• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권3호
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• pp.191-198
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• 2009

FAT 호환 파일 시스템은 다양한 플랫폼에서 데이터가 호환 가능하기 때문에 메모리 카드나 임베디드 시스템에서 널리 사용된다. 최근 임베디드 시스템에서는 갑작스런 전원 정지 시 복수 기법뿐만아니라 다양한 응용의 요구를 만족시키기 위해 더 나은 파일 시스템의 성능을 요구하고 있다. 이런 요구를 수용하기 위해서는 파일 시스템의 구조에 대해 변경이 필요해 진다. 파일 시스템의 구조에 대한 변경은 데이터의 호환성에 심각한 문제를 발생시키게 된다. 메타데이터 저널링(Metadata Journaling)은 데이터 호환성 문제를 최소화하면서 뛰어난 성능을 만족시킬 수 있는 기법이다. 이 기법을 FAT 호환 파일 시스템에 구현하여 벤치마크를 수행하였다. 벤치마크 결과는 작은 크기의 불규칙적인 메타데이터 쓰기를 저널 영역에 순차적으로 씀으로써 성능의 향상을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 제안된 기법은 자연적으로 복구 기법을 제공함으로써 빠른 시간 내에 부팅이 가능하다. 그렇지만 일시적으로 FAT 호환 파일 시스템과 호환이 불가능한 지점이 존재한다. 이런 문제는 파일 시스템이 언마운트(un-mount)시점에 저널 영역에 쓰인 내용들을 원래의 위치로 복사함으로써 FAT 파일 시스템과 호환성을 유지시킬 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권5호
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• pp.412-421
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• 2009

NAND 플래시 메모리는 특성상 덮어쓰기 연산이 불가능하기 때문에 지움 연산이 선행되어야 하므로 I/O 처리 속도가 느려지게 되어 성능저하의 원인이 된다. 또한 지움 횟수가 제한적 이어서 지움 연산이 빈번히 발생하게 되면, NAND 플래시 메모리의 수명이 줄어든다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 NAND 플래시 메모리의 특성을 고려한 쓰기 지연 기법을 사용하면, 쓰기 횟수가 줄어들어 I/O 성능 향상에 도움이 되지만, 캐시 적중률이 낮아진다. 본 논문은 NAND 플래시 메모리 파일 시스템을 위한 더블캐시를 활용한 페이지 관리 정책을 제안한다. 더블 캐시는 실질적인 캐시인 Real Cache와 참조 페이지의 패턴을 관찰하기 위한 Ghost Cache로 구성된다. 이 정책은 Ghost Cache에서 쓰기를 지연함으로써 Real Cache에서의 적중률을 유지할 수 있고, Ghost Cache를 Dirty 리스트와 Clean 리스트로 구성하여 Dirty 페이지에 대한 탐색 시간을 줄임으로써 쓰기 연산 성능을 높인다. 기존 정책들과의 성능을 비교한 결과 제안된 정책이 기존 정책들에 비해 평균적으로 적중률은 20.57%, 그리고 I/O 성능은 20.59% 우수했고, 쓰기 횟수는 30.75% 줄었다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권11호
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• pp.836-840
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• 2009

플래시 메모리의 성능평가 실험 환경 구성은 플래시 메모리가 장착된 제품들이 동작하는 시스템으로 이뤄진다. 이와 같은 방법은 물리적이고 비용적인 제약이 따르게 된다. 또한 실험에 쓰이는 입력 데이터와 FTL 알고리즘의 성능평가를 위한 결과 데이터인 트레이스의 추출 방법이 까다롭고 힘들다. Oracle의 경우 트레이스 추출이 불가능하고, MySQL, SQLite는 트레이스 추출이 가능하더라도 결과의 정확성이 보장되지 않는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 디바이스 드라이버를 통해 물리적 제약을 없애고 트레이스 추출을 쉽고 간편하게 하여 정확한 실험 결과 분석이 용이하도록 FTL 에뮬레이터를 설계하고 구현한 내용에 대해 다룬다. 본 논문에서 제안한 FTL 에뮬레이터인 FlaSim은 플래시 메모리의 데이터 저장 메커니즘과 동일한 동작을 하도록 구현하고 리눅스 커널 모듈을 사용하여 필요한 기능을 추가할 수 있다. FlaSim은 모듈 적재 방식을 사용하기 때문에 FTL 알고리즘 및 플래시 메모리에 대한 실험의 확장성을 향상시킨다. 또한 다양한 응용프로그램에 적용이 쉽고, 플래시 메모리에 대한 실험의 제약이 되는 물리적인 비용을 줄일 수 있다. 게다가 트레이스 추출하는 데 쉽고 효율적인 방법을 제공하여 결과 도출 및 분석 시 시간적, 시스템적 제약을 받지 않아 효율성이 큰 장점이 있다. 추후 많은 FTL 알고리즘 및 플래시 메모리에 대한 실험과 연구에 도움이 될 것으로 예상된다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제12권2호
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• pp.141-150
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• 2011

