플래시메모리 기반 컴퓨터시스템을 위한 고속 부팅 기법의 설계 및 성능평가

Design and Evaluation of a Fast Boot-up Technique for Flash Memory based Computer Systems

  • 임근수 (삼성종합기술원 컴퓨팅랩) ;
  • 김지홍 (서울대학교 컴퓨터공학부) ;
  • 고건 (서울대학교 컴퓨터공학부)
  • Published : 2005.12.01

Abstract

최근 플래시메모리에 기반한 내장형 컴퓨터시스템의 사용이 급증하고 있다. 이러한 내장형시스템은 일반적으로 빠른 부팅시간을 제공해야 한다 하지만 부팅과정에서 플래시메모리용 파일시스템을 초기화하는 마운팅 시간이 플래시메모리의 크기에 따라 1-25초가량 소요된다. 현재 플래시메모리 단일 칩의 용량은 매년 2배씩 증가하는 추세에 있기 때문에 플래시메모리용 파일시스템을 마운트하는 시간이 내장형 시스템의 부팅시간을 지연시키는 중요한 요인이 될 것이다. 본 논문에서는 플래시메모리용 파일시스템의 메타데이타를 언마운팅 시점에 플래시메모리에 기록하고 이후에 마운팅하는 시점에 빠르게 읽어 들임으로써 마운팅 시간을 크게 단축하는 메타데이타 스냅샷 기법들을 NOR형과 NAND형 플래시메모리의 특성에 맞춰 설계한다. 파일시스템이 정상적으로 언마운트되지 않은 경우에는 이를 자동으로 인식하고 빠르게 에러를 복구할 수 있는 새로운 기법들을 사용한다. 성능평가를 통해서 제안하는 기법들은 대표적인 플래시메모리용 파일시스템인 JFFS2와 비교하여 마운팅 시간을 100배가량 단축시킴을 보인다.

Flash memory based embedded computing systems are becoming increasingly prevalent.These systems typically have to provide an instant start-up time. However, we observe that mounting a file system toy flash memory takes 1 to 25 seconds mainly depending on the flash capacity. Since the flash chip capacity is doubled in every year, this mounting time will soon become the most dominant reason of the delay of system start-up time Therefore, in this paper, we present instant mounting techniques for flash file systems by storing the In-memory file system metadata to flash memory when unmounting the file system and reloading the stored metadata quickly when mounting the file system. These metadata snapshot techniques are specifically developed for NOR- and NAND-type flash memories, while at the same time, overcoming their physical constraints. The proposed techniques check the validity of the stored snapshot and use the proposed fast trash recovery techniques when the snapshot is Invalid. Based on the experimental results, the proposed techniques can reduce the flash mounting time by about two orders of magnitude over the existing de facto standard flash file system, JFFS2.

Keywords

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