• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2008.06b
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• pp.366-370
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• 2008

NAND 플래시 메모리는 특성상 쓰기 횟수가 제한적이라는 단점을 가지고 있어 쓰기 연산이 빈번히 발생하게 되면 NAND 플래시 메모리의 수명이 줄어든다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 NAND 플래시 메모리의 특성을 고려한 지연 쓰기 기법이 연구되고 있다. 하지만 지연 쓰기를 하기 때문에 쓰기 횟수는 줄어들지만 캐시 적중률이 낮아진다. 이러한 문제해결을 위해 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 기반 파일 시스템을 위한 더블 캐시 정책을 제안한다. 더블 캐시는 실질적인 캐시인 Real Cache와 요구 페이지의 패턴을 관찰하기 위한 Ghost Cache로 구성된다. 이 정책은 Real Cache에서의 지연 쓰기를 하지 않고, Ghost Cache 공간에서 dirty페이지와 clean페이지를 활용하여 효율적인 지연 쓰기가 가능하도록 설계함으로써 쓰기 횟수를 줄이고, 적중률을 높인다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2003.05a
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• pp.435-438
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• 2003

RAID 시스템에서 비 휘발성 쓰기 캐시를 이용한 디스크 제어기는 시스템 성능 향상의 중요한 요소 중 하나이다. 2 단계 캐시는 l 단계 캐시에 비해 우수한 성능을 보이고 시간적, 공간적 지역성에도 효율적이며 호스트 측에 비 휘발성 기억소자로 구성된 L1 캐시를 두어 디스크 캐시의 신뢰도를 높일 수 있다. 호스트에서 읽기/쓰기 적중된 데이터가 LI 캐시에서 수행되는 동안 12캐시에서는 디스크로 destage하는 동작을 비동기적으로 병렬 처리하고 데이터와 패리티를 함께 캐시에 적재하여 RAID 5 의 "소규모 쓰기 문제"를 완화시키고자 한다. 제안된 캐시 시스템은 2 단계로 구성되어 대용량 디스크 캐시에서 디스크 입출력 시간을 향상시키고 효율적으로 일관성을 유지할 수 있는 디스크 제어기 상에 위치하는 RAID 5 디스크 캐시 모델을 제시하여 수행속도를 개선시키고자 한다.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.12 no.1
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• pp.1-8
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• 2023

It is impossible to overwrite on an already allocated page in SSDs, so whenever a write operation occurs a page replacement with a clean page is required. To resolve this problem, SSDs have an internal flash translation layer called FTL that maps logical pages managed by a file system of operating system to currently allocated physical pages. SSD pages discarded due to write operations must be recycled through initialization, but since the number of initialization times is limited the FTL provides a caching function to reduce the number of writes in addition to the page mapping function, which is a core function. In this study, we focus on the FTL cache methodologies reducing the number of page writes and analyze the related algorithms, and propose a write-only cache strategy. As a result of experimenting with the write-only cache using a simulator, it showed an improvement of up to 29%.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.25 no.3
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• pp.1-9
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• 2020

In this paper, we propose an efficient adaptive write scheme that improves the performance of write operation in MLC STT-MRAM caches. The key idea of the proposed scheme is to perform the write operation fast if the target MLC STT-MRAM cells contain a dead block. Even if the fast write operation on the MLC STT-MRAM evicts a cache block from the MLC STT-MRAM cells, its performance impact is low if the evicted block is a dead block which is not used in the future. Through experimental evaluation with a memory simulator, we show that the proposed adaptive write scheme improves the performance of the MLC STT-MRAM caches by 17% on average.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.21 no.2
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• pp.27-32
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• 2021

This paper proposes an energy-efficient cache and memory management scheme for next-generation IoT devices. The proposed scheme adopts a low-power phase-change memory (PCM) as the main memory of IoT devices, aims at minimizing the write traffic to PCM, which is vulnerable to write operations. Specifically, when a cache block of the last-level cache memory is flushed to main memory, the cache block that causes less writes to PCM is preferentially replaced by tracking the modifications of each cache line that constitutes the cache block. In addition, by considering the reference bit of the cache block and the dirty bit of the cache lines, our scheme reduces the energy consumption without degrading the memory system performances. Through simulations using SPEC benchmarks, it is shown that the proposed scheme reduces the write traffic to PCM by 34.6% on average and the power consumption by 28.9%, without memory performance degradations.