최근 다양한 기기에서 플래시 메모리 저장장치인 SSD가 활용되고 있다. SSD 기반 시스템에서 기존 하드 디스크 기반 버퍼 교체 알고리즘은 플래시 메모리의 특성을 고려하지 않고 이는 시스템의 성능 저하의 원인이 된다. 본 논문에서는 SSD의 특성을 고려하여 읽기 버퍼와 쓰기 버퍼를 분리하고 각각의 버퍼에 서로 다른 크기의 교체 단위와 서로 교체 알고리즘을 적용하는 ABM (Asymmetric Buffer Management) 정책을 제안한다. 추가적으로 제안한 정책을 보완하기 위해 쓰기 교체 지연 정책, 동적 크기 적응화 알고리즘을 적용하였다. 제안한 ABM 정책은 효과적으로 성능을 향상시키는 것으로 나타났으며, 특히 여러 알고리즘 중 가장 성능이 좋은 ABM-LRU-CLC의 경우 기존의 LRU에 비해 최대 32% 성능이 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.149-153
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• 2020

본 논문은 스마트폰 시스템에서 DRAM과 NVRAM으로 구성된 이기종 메모리를 위한 페이지 배치 기법을 제안한다. 이기종 메모리에 관한 기존 연구와 달리 본 논문은 메모리 접근에 대한 오프라인 분석에 기반하여 메모리 페이지를 배치한다. 이는 스마트폰 메모리 접근이 애플리케이션의 종류와 무관하게 특정 주소 영역에 집중적으로 나타나며, 쓰기 연산에 있어 그 편향성이 일관되게 나타난다는 점을 반영한 것이다. 제안한 기법은 오프라인 분석 결과를 토대로 NVRAM에 쓰기 트래픽이 적게 발생하도록 페이지 배치를 수행하며, 실험 결과 NVRAM에 발생하는 쓰기량을 성능 저하 없이 평균 61% 줄이는 것을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지B
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• 제31B권11호
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• pp.11-19
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• 1994

중앙처리장치와 디스크장치 사이의 큰 속도 차이로 인해 발생하는 병목현상은 디스크 입출력을 수반하는 작업의 처리시간에 많은 영향을 미친다. 본 논문에서는 디스크배열 시스템의 읽기요청에 대한 응답시간을 개선하기 위하여 기록전용버퍼를 내장할 것을 제안하고 그것의 스케쥴링정책과 개선효과를 정량적으로 분석한다. 시뮬레이션으로 비교분석함으로써 세 가지 스케쥴링 정책 가운데 부분스트라입결합 정책이 읽기와 기록응답시간 면에서 가장 효율적이며, 특히 분산형배열 시스템에 기록전용버퍼를 내장할 경우 요청율이 높을수록 읽기요청에 대한 응답시간의 개선효과가 크다는 것을 보인다.

• 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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• 제11권2호
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• pp.87-95
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• 2016

Nonvolatile memory (NVM) is being considered as an alternative of traditional memory devices such as SRAM and DRAM, which suffer from various limitations due to the technology scaling of modern integrated circuits. Although NVMs have advantages including nonvolatility, low leakage current, and high density, their inferior write performance in terms of energy and endurance becomes a major challenge to the successful design of NVM-based memory systems. In order to overcome the aforementioned drawback of the NVM, extensive research is required to develop energy- and endurance-aware optimization techniques for NVM-based memory systems. However, researchers have experienced difficulty in finding a suitable simulation tool to prototype and evaluate new NVM optimization schemes because existing simulation tools do not consider the feature of NVM devices. In this article, we introduce a NVM-based cache simulator to support rapid prototyping and evaluation of NVM-based caches, as well as energy- and endurance-aware NVM cache optimization schemes. We demonstrate that the proposed NVM cache simulator can easily prototype PRAM cache and PRAM+STT-RAM hybrid cache as well as evaluate various write traffic reduction schemes and wear leveling schemes.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.151-160
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• 2018

NAND flash memories have the advantages of fast access speed, high density and low power consumption, thus they have increasing demand in embedded system and mobile environment. Despite the low power and fast speed gains of NAND flash memory, DRAM disk buffers were used because of the performance load and limited durability of NAND flash cell. However, DRAM disk buffers are not suitable for limited energy environments due to their high static energy consumption. In this paper, we propose WAP-LRU (Write pattern Analysis based Placement by LRU) hybrid disk buffer management policy. Our policy designates the buffer location in the hybrid memory by analyzing write pattern of the workloads to check the continuity of the page operations. In our simulation, WAP-LRU increased the lifetime of NAND flash memory by reducing the number of garbage collections by 63.1% on average. In addition, energy consumption is reduced by an average of 53.4% compared to DRAM disk buffers.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권8호
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• pp.972-978
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• 2015

비휘발성 메모리는 바이트 단위 접근과 비휘발성을 지원한다. 이러한 특성들은 비휘발성 메모리를 캐시, 메모리, 디스크와 같은 메모리 계층 구조 가운데 하나의 영역으로 사용을 가능케 한다. 비휘발성 메모리의 흥미로운 특성은 데이터 보존 기간이 실제로는 제한적인 기간을 가지고 있다는 것이다. 게다가 데이터 보존 기간과 쓰기 지연간의 트레이드오프가 존재 한다. 본 논문에서는 이를 활용하여 비휘발성 메모리를 파일 캐시로 사용하는 새로운 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존의 캐시 관리 기법과는 반대로 짧은 데이터 보존 시간으로 데이터를 저장하고 쓰기 성능을 개선한다. 제안하는 기법은 LRU 대비 평균 접근 지연 시간을 최대 31%, 평균 24.4%로 감소시킴을 보인다.