Adaptive Garbage Collection Policy based on Analysis of Page Ratio for Flash Memory

NAND flash memory is widely used in embedded systems because of many attractive features, such as small size, light weight, low power consumption and fast access speed. However, it requires garbage collection, which includes erase operations. Erase operation is slower than other operations. Further, a block has a limited erase lifetime (typically 100,000) after which a block becomes unusable. The proposed garbage collection policy focuses on minimizing the total number of erase operations, the deviation value of each block and the garbage collection time. NAND flash memory consists of pages of three types, such as valid pages, invalid pages and free pages. In order to achieve above goals, we use a page ratio to decide when to do garbage collection and to select the target victimblock. Additionally, we implement allocating method and group management method. Simulation results show that the proposed policy performs better than Greedy or CAT with the maximum rate 85% of reduction in the deviation value of the erase operations and 6% reduction in garbage collection time.

플래시 메모리를 위한 페이지 비율 분석 기반의 적응적 가비지 컬렉션 정책

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