• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.19 no.4
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• pp.85-91
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• 2019

In this paper, we propose a new logging and recovery scheme that is suited for the high-performance transaction processing system base on flash memory storage. The proposed scheme is designed by considering flash's I/O characteristic of asymmetric costs between page update/read operations. That is, we substitute the costly update operation with writing and real-time usage of snapshot log, which is for the page-level physical redo. From this, we can avoid costly rewriting of a dirty page when it is evicted form a buffering pool. while supporting efficient revery procedure. The proposed scheme would be not lucrative in the case of HDD-based system. However, the proposed scheme offers the performance advance sush as a reduced number of updates and the fast system recovery time, in the case of flash storage such as SSD (solid state drive). Because the proposed scheme can easily be applied to existing systems by saving our snapshot records and ordinary log records together, our scheme can be used for improving the performance of upcoming SSD-based database systems through a tiny modification to existing REDO algorithms.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10a
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• pp.261-266
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• 2006

최근 낸드 플래시 메모리는 임베디드 저장 장치로서 많이 사용되고 있을 뿐만 아니라 플래시 메모리의 저장 용량의 대용량화로 하드 디스크를 대체하는 SSD(solid state disk) 같은 제품이 출시되고 있다. 플래시 메모리는 하드디스크에 비하여 저전력, 빠른 접근성, 물리적 안정성 등의 장점이 있지만 읽기와 쓰기의 연산의 불균형적인 비용과 덮어 쓰기가 안 되고 쓰기 전에 해당 블록을 지워야하는 부가적인 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 특징은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 저하 시키고 기존의 하드디스크를 대체하는 것을 어렵게 만든다. 이와 같은 플래시 메모리의 단점을 해결하기 위해서 본 논문에서 비휘발성 메모리와 플래시 메모리를 함께 사용하는 방법을 제안한다. 최근 MRAM, FeRAM, PRAM과 같은 차세대 메모리 기술의 발전과 배터리 백업 메모리의 가격 하락으로 인하여 비휘발성 메모리의 상품적 가치가 높아지고 있다. 하지만 아직까지 용량 대비 가격이 비효율적이기 때문에 소용량의 비휘발성 메모리를 활용하여 플래시 메모리의 쓰기 연산에 대한 단점을 보완하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 FTL 에서 비휘발성 메모리를 쓰기 버퍼로 이용한 여러 가지 버퍼 관리 정책을 실험하였고 각 관리 정책에 따른 플래시 메모리의 성능 향상을 측정하였다. 실험을 통하여 최대로 읽기의 횟수는 90% 감소, 쓰기 횟수는 33% 감소, 소거 횟수는 50% 감소 효과를 보였다.

• Journal of Internet of Things and Convergence
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• v.9 no.1
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• pp.71-76
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• 2023

Recently, in order to store and manage big data, research and development of a high-performance storage system capable of stably accessing large data have been actively conducted. In particular, storage systems in data centers and enterprise environments use large amounts of SSD (solid state disk) to manage large amounts of data. In general, SSD uses FTL(flash transfer layer) to hide the characteristics of NAND flash memory, which is a medium, and to efficiently manage data. However, FTL's algorithm has a limitation in using DRAM more to manage the location information of NAND where data is stored as the capacity of SSD increases. Therefore, this paper introduces FTL policies that apply virtual memory to reduce DRAM resources used in FTL. The virtual memory-based FTL policy proposed in this paper manages the map data by using LRU (least recently used) policy to load the mapping information of the recently used data into the DRAM space and store the previously used information in NAND. Finally, through experiments, performance and resource usage consumed during data write processing of virtual memory-based FTL and general FTL are measured and analyzed.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.8
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• pp.143-150
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• 2013

Solid-state disks (SSDs) have been widely used by high-performance personal computers or servers due to its good characteristics and performance. The NAND flash-based SSDs, which take large portion of the whole NAND flash market, are the major type of SSDs. They usually integrate a cache buffer which is built from DRAM and uses the write-back policy for better performance. Unfortunately, the policy makes existing scheduling methods less effective at the I/F level of SSDs Therefore, in this paper, we propose a scheduling method for the I/F with consideration of the cache buffer. The proposed method considers the hit/miss status of cache buffer and gives higher priority to the read requests. As a result, the requests whose data is hit on the cache buffer can be handled in advance and the read requests which have larger effects on the whole system performance than write requests experience shorter latency. The experimental results show that the proposed scheduling method improves read latency by 26%.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.377-380
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• 2007

