• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2007.11a
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• pp.755-758
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• 2007

플래시 메모리는 휴대폰, MP3 플레이어, 개인휴대정보단말기(PDA), 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP), 디지털 카메라 및 캠코더와 같은 이동성이 강한 소형기기에서 가장 많이 사용되는 저장 매체이다. 최근 대용량의 값싼 플래시 메모리가 등장하면서 랩톱이나 데스크톱과 같은 일반적인 컴퓨팅 환경을 지닌 기기들에서도 그 사용이 확대되고 있는 추세이다. 플래시 메모리가 보다 범용적인 저장 장치로 사용되기 위해서는 일반 컴퓨팅 환경에서의 복잡한 작업 부하에서도 우수한 성능을 제공할 수 있는 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer)이 반드시 필요하다. 아쉽게도 현재까지 연구된 FTL 기법들은 소형기기의 단순한 작업 부하에 알맞도록 설계되어 있으며, 일반 컴퓨팅 환경과 같이 복잡한 작업 부하를 지닌 환경에서는 우수한 성능을 제공하지 못한다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 일반 컴퓨팅 환경의 복잡한 작업 부하에 대해서도 우수한 가비지 수집 성능을 제공하는 새로운 로그 블록 교체 기법을 제안하였다. 실험을 통한 평가 결과, 제안한 기법은 기존 기법 대비 평균 35% 정도의 가비지 수집 부하를 감소시키는 것으로 나타났다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.14 no.4
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• pp.378-388
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• 2008

Flash memory has been attracting attention as the next mass storage media for mobile computing systems such as notebook computers and UMPC(Ultra Mobile PC)s due to its low power consumption, high shock and vibration resistance, and small size. A storage system with flash memory excels in random read, sequential read, and sequential write. However, it comes short in random write because of flash memory's physical inability to overwrite data, unless first erased. To overcome this shortcoming, we propose an SSD(Solid State Disk) architecture with two novel features. First, we utilize non-volatile FRAM(Ferroelectric RAM) in conjunction with NAND flash memory, and produce a synergy of FRAM's fast access speed and ability to overwrite, and NAND flash memory's low and affordable price. Second, the architecture categorizes host write requests into small random writes and large sequential writes, and processes them with two different buffer management, optimized for each type of write request. This scheme has been implemented into an SSD prototype and evaluated with a standard PC environment benchmark. The result reveals that our architecture outperforms conventional HDD and other commercial SSDs by more than three times in the throughput for random access workloads.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06a
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• pp.21-22
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• 2007

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2009.11a
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• pp.71-72
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• 2009

플래시 메모리은 많은 부분에서 기존의 저장장치인 HDD에 비해 좋은 성능을 지녔다. 하지만 HDD와는 달리 데이터의 덮어쓰기가 허용 되지 않는다. 이 문제를 해결하기 위해 플래시 메모리는 FTL(Flash Translation Layer)을 사용하고 있으며, FTL을 통해 기존의 저장장치와 동일하게 사용할 수 있다. FTL들 중 로그영역을 사용하여 성능을 개선한 것들이 많은데, 로그영역의 사용으로 인해 읽기/쓰기 작업시 반드시 로그영역을 탐색을 해야만 했다. 본 논문에서는 카운팅 블룸필터(Counting bloom filter)를 활용하여 불필요한 로그영역 탐색을 줄이는 기법을 제안하였고, 실험을 통해 로그영역에 최신 데이터가 없는 경우 탐색횟수를 크게 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.15 no.12
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• pp.918-922
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• 2009

Naturally, block mapping FTL works well for sequential writes while page mapping FTL does well for random writes. To exploit their advantages, a practical FTL should be able to selectively apply a suitable scheme between page and block mappings for each write pattern. To meet that requirement, we propose a hybrid mapping FTL, which we call Janus-FTL, that distributes data to either block or page mapping areas. Also, we propose the fusion operation to relocate the data from block mapping area to page mapping area and the defusion operation to relocate the data from page mapping area to block mapping area. And experimental results of Janus-FTL show performance improvement of maximum 50% than other hybrid mapping FTLs.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.1337-1340
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• 2006

플래시 메모리는 비 휘발성, 경량화, 견고성, 빠른 속도 등의 장점을 가지고 있어 임베디드 시스템이나 모바일 기기를 위한 저장 장치로 각광 받고 있다. 그러나 데이터를 업데이트할 때 덮어쓰지 못하고, 지우고 다시 써야 하는 물리적 특성이나, 이 때 생기는 오버헤드, 데이터를 쓰는 횟수의 제한 같은 기술적 문제점이 있기 때문에 저장 장치로 대체되기 위해서는 파일 시스템과 플래시 메모리 사이에 FTL 을 두어 이를 해결해 주어야 한다. 본 논문에서는 데이터를 업데이트할 때 성능 향상을 위해 새로운 가비지 콜렉션 기법을 제안하고, 그 성능을 분석하였다. 플래시 메모리에 수행되는 요청이 존재하지 않을 때 thread 형태로 가비지 콜렉션을 수행하여 시스템의 유휴 시간을 활용하며 이 때 정리할 블록을 효과적으로 선정하여 메모리로의 요청이 없을 때는 최대한 많은 가용 블록을 획득하고 메모리의 요청이 빈번할 때에는 최대한 빨리 가용 블록을 획득할 수 있도록 하는 알고리즘을 제안하고 이를 구현하였다. 이를 사용하는 경우 필요할 때만 가비지 콜렉션을 수행하는 것보다 최대 25% 쓰기 시간을 줄일 수 있음을 확인하고, 시스템의 상황에 따라 블록을 선정하는 알고리즘을 유동적으로 변화시킴으로써 가비지 콜렉션의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2009.04a
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• pp.699-702
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• 2009

