• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.157-159
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• 2006

본 논문에서는 차세대 비휘발성 메모리를 이용하여 기존 플래시 메모리 파일시스템의 마운트 시간을 단축시키고 메인 메모리 사용량과 전력소모량을 감소시킬 수 있는 기법을 제시한다. 제안된 기법은 소량의 비휘발성 메모리를 사용하여 블록의 상태 정보와 파일 메타데이터로 데이터의 주소를 저장한다. 제안된 기법은 내장형 보드 상에서 구현되었으며, 실험 및 분석 결과는 마운트 시간을 크게 단축시키고 메인 메모리 사용량을 현저히 감소시켰음을 검증한다. 본 연구는 소량의 차세대 비휘발성 메모리를 내장형 시스템에서 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 실용적인 방안을 제시하였으며, 그 효과를 실제 구현과 실험을 통해 정량적으로 검증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.517-519
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• 2004

본 연구는 날로 다양하고 복잡해지고 있는 임베디드 시스템에서 필수로 요구되는 운영체제의 주요 기술적 과제중 하나인 효율적으로 메모리를 사용할 수 있는 메모리 보호기능을 설계하여 리눅스 상에 구현하였다. 이는 현재 사용되고 있는 않은 임베디드 리눅스에 직접 적용하여 실제적인 메모리 관리 성능향상을 가져오며, 또한 차세대 메모리로 주목받고 있는 PRAM등 차세대 NVRAM에서의 필요성이 특히 부각된다는 점에서 그 중요성이 크다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.3-4
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• 2014

현대 운영 체제에서 가상 메모리 관리 기술은 응용 프로그램에게 가상의 큰 주소 공간을 제공하는 방법이다. 이러한 기술은 메인 메모리와 저장 장치를 이용하여 자주 접근되는 데이터는 메인 메모리에 덜 접근되는 데이터는 저장 장치에 저장한다. 본 연구는 차세대 저장 장치를 메모리 확장을 위한 장치로 가정했을 때의 성능 향상 기법을 제안한다. 본 연구진은 제안된 방법을 Linux 3.14.3을 구현하였고, 초고속 저장 장치를 이용하여 평가한 결과 기존 SWAP 시스템에 비해 20% 정도의 성능 향상 효과가 있음을 보였다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권2호
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• pp.183-189
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• 2015

최근 DRAM 기반의 메인 메모리 기술 발전이 한계에 봉착함에 따라 컴퓨터 시스템의 진보에도 어려움이 발생하고 있다. 이를 개선하기 위해 집적도가 높고 비휘발성을 갖는 차세대 메모리 기술이 등장하고 있으나 이들은 쓰기 속도가 느리거나 쓰기 횟수에 제한이 있는 등, 메인 메모리로 사용하기에는 아직 무리가 있다. 본 논문에서는 여러 차세대 메모리 기술들의 장점들을 조합하여 활용하는 하이브리드 메인 메모리 시스템, 즉 HyMN을 제안한다. HyMN은 차세대 메모리 기술을 쓰기적합램과 읽기적합램으로 분류하여 메인 메모리 시스템을 구성함으로써, 내구성이 양호하고, 고용량화가 용이하며, 비휘발성을 활용할 수 있는 시스템을 구현한다. 본 논문에서는 또한, 쓰기적합램이 어느 정도의 크기로 구성되어야 하는지를 보이고 정전 시 손실에 대한 복구비용이 없거나 미미한 HyMN이 일상적으로 프로세스를 실행할 때 실행 시간 성능이 DRAM으로만 구성된 시스템에 비하여 유사함을 검증한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.9-16
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• 2015

Linux와 같은 발전된 운영 체제의 가상 메모리 관리 기술은 메인 메모리와 하드디스크와 같은 저장 장치를 이용하여 응용 프로그램에게 가상의 큰 주소 공간을 제공해준다. 최근 저장 장치는 속도의 측면에서 비약적인 발전을 보이고 있기 때문에 고속의 차세대 저장 장치를 메모리 확장에 이용하면 메모리를 많이 사용하는 응용의 성능이 좋아질 것이다. 그러나 기존 운영체제의 가상 메모리 관리 오버헤드 때문에 응용의 성능을 극대화시킬 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문은 차세대 저장 장치를 메모리 확장에 사용했을 때 쓰기 연산을 위한 블록 주소를 할당하는 향상된 알고리즘 및 시스템 튜닝 기법들에 대해 제안하였고, 제안된 기법들을 Linux 3.14.3의 가상 메모리 관리 시스템에 구현하였다. 그리고 구현된 시스템을 벤치마크를 이용하여 실험을 하였고, 마이크로 벤치마크의 경우에 평균 3배, 과학 계산 벤치마크 응용의 경우에 24%의 성능 향상이 있음을 보였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.31.1-31.1
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• 2010

