• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.290-292
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• 2012

스마트폰 등의 임베디드 시스템에서는 낸드 플래시 기반 저장장치를 주로 사용한다. 하지만 지금까지의 운영체제의 블록 IO 시스템은 하드 디스크를 대상으로 설계되었기 때문에 낸드 플래시 메모리 기반의 저장장치의 특성을 고려하지 못하였다. 또한, 낮은 성능의 하드디스크에서는 운영체제에서 IO를 처리하는 소프트웨어 계층의 부하가 무시될 수 있었으나, 고성능의 낸드 플래시 메모리에서는 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 스마트 디바이스의 운영체제 중 하나인 안드로이드 플랫폼을 기반으로 IO 요청을 수행하는 소프트웨어 계층별 성능을 측정하였으며, 또한 멀티 프로세스상에서 IO 성능에 어떤 영향을 받는지 관찰했다. 실험 결과 IO 요청의 단위가 작은 경우는 운영체제에서의 부하가 저장장치에서 요청을 처리하는 지연 시간보다 압도적으로 크게 나타났으며, 16KB 단위의 IO 요청에 대해서 전체 지연 시간의 90%를 차지하였다. 또한, 멀티 프로세스 환경에서 IO를 처리하면서 인터럽트를 처리하는 시간이 증가하는 것을 확인했다.

• 정보화사회
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• s.180
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• pp.20-21
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• 2006

현재 모바일기기용 스토리지 사장은 낸드 플래시와 소형 HDD가 경쟁하고 있다. 음악플레이어를 중심으로 이 두 스토리지의 경쟁이 어제오늘 시작된 것은 아니지만 최근 낸드 메모리의 영역이었던 휴대폰에 소형HDD가 진출했다는 건 주목할 만한 일이다. 음악 플레이어 지원 휴대폰이 인기를 누리면서 벌어지는 추세이다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.434-437
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• 2011

낸드 플래시 메모리는 하드 디스크와는 다른 여러가지 특성 때문에 논리 주소를 불러 주소를 변환해 주는 주소 변환 계층(FTL)이 필요하다. 최근에 고성능의 저장 장치를 제공하기 위해서 페이지 수준의 주소 변환 기법이 많이 사용되고 있는 데, 이 기법은 매핑 정보가 너무 커서 메모리에서 매핑 정보를 관리하기에는 힘들다는 문제와 데이터의 접근 지역성을 잘 활용하지 못하는 문제가 있다. 본 논문에서는 스토리지의 주소 공간을 유닛이라는 단위로 분리하여 페이지 수준의 주소변환을 사용함으로써 매핑 정보를 크기를 줄이고 또한 접근 지역성을 활용하여 가비지 컬렉션 오버해드를 줄이는 유닛 레벨 주소 변환 기법을 제시한다. 실험결과 제시한 기법은 페이지 매핑 기법보다 랜덤 접근 패턴에서 가비지 컬렉션 오버해드를 40% 감소시켰으며 매핑 데이터 량도 38% 감소시켰다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.37 no.6
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• pp.330-338
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• 2010

Flash storage devices are very popularly used in portable devices such as cell phones, PDAs and MP3 players. As technology is improved, users want much bigger and faster storage system. Paradoxically, people have to wait more and more time proportionally to the capacity of their storage devices when these are trying to be recovered after file system crash. It is serious problem because booting time of devices is dominated by crash recovery of flash file system. In this paper, we design a crash recovery mechanism, named 'Working Area(WA hereafter)' technique, which has bounded crash recovery execution time. With WA technique, write operations to flash memory are only performed in WA. Therefore, by simply scanning the latest WA. We can recover a file system crash because every change for flash memory is occured only in latest WA. We implement the WA technique based on YAFFS2 and evaluate by comparing with traditional techniques. As a result, WA technique shows that its crash recovery execution time is 25 times faster than Log-based Method when we use 1 gig a bytes NAND flash memory in worst case. This gap will be futher and futher as storage capacity grows.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.05a
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• pp.91-92
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• 2013

현재 낸드 플래시 메모리는 크기가 작고 충격에 강하며 소비전력이 적어 스마트 디바이스의 메인 스토리지로 활용되고 있다. 하지만 읽기, 쓰기 동작 외에 소거 동작의 필요와 메모리 접근 단위의 차이, 쓰기 횟수의 한계 등의 단점이 존재하며 이를 사용하는 파일 시스템은 기존의 파일 시스템과는 다른 복잡한 연산과 다양한 접근 방식이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 낸드 플래시의 제약을 극복하기 위해 연구되어온 파일시스템들의 특성과 차세대 메모리로 불리는 SCM의 적용으로 얻을 수 있는 장점을 분석하고 향후 연구방향에 대해 모색하도록 한다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.49 no.9
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• pp.251-258
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• 2012

