• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.15 no.2
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• pp.98-113
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• 2009

Conventional file systems for harddisk drive cannot be applied to NAND flash memory, because the physical characteristics of NAND flash memory differs from those of harddisk drive. To address this problem, various file systems with better reliability and efficiency have also been developed recently. However, those file systems have inherent overheads for updating the file's metadata pages, because those file systems save file's meta-data and data separately. Furthermore, those file systems have a critical reliability problem: file systems fail when either a page in meta-data of a file system or a file itself fails. In this paper, we propose a self-description page technique and In Memory Core File System technique to address these efficiency and reliability problems, and develop SDFS(Self-Description File System) newly. SDFS can be safely recovered, although some pages fail, and improves write and read performance by 36% and 15%, respectively, and reduces mounting time by 1/20 compared with YAFFS2.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.10c
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• pp.140-145
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• 2007

최근에 에너지의 효율성이 좋고 대용량화가 쉬운 낸드 플래시가 센서 노드를 위한 차세대 저장소로 각광을 받고 있다. 현재 대부분의 센서 노드용 파일 시스템은 노어 플래시 기반으로 개발되어 있으며 낸드 플래시에 적용할 수 있는 파일 시스템은 거의 존재하지 않는다. 대용량 낸드 플래시 메모리의 특성을 고려한 새로운 파월 시스템의 구축이 요구되지만, 센서 노드는 오직 4-10 KByte의 매우 작은 크기의 메모리를 지원하므로 효율성이 뛰어난 파일 시스템을 구축하는 것은 매우 어렵다. 본 논문은 1 Kbit의 매우 작은 크기의 EEPROM을 부착하여 이러한 메모리 한계를 극복하였으며 자원의 효율성, 대용량의 지원 및 신뢰성을 고려한 새로운 파일 시스템의 설계에 대하여 논한다. 위치를 유지해야 하는 데이터의 위치저장을 위하여 EEPROM을 사용하며 장기간 데이터를 수집할 때 페이지의 갱신을 최소화 할 수 있는 로그 리스트 기반의 페이지 처리 방법에 대해 제안한다. 이는 획기적으로 페이지 갱신 횟수를 줄임으로써 에너지를 절약하고 보다 긴 시간동안 데이터의 수집을 용이하게 만들며 센서 노드의 수명을 증가시킨다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.289-293
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• 2007

낸드 플래시 메모리는 특성상 덮어 쓰기가 불가능하기 때문에 유효하지 않는 데이터가 저장된 더티(Dirty) 상태의 페이지를 삭제 연산을 통해 클린(Clean) 상태로 만든 후 데이터를 써야 한다. 더티 페이지가 낸드 플래시 메모리에 많이 존재하면 파일을 쓸 때 많은 블록을 삭제해야 하기 때문에 쓰기 지연 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 일정한 쓰기 지연 시간을 보장하는 새로운 페이지 할당 및 회수 기법을 제안한다. 파일이 삭제될 때 더티 상태인 페이지를 삭제함으로써 클린 상태로 변경하여 낸드 플래시 메모리에 쓰기 지연 시간을 길게 만드는 더티 페이지가 없는 상태로 유지한다. 또한 삭제 연산은 블록 단위로 수행되므로 삭제할 블록의 유효한 페이지를 다른 블록으로 복사해야 하기 때문에, 페이지를 할당할 때 한 블록에 가급적 적은 개수의 파일을 저장하는 알고리즘을 제시한다.

• 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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• 2008.11a
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• pp.1134-1137
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• 2008

최근 디지털 기술의 발달로 인해 디지털 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대용 멀티미디어 기기가 증가하고 있고, 이러한 휴대용 장치를 위한 저장 장치로 낸드 플래시가 많이 사용된다. 이러한 장치는 고화질 미디어 컨텐츠 녹화 기능을 제공하고, 녹화된 영상물은 대용량 파일 형태로 저장된다. 대용량 파일의 필요한 부분만을 편집하여 재 저장하기 위해서는 새로운 기법이 요구된다. 본 논문은 낸드 플래시 메모리 전용 파일 시스템인 YAFFS를 사용하는 멀티미디어 휴대 장치에서 멀티미디어 파일을 고속으로 편집하고 동시에 필요한 저장 공간 소모를 최소화 하는 기법을 제안한다. 동영상 파일 편집 후 저장에 있어서 현재의 낸드 플래시 파일 시스템들은 편집 내용을 빈 공간에 새로 저장하기 때문에, 대용량의 파일일수록 많은 시간과 저장 공간이 소모 된다. 본 논문에서 제안하는 기법은 동영상 편집 후 파일 간에 중복되는 데이터를 새로 저장하지 않고 공유하도록 하면서 소모되는 시간과 공간을 최소화 한다. 이를 위해 파일 간 공유 되는 데이터를 관리하는 페이지 공유 맵을 설계하고 이를 이용한 동영상 고속 편집 저장 기법을 제시한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.11a
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• pp.6-7
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• 2012