On-Orbit상에서 인공위성의 탑재소프트웨어를 교정하는 경우는 크게 위성의 하드웨어 문제를 소프트웨어적으로 해결/완화, 임무 중 소프트웨어 기능 향상 그리고 지상테스트 동안 확인되지 못한 소프트웨어 문제를 수정하기 위해서 사용된다. 탑재소프트웨어 설계과정에서 이러한 요구조건을 만족할 수 있도록 탑재소프트웨어가 설계되어야 하며 소프트웨어 교정을 위한 잉여 메모리를 반드시 할당해야 한다. 또한, 탑재소프트웨어 실행파일 생성할 경우에도 각 섹션별로 패치가 가능하도록 메모리 맵을 생성해야한다. 기존 저궤도 위성에서는 휘발성 메모리인 RAM 영역에 한해서만 탑재소프트웨어 교정이 가능하였으나 현재 개발 중인 차세대 저궤도 위성에서는 비휘발성 메모리 영역 즉 SGM(Safe Guard Memory)와 NVMEM(Non-Volatile Memory)을 이용하여 탑재소프트웨어를 교정할 수 있는 방식을 제공하고 있다. 이 논문에서는 차세대 저궤도 위성의 탑재소프트웨어의 실시간 교정을 위한 탑재소프트웨어 아키텍처와 제한 사항에 대해서 설명하며 실제 탑재소프트웨어를 교정 하는 방안 과 절차에 대하여 설명한다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.40-51
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• 2017

최근 모바일 디바이스에서 수행되는 응용 프로그램이 데이터-집약적으로 변화함에 따라, 모바일 메모리에 요구되는 대역폭 및 소모되는 에너지가 증가하고 있으며 이를 개선하기 위한 여러 연구 및 기술 개발이 진행되고 있다. 그러나, 최신 모바일 메모리 기술 (LPDDR 혹은 Wide I/O) 시스템 측면 연구는 많이 이루어지지 않은 실정이다. 특히, 컴퓨터 시스템적인 측면에서 이러한 기술들의 정량적인 평가는 모바일 메모리 기술 개선에 매우 중요한 척도가 될 수 있다. 본 논문에서는 현재 모바일 디바이스에서 사용되는 모바일 DRAM (Wide I/O and LPDDR3)을 채용한 컴퓨터 시스템을 시뮬레이션하고 이를 통해 얻은 결과를 바탕으로 차세대 모바일 DRAM의 에너지 효율 및 성능에 직접적인 영향을 주는 세부적인 요소를 정량적으로 분석하고 어느 부분이 개선점이 될 수 있는지를 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.403-404
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• 2013

최근 scaling down의 한계에 부딪힌 DRAM과 Flash Memory를 대체하기 위한 차세대 메모리(Next Generation Memory)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ITRS (international technology roadmap for semiconductors)에 따르면 PRAM (phase change RAM), RRAM (resistive RAM), STT-MRAM (spin transfer torque magnetic RAM) 등이 차세대 메모리로써 부상하고 있다. 그 중 RRAM은 간단한 구조로 인한 고집적화, 빠른 program/erase 속도 (100~10 ns), 낮은 동작 전압 등의 장점을 갖고 있어 다른 차세대 메모리 중에서도 높은 평가를 받고 있다 [1]. 현재 RRAM은 주로 금속-산화물계(Metal-Oxide) 저항 변화 물질을 기반으로 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 근본적으로 공정 과정에서 산소에 의한 오염으로 인해 수율이 낮은 문제를 갖고 있으며, Endurance 및 Retention 등의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 본 연구진은 산소 오염에 의한 신뢰성 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 다양한 금속-질화물(Metal-Nitride) 기반의 저항 변화 물질을 제안해 연구를 진행하고 있으며, 우수한 열적 안정성($>450^{\circ}C$, 높은 종횡비, Cu 확산 방지 역할, 높은 공정 호환성 [2] 등의 장점을 가진 WN 박막을 저항 변화 물질로 사용하여 저항 변화 메모리를 구현하기 위한 연구를 진행하였다. WN 박막은 RF magnetron sputtering 방법을 사용하여 Ar/$N_2$ 가스를 20/30 sccm, 동작 압력 20 mTorr 조건에서 120 nm 의 두께로 증착하였고, E-beam Evaporation 방법을 통하여 Ti 상부 전극을 100 nm 증착하였다. I-V 실험결과, WN 기반의 RRAM은 양전압에서 SET 동작이 일어나며, 음전압에서 RESET 동작을 하는 bipolar 스위칭 특성을 보였으며, 읽기 전압 0.1 V에서 ~1 order의 저항비를 확보하였다. 신뢰성 분석 결과, $10^3$번의 Endurance 특성 및 $10^5$초의 긴 Retention time을 확보할 수 있었다. 또한, 고저항 상태에서는 Space-charge-limited Conduction, 저저항 상태에서는 Ohmic Conduction의 전도 특성을 보임에 따라 저항 변화 메카니즘이 filamentary conduction model로 확인되었다 [3]. 본 연구에서 개발한 WN 기반의 RRAM은 우수한 저항 변화 특성과 함께 높은 재료적 안정성, 그리고 기존 반도체 공정 호환성이 매우 높은 강점을 갖고 있어 핵심적인 차세대 메모리가 될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.307-307
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• 2014

