• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.248-250
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• 2012

SSD와 같은 낸드 플래시 기반의 저장 장치가 새로운 저장 매체로 각광받고 있다. 낸드 플래시 저장 장치의 특성을 살려 보다 효과적으로 사용하기 위해서는 입출력 패턴을 분석하고 정의하는 과정이 필요하다. 본 논문에서는 기존에 수행되어진 낸드 플래시 기반 저장 장치들의 패턴화 및 벤치마킹을 분석하여 각각의 특징을 확인하고 이해하기 쉽게 정리하여 향후 낸드 플래시 관련 연구에 사용될 수 있도록 한다. 또한 각 방법의 한계를 지적하여 새로운 낸드 플래시 패턴화에 적용할 수 있는 아이디어를 제안한다.

• Journal of KIISE
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• v.44 no.11
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• pp.1130-1137
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• 2017

The multi-leveling technique that stores multiple bits in a single memory cell has significantly improved the density of NAND flash memory along with shrinking processes. However, because of the side effects of the multi-leveling technique, the average write performance of MLC NAND flash memory is degraded more than twice that of SLC NAND flash memory. In this paper, we introduce existing cross-layer optimization techniques proposed to improve the performance of MLC NAND flash-based storages, and propose a new integration technique that overcomes the limitations of existing techniques by exploiting their complementarity. By fully exploiting the performance asymmetry in MLC NAND flash devices at the flash translation layer, the proposed technique can handle many write requests with the performance of SLC NAND flash devices, thus significantly improving the performance of NAND flash-based storages. Experimental results show that the proposed technique improves performance 39% on average over individual techniques.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.176-178
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• 2012

낸드 플래시 메모리는 FTL의 페이지 re-mapping 동작으로 인하여 특정 페이지가 무효화되었음에도 불구하고 물리적으로 소거되지 않은 상태로 낸드 플래시 공간을 점유하는 문제가 발생할 수 있다. 플래시 저장장치의 제어기는 플래시 기반 저장장치의 지속적인 쓰기 성능 유지와 저장 용량 확보를 위해 무효 페이지를 물리적으로 제거하고 유효 페이지를 수집하는 가비지 컬렉션 연산을 수행한다. 따라서 다수의 블록을 대상으로 가비지 컬렉션 연산을 수행할 경우, 많은 페이지 복사와 블록 삭제 연산들로 인한 저장장치 지연현상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 낸드 플래시 저장장치에 적용 가능한 효과적인 가비지 컬렉션 메커니즘을 제안한다. 선점방식 가비지 컬렉션 기법은 블록 맵의 데이터 구조를 간단히 수정하여, 단일 블록을 대상으로 가비지 컬렉션을 수행한다. 이 기법의 유효성은 페이지 복사와 블록 삭제 연산을 세부 단위로 분할하여 처리가 가능하므로 가비지 컬렉션이 수행되는 도중에 요청되는 호스트의 요청에 기민하게 응답가능하다는 것이다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.5
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• pp.94-101
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• 2013

The market for NAND flash-based storage devices has grown significantly as they rapidly replace traditional disk-based storage devices. Heterogeneous NAND flash-based storage devices using both multi-level cell (MLC) and single-level cell (SLC) NAND flash memories are also actively researched since both types of memories complement each other. Heterogeneous NAND flash-based storage devices suffer from the overheads incurred by migration from SLC to MLC and garbage collection of SLC. This paper proposes a new flash translation layer (FTL) for heterogeneous NAND flash-based storage devices to reduce the overheads by utilizing SLC efficiently. The proposed FTL analyzes the access patterns of logical blocks and selects and stores only logical blocks expected to bring performance improvement in SLC. The experimental results show that the total execution time of heterogeneous NAND flash-based storage devices with our proposed FTL scheme is 35% shorter than that with the previously proposed best FTL scheme.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.16 no.12
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• pp.1199-1203
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• 2010

Data transfer between host system and storage device is based on the data unit called sector, which can be varied depending on computer systems. If NAND flash memory is used as a storage device, the variant sector size can affect storage system performance since its operation is much related to sector size and page size. In this paper, we propose an efficient FTL mapping management scheme to support multiple sector size within one NAND flash memory based storage device, and analyze the performance effect and management overhead. According to the proposed scheme, the management overhead of proposed FTL management is lower than conventional scheme when various sector sizes are configured in computer systems, while performance is less degraded in comparison with single sector size support system.