Recently, NAND Flash memory structure is evolving from SDR (Single Data Rate) to high speed DDR(Double Data Rate) to fulfill the high performance requirement of SSD and SSS. Accordingly, the proper ways of transferring data that latches valid data stably and minimizing data skew between pins by using PHY(Physical layer) circuit techniques have became new issues. Also, rapid growth of speed in NAND flash increases the operating frequency and power consumption of NAND flash controller. Internal voltage variation margin of NAND flash controller will be narrowed through the smaller geometry and lower internal operating voltage below 1.5V. Therefore, the increase of power budge deviation limits the normal operation range of internal circuit. Affection of OCV(On Chip Variation) deteriorates the voltage variation problem and thus causes internal logic errors. In this case, it is too hard to debug, because it is not functional faults. In this paper, we propose new architecture that maintains the valid timing window in cost effective way under sudden power fluctuation cases. Simulation results show that the proposed technique minimizes the data skew by 379% with reduced area by 20% compared to using PHY circuits.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06b
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• pp.368-373
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• 2010

플래시 메모리의 집적도가 높아지고 가격이 저렴해 짐에 따라 낸드 플래시 기반의 SSD의 사용이 확산 되고 있다. 플래시 메모리 기반 SSD는 기존의 하드디스크와 비교하여 여러 가지 장점을 가지지만 덮어 쓰기가 불가능한 특성상 쓰기 공간 확보를 위해 가비지 컬렉션이 수행되어야 하는 단점을 가진다. 이러한 단점을 개선하기 위해 다양한 연구들이 제안되었다. 이 중, 운영체제의 페이지 캐시에 대한 연구가 상반된 주장을 보이고 있는 점[11, 12, 13]에 착안하여 실험을 통해 이를 재확인하였다. 실험 결과, 큰 용량의 페이지 캐시가 SSD를 스토리지로 갖는 시스템에서 파일 입출력 성능을 크게 향상시키는 것을 확인 할 수 있었다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.16 no.3
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• pp.371-375
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• 2010

SSD is a storage medium based on NAND Flash memory. Because of its short latency, low power consumption, and resistance to shock, it's not only used in PC but also in server computers. Most SSDs use FTL to overcome the erase-before-overwrite characteristic of NAND flash. There are several types of FTL, but page mapped FTL shows better performance than others. But its usefulness is limited because of its large memory footprint for the mapping table. For example, 64MB memory space is required only for the mapping table for a 64GB MLC SSD. In this paper, we propose a novel caching scheme for the mapping table. By using the mapping-table-meta-data we construct a fully associative cache, and translate the address within O(1) time. The simulation results show more than 80 hit ratio with 32KB cache and 90% with 512KB cache. The overall memory footprint was only 1.9% of 64MB. The time overhead of cache miss was measured lower than 2% for most workload.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2014.07a
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• pp.237-238
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• 2014

최근 낸드 플래시 기반의 SSD가 상용화 되면서 기존의 HDD 저장 장치와 SSD를 함께 사용하는 Hybrid 저장장치에 대한 연구가 되고 있다. SSD의 빠른 읽기 및 쓰기 속도와 HDD의 대용량을 함께 효율적으로 사용하기 위하여 본 논문에서는 메모리에서 방출된 페이지들을 구별하여 각각의 저장장치에 저장하는 모델을 제안하였다. 이를 통하여 Hybrid 저장장치에서 SSD의 GC(Garbage Collection)을 최대한 줄임으로써 쓰기 속도를 향상시키고 HDD의 대용량 저장장치를 이용하여 전체적인 성능이 향상 된 것을 증명하였다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.2
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• pp.143-151
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• 2013

NAND flash-based SSDs (Solid State Drive) have advantages of fast input/output performance and low power consumption so that they could be widely used as storages on tablet, desktop PC, smart-phone, and server. But, SSD has the disadvantage of wear-leveling due to increase of the number of writes. In order to improve the lifespan of the SSD, a variety of data deduplication techniques have been introduced. General fixed-size splitting method allocates fixed size of chunk without considering locality of data so that it may execute unnecessary chunking and hash key generation, and variable-size splitting method occurs excessive operation since it compares data byte-by-byte for deduplication. This paper proposes adaptive chunking method based on application locality and file name locality of written data in SSD-based server storage. The proposed method split data into 4KB or 64KB chunks adaptively according to application locality and file name locality of duplicated data so that it can reduce the overhead of chunking and hash key generation and prevent duplicated data writing. The experimental results show that the proposed method can enhance write performance, reduce power consumption and operation time compared to existing variable-size splitting method and fixed size splitting method using 4KB.