• Journal of KIISE
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• v.42 no.8
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• pp.954-960
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• 2015

It is important to improve the performance of storage in the home cloud environment within the virtualized IoT gateway since the performance of applications deeply depends on storage. Though SSD caching is applied in order to improve the storage, it is only used for read-cache due to the limitations of SSD such as poor write performance and small write endurance. However, it is important to improve performance of the write operation in the home cloud server, in order to improve the end-user experience. This paper propose a novel SSD caching which considers write-data as well as read-data. We validate the enhancement in the performance of random-write by transforming it to the sequential patterns.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2013.01a
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• pp.195-196
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• 2013

본 논문에서는 NVRAM(Non-volatile Random Access Memory) 주 기억장치를 위한 메모리 컨트롤러를 설계한다. NVRAM의 비 휘발성과 낮은 정적 에너지 소모의 장점을 활용하는 한편, 상대적으로 느린 읽기/쓰기 속도 및 큰 쓰기 전력 소모를 개선하기 위해 새로운 캐시 구조를 제안한다. FPGA를 활용하여 Block RAM 128KB 1차 캐시, 16KB 2차 캐시 및 캐시 컨트롤러를 포함하는 메모리 컨트롤러를 구현하였고 NVRAM은 FeRAM를 사용하였다.

• Journal of KIISE
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• v.42 no.8
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• pp.972-978
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• 2015

Non-volatile memory (NVM) supports both byte addressability and non-volatility. These characteristics make it feasible for NVM to be employed at any layer of the memory hierarchy such as cache, memory and disk. An interesting characteristic of NVM is that, even though it supports non-volatility, its retention capability is limited. Furthermore NVM has tradeoff between its retention capability and write latency. In this paper, we propose a novel NVM-based file cache management scheme that makes use of the limited retention capability to improve the cache performance. Experimental results with real-workloads show that our scheme can reduce access latency by up to 31% (24.4% average) compared with the conventional LRU based cache management scheme.

• Journal of KIISE
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• v.42 no.8
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• pp.947-953
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• 2015

PRAM is being considered as a potential successor to DRAM because of its characteristics such as byte-addressability, non-volatility, and high density. To gain its benefits, buffer cache replacement algorithm based on PRAM has been actively studied. However, most of the previous studies on buffer cache replacement algorithm limitedly exploit the byte-level performance of PRAM by focusing its limited lifetime and slower access latency compared to DRAM. In this paper, we propose a novel buffer cache replacement algorithm that fully considers the byte-level performance of PRAM and the performance of secondary storage. To take advantage of small size write on PRAM, proposed scheme keeps pages, which are frequently accessed with a small size write, on PRAM and allows the selective page migration from DRAM to PRAM. As a result, our scheme significantly reduces the number of PRAM writes. Our experimental results indicate for real workloads that our scheme reduces the number of PRAM writes by up to 92% and improves its performance by up to 62% compared to CLOCK.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10c
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• pp.287-290
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• 2006

플래시 메모리는 동작 특성상 메모리 영역에 대한 덮어쓰기(overwrite)가 불가능하고 메모리 쓰기를 위해서는 삭제(erase) 연산을 반드시 먼저 수행해야 한다. 삭제 연산은 읽기 연산에 비해 많은 시간이 소요되므로 될수록 줄이는 것이 플래시 메모리의 수행 성능 향상에 유리하다. 본 논문에서는 플래시 메모리에 대한 삭제 횟수를 줄이기 위해 데이터베이스 페이지에 대한 쓰기 연산을 지연하는 지연쓰기 기법을 제안한다. 이 기법은 페이지에 대한 갱신이 일어날 때 페이지캐시 내의 해당 페이지에 대해서는 갱신을 수행하되 그것을 유발한 레코드 연산(레코드 삽입, 갱신, 삭제)은 별도의 지연쓰기 큐에 기록한다. 그리고 레코드 연산이 지연쓰기 큐에 저장되어 있는 동안에는 해당 페이지에 대한 갱신은 보류한다. 만약 해당 페이지를 다시 읽어야할 필요가 있을 때에는 지연 쓰기 큐에 저장된 갱신 정보와 병합하여 갱신된 페이지를 페이지 캐시에 적재한다. 이는 갱신되는 페이지의 개수와 단일 페이지에 대한 갱신 횟수를 감소시키는 효과를 가져온다. 따라서 플래시 메모리의 삭제 및 쓰기 연산을 감소시켜 데이터베이스 시스템의 수행성능을 향상시키게 된다.