정보화 시대로 접어들면서 동일한 공간에 더 많은 정보를 저장할 수 있고, 보다 빠른 동작이 가능한 비휘발성 메모리 소자에 대한 요구가 증가하고 있다. 하지만, 최근 비휘발성 메모리 소자 관련 연구보고에 따르면, 메모리 소자의 소형화 및 직접화 측면에서, 전하 저장을 기반으로 하는 기존의 Floating-Gate(FG) Flash 메모리는 20 nm 이하 공정에서 한계가 예측 되고 있다. 따라서, 이러한 FG Flash 메모리의 한계를 해결하기 위해, 기존에 FET 기반의 FG Flash 구조와 같은 3 terminal이 아닌, Diode와 같은 2 terminal로 동작이 가능한 ReRAM, PRAM, STT-MRAM, PoRAM 등 저항변화를 기반으로 하는 다양한 종류의 차세대 메모리 소자가 연구되고 있다. 그 중, 저항 변화 메모리(ReRAM)는 CMOS 공정 호환성, 3D 직접도, 낮은 소비전력과 빠른 동작 속도 등의 우수한 동작 특성을 가져 차세대 비휘발성 메모리로 주목을 받고 있다. 또한, 상하부 전극의 2 terminal 만으로 소자 구동이 가능하기 때문에 Passive Crossbar-Array(CBA)로 적용하여 플래시 메모리를 대체할 수 있는 유력한 차세대 메모리 소자이다. 하지만, 이를 현실화하기 위해서는 Passive CBA 구조에서 발생할 수 있는 Read Disturb 현상, 즉 Word-Line과 Bit-Line을 통해 선택된 소자를 제외하고 주변의 다른 소자를 통해 흐르는 Sneak Leakage Current(SLC)를 차단하여 소자의 메모리 State를 정확히 sensing하기 위한 연구가 선행 되어야 한다. 따라서, 현재 이러한 이슈를 해결하기 위해서, 많은 연구 그룹에서 Diodes, Threshold Switches와 같은 ReRAM에 Selector 소자를 추가하는 방법, 또는 Self-Rectifying 특성 및 CRS 특성을 보이는 ReRAM 구조를 제안 하여 SLC를 차단하고자 하는 연구가 시도 되고 있지만, 아직까지 기초연구 단계로서 아이디어에 대한 가능성 정도만 보고되고 있는 현실 이다. 이에 본 논문은 Passive CBA구조에서 발생하는 SLC를 해결하기 위한 새로운 아이디어로써, 본 연구 그룹에서 선행 연구로 확보된 안정적인 저항변화 물질인 SiN를 정류 특성을 가지는 n-Si/Ti 기반의 Schottky Diode와 결합함으로써 기존의 CBA 메모리의 Read 동작에서 발생하는 SLC를 차단 할 수 있는 1SD-1R 구조의 메모리 구조를 제작 하였으며, 본 연구 결과 기존에 문제가 되었던 SLC를 차단 할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.793-795
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• 2005

영속적인 데이터 저장이 가능한 차세대 비휘발성 메모리를 휘발성 메모리와 혼용하여 버퍼캐처로 사용하면, 안정성과 성능향상의 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 제시한 캐처관리 정책을 시뮬레이터를 이용하여 실험하고 실험 결과를 분석하여 비휘발성 메모리가 추가된 캐처의 새로운 특성을 밝혀냈다. 비휘발성 메모리가 캐쉬에 포함되면 읽기 쓰기의 요청의 종류, 미스(miss)되었을 경우 캐쉬될 블록의 더티(dirty)여부, 읽기 요청이 적중(hit)되었을 때, 적중된 블록의 메모리 종류에 따라 각각의 요청을 처리하기 위한 디스크 접근횟수가 달라지는 특성을 나타낸다. 이 특성 때문에 비휘발성 메모리가 추가된 버퍼캐처는 적중률(hit rate) 보다는 디스크 접근횟수를 측정하는 것이 정확한 성능측정을 가능하게 한다.