격적인 가비지 컬렉션 수행 시점을 늦춤을 확인하였다. 이와 더불어, 실험 결과는 이러한 가비지 컬렉션에 대한 효율성이 파일시스템의 성능향상에 기여함을 보여준다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.1710-1717
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• 2009

Flash memory has become the most important storage media in mobile devices along with its attractive features such as low power consumption, small size, light weight, and shock resistance. However, a flash memory can not be written before erased because of its erase-before-write characteristic, which lead to some garbage collection when there is not enough space to use. In this paper, we propose a novel garbage collection scheme, called block-level buffer garbage collection. When it is need to do merge operation during garbage collection, the proposed scheme does not merge the data block and corresponding log block but also search the block-level buffer to find the corresponding block which will be written to flash memory in the next future, and then decide whether merge it in advance or not. Our experimental results show that the proposed technique improves the flash performance up to 4.6% by reducing the unnecessary block erase numbers and page copy numbers.

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

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권9호
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• pp.617-625
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• 2009

NAND 플래시 메모리는 부피가 작고, 가볍고, 소비전력이 낮으며 입출력이 빠르고 집적도가 높아 최근 임베디드 기기들에 널리 사용되고 있다. 그러나 NAND 플래시 메모리는 지움 연산을 수반하는 가비지 컬렉션 연산을 수행해야 한다. 게다가 지움 연산은 속도가 느리고, 각 블록마다 지움 연산 횟수가 제한이 있다. 따라서 제안하는 가비지 컬렉션 기법은 전체 지움 연산 횟수와 각 블록의 지움 횟수 편차를 감소시키고, 가비지 컬렉션 수행 시간을 최소화하는데 초점을 맞춘다. NAND 플래시 메모리는 유효 페이지, 무효 페이지, 빈 페이지로 구성되어 있다. 제안하는 기법은 페이지들의 비율을 이용해 가비지 컬렉션의 수행 시기를 결정하고 대상 블록을 선택한다. 그리고 할당 기법과 그룹 관리기법을 추가적으로 구현하였다. 실험 결과 제안한 정책은 기존의 Greedy나 CAT 기법에 비해 전체 지움 횟수를 최소화 하면서, 최대 82% 지움 횟수 편차를 감소시켰고, 최대 75%의 가비지 컬렉션 수행 시간을 단축시켰다.