낸드 플래시 메모리는 저장장치로서 널리 사용되는 소자이다. 플래시 메모리 기반의 저장장치 시스템에서 파일 시스템의 저널링 기능을 사용할 때, 플래시 메모리의 특징을 고려해주는 것이 필요하다. 본 연구에서는 플래시 메모리 기반의 저장장치 시스템에서 파일 시스템의 저널링 연산이 미치는 영향에 대해서 분석해 보고, 오버헤드가 될 만한 부분을 찾아본다. 이러한 오버헤드가 될 만한 부분을 찾아서 제거해줌으로써 플래시 메모리의 사용성을 증대시킬 수 있다.

• 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 KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.14 no.3
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• pp.256-260
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• 2008

This paper describes an improvement of mount-time delay in NAND Flash file systems. To improve file system mount performance, this work configures a hierarchical storage system with byte-addressable NVRAM and NAND Flash memory, and let the meta data of a file system allocated in the NVRAM. Since the meta data are stored in NVRAM supporting data integrity some of the items, which are stored in Spare area and Object Header area of NAND Flash memory to control meta data of NAND Flash file system, could be eliminated. And also, this work eliminates the scanning operation of the Object Header area of previous work FRASH1.0. The scanning operation is definitely required to find out the empty Object Header address for storing the Object Header data and provokes a certain amount of performance loss in file generation and deletion. In this work, an implemented file system, so-called FRASH1.5, is demonstrated, featuring new data structures and new algorithms. The mount time of FRASH1.5 becomes twice as fast as that of the FRASH1.0. The performance in file generation gets improved by about $3{\sim}8%$. In particular, for most large-size files, the FRASH1.5 has 8 times faster mount time than YAFFS, without any performance loss as seen in the file generation.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.10b
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• pp.441-444
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• 2007

낸드 플래시 메모리 파일 시스템에 관한 연구는 빠른 마운트, 효율적인 가비지 컬렉션 그리고 저널링을 중심으로 이루어지고 있다. 하지만 기존의 파일 시스템은 읽기와 쓰기 성능이 낮고 파일의 개수와 크기가 증가함에 따라서 메모리 사용량이 크게 늘어난다. 멀티미디어 파일의 크기와 비트율이 계속 증가하고 있기 때문에 기존의 파일 시스템은 모바일 멀티미디어 기기에 적합하지 않다. 본 논문은 데이터를 가변적인 크기로 기록함으로써 이 문제를 해결한다. 실험을 통해 프로토타입 파일 시스템인 NAMU(NAnd flash MUltimedia file system)의 메모리 사용량은 YAFFS2에 비해 28%, JFFS2에 비해 2673% 감소 하였음을 보였다. 그리고 읽기 성능은 YAFFS2에 비해 약 28%, JFFS2에 비해 약 75% 증가했고 쓰기 성능은 YAFFS2에 비해 약 43%, JFFS2에 비해 약 120% 증가 하였음을 보였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.3
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• pp.710-716
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• 2008

This paper covers the performance evaluation of two flash memory-based file storages, NAND and NOR, which are the major flash types. To evaluate their performances, we set up separate file storages for the two types of flash memories on a PocketPC-based experimental platform. Using the platform, we measured and compared the I/O throughputs in terms of buffer size, amount of used space, and kernel-level write caching. According to the results from our experiments, the overall performance of the NAND-based storage is higher than that of NOR by up to 4.8 and 5.7 times in write and read throughputs, respectively. The experimental results show the relative strengths and weaknesses of the two schemes and provide insights which we believe assist in the design of flash memory-based file storages.