저 전력, 내구성, 소형, 빠른 속도 등의 장점을 가지고 있는 플래시 메모리는 생산 기술 발전에 힘입어 센서 노드, 휴대폰, MP3, PMP등의 소형 전자 제품의 저장장치에서부터 SSD형태로 노트북이나 서버에 이르기 까지 그 활용범위가 더욱 확장되어 가고 있다. 다양한 시스템에서 사용될 수 있는 플래시 메모리의 특성상 이에 저장된 데이터의 호환성은 중요한 고려사항이다. 이를 위해 플래시 메모리의 고유한 특성을 숨기고 일반적인 블록장치로 에뮬레이션 해주는 소프트웨어인 FTL과 FAT 파일시스템이 플래시 메모리 관리를 위한 사실상 표준 소프트웨어로써 사용되고 있다. 그러나 범용 컴퓨터를 기반으로 개발된 FTL과 FAT 파일시스템을 열악한 하드웨어로 구성된 시스템에서 구동하는 경우 많은 제약이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 제약사항을 극복하기 위해 최소한의 파일시스템 기능을 제공하는 FAT 표준 호환 FTL을 제안한다. 제안된 기법은 리눅스 운영체제에 동적으로 적재 가능한 모듈형태로 구현되었으며, 실험을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 기존 기법 대비 32%의 메모리 공간을 절약할 수 있으며, 동시에 완벽한 FAT 호환성을 제공함을 확인할 수 있었다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.41 no.10
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• pp.1167-1175
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• 2016

This paper proposes an efficient page-level mapping algorithm that reduces the erase count in the FTL for flash memory systems. By maintaining the weight for each write request in the request buffer, the proposed algorithm estimates the degree of temporal locality for each incoming write request. To exploit temporal locality deliberately for determination of hot request, the degree of temporal locality should be much higher than the reference point determined experimentally. While previous LRU algorithm treats a new write request to have high temporal locality, the proposed algorithm allows write requests that are estimated to have high temporal locality to access hot blocks to store hot data intensively. The pages are more frequently updated in hot blocks than warm blocks. A hot block that has most of invalid pages is always selected as victim block at Garbage Collection, which results in delayed erase operation and in reduced erase count. Experimental results show that erase count is reduced by 9.3% for real I/O workloads, when compared to the previous LRU algorithm.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07a
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• pp.826-828
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• 2005

이동 기기의 저장 장치로 플래시 메모리가 널리 사용되고 있으며 고정 하드 디스크를 대체하는 저장 매제로 부상하고 있다. 그러므로 플래시 메모리의 특성을 잘 이해하고, 최대한 효율적으로 플래시 메모리를 사용할 필요성이 있다. 이러한 역할을 해주는 것은 플래시 내부의 시스템 소프트웨어인 FTL(Fiash Translation Layer)이다. FTL은 운영체제가 디스크에 전달하는 블록을 물리적인 플래시 메모리에 맵핑하는 역할을 한다. 그러므로 플래시 메모리의 성능은 FTL 알고리즘이 결정한다. 플래시를 대체한 플래시 디스크에서는 기존의 파일 시스템이 탑재되며 간단한 섹터 기반외 이동형 기기에서와는 다른 특성을 가진다. FTL 성능을 평가하기 위해서는 실제적으로 플래시 메모리가 장착된 제품들이 동작하는 시스템에서 실험을 해야 한다. 많은 플래시 디스크는 윈도우즈에서 동작하므로 윈도우즈의 디스크 I/O를 추출하여 실험을 해야만 한다. 본 논문에서는 윈도우즈에서 물리적인 디스크 I/O 패턴을 추출하여 FTL 알고리즘의 성능을 평가하기 위한 도구 개발에 대하여 설명하고 이에 대한 간단한 결과를 보인다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10a
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• pp.261-266
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• 2006

최근 낸드 플래시 메모리는 임베디드 저장 장치로서 많이 사용되고 있을 뿐만 아니라 플래시 메모리의 저장 용량의 대용량화로 하드 디스크를 대체하는 SSD(solid state disk) 같은 제품이 출시되고 있다. 플래시 메모리는 하드디스크에 비하여 저전력, 빠른 접근성, 물리적 안정성 등의 장점이 있지만 읽기와 쓰기의 연산의 불균형적인 비용과 덮어 쓰기가 안 되고 쓰기 전에 해당 블록을 지워야하는 부가적인 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 특징은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 저하 시키고 기존의 하드디스크를 대체하는 것을 어렵게 만든다. 이와 같은 플래시 메모리의 단점을 해결하기 위해서 본 논문에서 비휘발성 메모리와 플래시 메모리를 함께 사용하는 방법을 제안한다. 최근 MRAM, FeRAM, PRAM과 같은 차세대 메모리 기술의 발전과 배터리 백업 메모리의 가격 하락으로 인하여 비휘발성 메모리의 상품적 가치가 높아지고 있다. 하지만 아직까지 용량 대비 가격이 비효율적이기 때문에 소용량의 비휘발성 메모리를 활용하여 플래시 메모리의 쓰기 연산에 대한 단점을 보완하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 FTL 에서 비휘발성 메모리를 쓰기 버퍼로 이용한 여러 가지 버퍼 관리 정책을 실험하였고 각 관리 정책에 따른 플래시 메모리의 성능 향상을 측정하였다. 실험을 통하여 최대로 읽기의 횟수는 90% 감소, 쓰기 횟수는 33% 감소, 소거 횟수는 50% 감소 효과를 보였다.