플래시 메모리는 무게, 내구성, 전력 소비량 측면에서 기존 디스크보다 우수하기 때문에 주로 휴대용 기기의 저장장치로 사용되었다. 최근에는 집적도가 향상되면서 SSD(Solid State Disk)형태로 노트북에서도 활용되고 있다. 이러한 플래시 메모리는 제자리 갱신이 불가능한 특징 때문에 저장장치로 사용하기 위해서는 FTL(Flash Memory Translation Layer)이라는 주소사상 소프트웨어가 필요하다. 그리고 FTL은 블록을 재활용하기 위해 병합 연산을 수행하게 되는데 이 병합 연산의 비용이 시스템 성능에 큰 영향을 미친다. 아울러 FTL 상에서 동작하는 파일 시스템의 경우도 디스크 기반 파일 시스템과 같이 단편화 문제로 인한 성능 저하가 발생하게 된다. 본 논문에서는 플래시 메모리 기반 파일 시스템에서 단편화 현상을 줄이기 위해 FTL의 병합동작의 특성을 활용한 조각 모음 기법을 제안한다. 실험결과는 제안한 기법이 결국 FTL에서 병합 연산의 비용을 줄임으로써 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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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 the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.48 no.8
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• pp.45-52
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• 2011

Flash memory is becoming widely prevalent in various area due to high performance, non-volatile features, low power, and robust durability. As price-per-bit is decreased, NAND flash based SSDs (Solid State Disk) have been attracting attention as the next generation storage device, which can replace HDDs (Hard Disk Drive) which have mechanical properties. Especially for the single package SSD, if channel number or FIFO buffer size per channel increases to improve performance, the size of a controller and I/O pin count will increase linearly with channel numbers and form factor will be affected. We propose a novel technique which can minimize form factor by optimizing the number of NAND flash channels and the size of interface FIFO buffer in the SSD. For SSD with 10 channel and double buffer, the experimental results show that buffer block size can be reduced about 73% without performance degradation and total size of a controller can be reduced about 40% because control block per channel and I/O pin count decrease according to decrease channel number.

• Communications of the Korean Institute of Information Scientists and Engineers
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• v.25 no.6 s.217
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• pp.18-28
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• 2007

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.04a
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• pp.173-176
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• 2010

플래시메모리 기반 저장매체인 SSD 의 발전에 따라 로그 기반 파일시스템의 중요성이 증가되고 있다. 그러나 기존의 로그 기반 파일시스템은 여러 지점에 대해 동시에 쓰기 동작을 수행하여도 성능 저하가 발생하지 않는 SSD 의 특성을 제대로 활용하지 못하고 있다. 이에 대해 우리는 SSD 를 위한 다중 로그 지점을 가지는 로그 기반 파일시스템의 필요성을 보여주고, 그에 따른 여러 가비지 컬렉션 기법을 제안하고 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06c
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• pp.88-91
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• 2011

NAND 플래시 메모리는 저전력과 빠른 접근 속도의 특징 때문에 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 특히 플래시 메모리로 만들어진 SSD(solid state disk)는 인터페이스가 기존의 하드디스크와 동일하고 대용량화 되고 있기 때문에 가까운 미래에 다양한 저장시스템의 저장장치로 사용될 것으로 예상된다. 그러나 NAND 플래시메모리 기반 저장장치는 쓰기 전 소거 구조와 같은 독특한 하드웨어 특징을 가지고 있기 때문에 특정 지역에 반복적인 쓰기 요청을 발생하는 B트리를 구축하는 것은 심각한 성능저하를 야기 할 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 버퍼를 이용하여 B트리 구축 성능을 개선한 방법들이 제안되었다. 그러나 이러한 기법들은 갑작스러운 전원 차단 시 버퍼에 유지하고 있던 데이터를 모두 유실하기 때문에 고장회복을 위한 추가적인 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 버퍼를 이용한 방법 중 IBSF기법을 기반으로 NAND 플래시 메모리 기반 저장장치에서 고성능의B트리 구축 방법뿐만 아니라 전원 차단시 효율적인 고장회복을 할 수 있는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 B트리 변경시 변경 된 정보를 로그에 저장하여 관리한다. 또한 루트노드가 변경될 때 검사점(checkpoint)을 수행한다. 마지막으로 다양한 실험을 통하여 본 논문의 고장회복 성능을 보여준다.