• Annual Conference of KIPS
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• 2019.05a
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• pp.23-25
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• 2019

낸드 플래시 메모리(NAND Flash Memory)는 컴퓨터 시스템의 대용량 저장장치를 위한 소자로써, 대용량화의 주요 원인으로는 메모리 셀(Cell) 당 저장할 수 있는 비트 수를 증가시킴으로써 집적도를 증가시킨 것이다. 그러나, 이러한 집적도의 증가는 에러의 증가를 가져와서 저장장치에서 가장 중요한 신뢰성이 급격하게 저하하는 요인이며, 저장장치의 생명주기(Lifetime)을 감소시키게 된다. 기존에 낸드 플래시 메모리 저장장치의 Lifetime을 증대시키기 위해서 P/E cycle을 고려하여 데이터 영역의 일부를 점점 더 ECC 영역으로 변경시키는 방식을 적용한 바가 있다. 이러한 방식은 데이터 영역의 감소로 인한 저장장치 내에서 관리되는 호스트-플래시 간 데이터 관리 크기의 미스매치로 인한 여러 가지 오버 헤드를 생성한다. 본 연구에서는 P/E cycle에 따른 데이터 영역의 ECC 영역으로의 전환을 통한 Lifetime을 증가시키는 방식에 있어서, 오버헤드를 줄이기 위한 캐쉬 관리 구조 및 매핑 관리 구조에 대한 설계를 진행하였다. 이러한 설계를 낸드 플래시 메모리 기반 저장장치에 적용할 경우, LifeTime을 증대시키기 위해서 ECC를 데이터 영역으로 확장하는 방식을 사용할 때 저하될 수 있는 일반 읽기 및 쓰기의 성능 저하를 어느 정도 감소시켜줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 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.

• Annual Conference of KIPS
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• 2023.05a
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• pp.525-526
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• 2023

최근 빅데이터를 처리하기 위한 고용량의 저장장치의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 낸드 플래시 메모리 기반 저장장치인 SSD(Solid State Drive)는 고속 데이터 처리가 가능하기 때문에 다양한 저장 시스템에서 사용되고 있다. 그러나 낸드 플래시 메모리는 읽기 속도가 빠르고 쓰기 속도가 느린 비대칭 구조를 가지고 있어 데이터 쓰기 작업이 진행 중일 때 다른 작업이 대기하게 되어 전체적인 시스템 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이에 대해 대부분의 연구에서는 쓰기 성능을 개선하기 위한 버퍼 관리 정책들이 제안되었다. 기술의 발전으로 쓰기 성능은 개선되었지만, 그에 비해 읽기 성능이 저조한 문제가 있다. 본 논문에서는 읽기 성능이 쓰기 성능보다 취약한 점을 분석하고 플래시 메모리 내에 저장장치 속도를 개선하기 위해 앞으로 읽기 요청 가능성이 있는 예상 데이터를 선형회귀 모델을 적용하여 전송 대기 시간 중 미리 읽는 정책을 제안한다.

• Journal of Internet of Things and Convergence
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• v.7 no.4
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• pp.9-14
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• 2021

In computing systems that require high reliability, the method of predicting the lifetime of a storage device is one of the important factors for system management because it can maximize usability as well as data protection. The life of a solid state drive (SSD) that has recently been used as a storage device in several storage systems is linked to the life of the NAND flash memory that constitutes it. Therefore, in a storage system configured using an SSD, a method of accurately and efficiently predicting the lifespan of a NAND flash memory is required. In this paper, a method for optimizing the lifetime prediction of a flash memory-based storage device using the frequency of NAND flash memory failure is proposed. For this, we design a cost matrix to collect the frequency of defects that occur when processing data in units of Drive Writes Per Day (DWPD). In addition, a method of predicting the remaining cost to the slope where the life-long finish occurs using the Gradient Descent method is proposed. Finally, we proved the excellence of the proposed idea when any defect occurs with simulation.

• Annual Conference of KIPS
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• 2009.11a
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• pp.773-774
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• 2009

최근 낸드 플래시 메모리가 차세대 저장장치로 부상하면서 수십 년간 DBMS의 저장장치였던 하드디스크의 대안으로 주목 받고 있다. 낸드 플래시 메모리는 하드 디스크와 인터페이스가 다르기 때문에 일반적으로 플래시 변환 계층을 사용하여 기존 소프트웨어와 호환성을 유지한다. 하지만 플래시 변환 계층은 소량의 랜덤 쓰기가 빈번한 DBMS 환경에서 비효율적인 방식이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 DBMS의 특성을 고려한 In-Page Logging(IPL) 기법이 제안되었다. IPL 기법은 우수한 성능과 복구의 용이성 외에도 DBMS 구조를 크게 변경하지 않고 구현이 가능한 것이 장점이다. 본 논문의 목적은 IPL 기법을 활용하여 상용 DBMS에서 최소한의 변화만으로 낸드 플래시 메모리를 저장 장치로 사용 할 수 있음을 증명하는 것이다. 이를 위해 Berkeley DBMS에 IPL 기법을 구현하며 성능 평가를 통해 IPL 기법이 상용 DBMS 에서도 우수한 성능을 보이는 것을 확인한다.