• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권12호
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• pp.683-695
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• 2007

기존 NAND 플래시 메모리 기반 파일 시스템은 NAND 플래시 메모리 특성의 하나인 마모도로 인하여 삭제 횟수를 고려해야 하므로 특정 영역을 지속적으로 필요로 하는 정보는 파일 시스템에 저장될 수 없다. 이로 인하여 대부분의 NAND 플래시 메모리 파일 시스템은 마운트될 때 플래시 메모리 전체를 스캔하여 파일 시스템 구조를 파악한다. 따라서 마운트 시간은 NAND 플래시 메모리 크기에 따라 선형적으로 증가할 뿐만 아니라 NAND 플래시 메모리의 사용 형태에 따라 매우 달라 질 수 있다. 또한, NAND 플래시 메모리를 저장 장치로 많이 사용하는 모바일 기기는 특성상 안정적인 전원 공급을 보장받지 못하기 때문에 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 안정성 확보를 위한 대책이 요구 된다. 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 전용 파일 시스템의 마운트 시간을 향상시키고, 예기치 않은 정전과 같은 상황이 발생하여도 파일 시스템이 오동작하지 않고, 일관성 있게 복구가 가능하도록 설계하고 구현하였다. 구현된 파일 시스템은 기존의 NAND 플래시 메모리 기반 파일 시스템인 JFFS2에 비해 최대 19배, YAFFS와는 2배 정도 향상된 마운트 성능을 보였으며, 안정성 측면에서도 좋은 안정성을 가진 JFFS2와 같은 성능을 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.1-10
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• 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.

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

• 전자공학회논문지
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• 제50권5호
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• pp.94-101
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• 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.

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

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제37권11호
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• pp.851-858
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• 2010

대부분의 휴대기기는 보조 기억장치로 NAND flash 메모리를 사용하고 있다. 또한, firmware의 크기를 줄이고 NAND flash로부터 주기억장치로 로딩하는 시간을 줄이기 위해서 압축된 코드를 NAND flash에 저장한다. 특히, 압축된 코드는 매우 빠르게 해제가 되어야 demand paging 이 적용 가능하게 된다. 본 논문에서는 이를 위하여 새로운 사전식 압축 알고리즘을 제안한다. 이 압축방식은 기존의 LZ형식과는 다르게 현재 압축하고자 하는 명령어(instruction)가 참조된 명령어와 같지 않을 경우, 프로그램 코드의 명령어의 특성을 이용하여 두 명령어의 배타 논리합(exclusive or) 값을 저장하는 방식이다. 또한, 압축 해제 속도를 빠르게 하기 위해서, 비트 단위의 연산을 최소화한 압축형식을 제공한다. 실험결과 zlib과 비교해서 최대 5배의 압축해제 속도와 4%의 압축률 향상이 있었으며, 이와 같이 매우 빠른 압축해제 속도에 따라 부팅 (booting) 시간이 10~20% 단축되었다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제47권5호
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• pp.35-40
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• 2010

NAND 플래시 메모리는 기존의 HDD 보다 빠른 접근 속도, 저전력 소비, 진동에 대한 내성 등의 이점을 바탕으로 PDA를 비롯한 여러 모바일 장치부터, 임베디드 시스템, PC에 이르기까지 사용 영역이 넓어지고 있다. DiskSim을 비롯한 HDD 시뮬레이터들이 다양하게 개발되어 왔으며, 이를 바탕으로 소프트웨어 또는 하드웨어에 대한 개선점을 찾아냄으로써 유용하게 사용되었다. 하지만 NAND 플래시 메모리나, SSD에 대해서는 리눅스 기반의 몇 개의 시뮬레이터만이 개발되었으며, 실제 스토리지 장치나 PC등이 사용되는 운영체제가 윈도우즈인 것을 고려하면 윈도우즈 기반의 NAND Flash 시뮬레이터가 꼭 필요하다고 볼 수 있다. 본 논문에서 개발한 NAND Flash FTL 성능 분석을 위한 시뮬레이터인 NFSim은 윈도우즈 운영체제에서 구동되는 시뮬레이터로, NAND 플래시 메모리 모델 및 FTL 알고리즘들은 각각 윈도우즈 드라이버 모델 및 클래스로 제작되어 확장성이 용이하고, 각 알고리즘의 성능을 측정한 데이터는 그래프를 통해 표시되므로, 별도의 툴을 사용할 필요가 없다.

• 정보통신설비학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.115-120
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• 2011

Recently flash memory is widely used in various mobile devices as storage medium. Nonvolatile memory can be divided into two categories: NAND- and NOR-type flash memory. NOR flash memory is mainly used to store instruction codes for operation; while NAND for data storage. However, NAND does show more economical benefits, that is, it is approximately 30~40% cheaper than NOR flash. Therefore it can be useful to improve NAND flash performance by replacing NOR flash with NAND flash combining with various buffer systems.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권4호
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• pp.291-302
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• 2013

NAND flash memory (NFM) based storage devices, e.g. Solid State Drive (SSD), are rapidly replacing conventional storage devices, e.g. Hard Disk Drive (HDD). As NAND flash memory technology advances, its specification has evolved to support denser cells and larger pages and blocks. However, efforts to fully understand their impacts on design objectives such as performance, power, and cost for various applications are often neglected. Our research shows this recent trend can adversely affect the design objectives depending on the characteristics of applications. Past works mostly focused on improving the specific design objectives of NFM based systems via various architectural solutions when the specification of NFM is given. Several other works attempted to model and characterize NFM but did not access the system-level impacts of individual parameters. To the best of our knowledge, this paper is the first work that considers the specification of NFM as the design parameters of NAND flash storage devices (NFSDs) and analyzes the characteristics of various synthesized and real traces and their interaction with design parameters. Our research shows that optimizing design parameters depends heavily on the characteristics of applications. The main contribution of this research is to understand the effects of low-level specifications of NFM, e.g. cell type, page size, and block size, on system-level metrics such as performance, cost, and power consumption in various applications with different characteristics, e.g. request length, update ratios, read-and-modify ratios. Experimental results show that the optimized page and block size can achieve up to 15 times better performance than the conventional NFM configuration in various applications. The results can be used to optimize the system-level objectives of a system with specific applications, e.g. embedded systems with NFM chips, or predict the future direction of NFM.

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