• 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.

• Journal of KIISE:Databases
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• v.37 no.6
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• pp.292-299
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• 2010

Recently, as flash memory is used as digital storage devices, necessity for digital forensics is growing in a flash memory area for digital evidence analysis. For this purpose, it is important to recover crashed files stored on flash memory efficiently. However, it is inefficient to apply the hard disk based file recovery techniques to flash memory, since hard disk and flash memory have different characteristics, especially flash memory being unable to in-place update. In this paper, we propose a flash-aware file recovery technique for digital forensics. First, we propose an efficient search technique to find all crashed files. This uses meta-data maintained by FTL(Flash Translation Layer) which is responsible for write operation in flash memory. Second, we advise an efficient recovery technique to recover a crashed file which uses data location information of the mapping table in FTL. Through diverse experiments, we show that our file recovery technique outperforms the hard disk based technique.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.32 no.11_12
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• pp.587-597
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• 2005

Flash memory based embedded computing systems are becoming increasingly prevalent.These systems typically have to provide an instant start-up time. However, we observe that mounting a file system toy flash memory takes 1 to 25 seconds mainly depending on the flash capacity. Since the flash chip capacity is doubled in every year, this mounting time will soon become the most dominant reason of the delay of system start-up time Therefore, in this paper, we present instant mounting techniques for flash file systems by storing the In-memory file system metadata to flash memory when unmounting the file system and reloading the stored metadata quickly when mounting the file system. These metadata snapshot techniques are specifically developed for NOR- and NAND-type flash memories, while at the same time, overcoming their physical constraints. The proposed techniques check the validity of the stored snapshot and use the proposed fast trash recovery techniques when the snapshot is Invalid. Based on the experimental results, the proposed techniques can reduce the flash mounting time by about two orders of magnitude over the existing de facto standard flash file system, JFFS2.

• 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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• 2005.07a
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• pp.826-828
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• 2005

이동 기기의 저장 장치로 플래시 메모리가 널리 사용되고 있으며 고정 하드 디스크를 대체하는 저장 매제로 부상하고 있다. 그러므로 플래시 메모리의 특성을 잘 이해하고, 최대한 효율적으로 플래시 메모리를 사용할 필요성이 있다. 이러한 역할을 해주는 것은 플래시 내부의 시스템 소프트웨어인 FTL(Fiash Translation Layer)이다. FTL은 운영체제가 디스크에 전달하는 블록을 물리적인 플래시 메모리에 맵핑하는 역할을 한다. 그러므로 플래시 메모리의 성능은 FTL 알고리즘이 결정한다. 플래시를 대체한 플래시 디스크에서는 기존의 파일 시스템이 탑재되며 간단한 섹터 기반외 이동형 기기에서와는 다른 특성을 가진다. FTL 성능을 평가하기 위해서는 실제적으로 플래시 메모리가 장착된 제품들이 동작하는 시스템에서 실험을 해야 한다. 많은 플래시 디스크는 윈도우즈에서 동작하므로 윈도우즈의 디스크 I/O를 추출하여 실험을 해야만 한다. 본 논문에서는 윈도우즈에서 물리적인 디스크 I/O 패턴을 추출하여 FTL 알고리즘의 성능을 평가하기 위한 도구 개발에 대하여 설명하고 이에 대한 간단한 결과를 보인다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.327.1-327.1
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• 2016

모바일 기기의 폭발적 증가세로 인해 플래시 메모리의 수요가 증가하고 있다. 낸드 플래시 메모리는 적은 전력 소모량과 높은 전기적 효율 때문에 많은 많은 연구가 이루어지고 있다. 반면에 stress-induced leakage current, positive-charge-assisted tunneling, thermally-assisted tunneling 등의 문제로 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다. 프로그램/이레이즈 동작이 반복되면 소자에서 발생하는 에러의 발생비율이 늘어나 신뢰성이 저하되게 된다. 비록 신뢰성 저하 메커니즘에 대한 연구가 많이 이루어졌으나, 워드라인 스트레스에 의한 프로그램 특성 저하에 대한 구체적인 연구가 진행되지 않았다. 본 연구에서는 플래시 메모리의 워드라인 스트레스로 인한 전기적 특성 감소 현상을 보기 위해, 플로팅 게이트의 두께를 변화시키면서, electron density와 depletion region 의 변화를 관찰하였다. 낸드 플래시 메모리의 전기적 특성을 멀티 오리엔테이션 모델을 포함한 3차원 TCAD 시뮬레이션을 이용하여 계산하였다. 프로그램/이레이즈 동작이 증가함에 따라, 플로팅 게이트에 공핍영역이 생기고, 블로킹 옥사이드와 게이트 사이에 의도하지 않은 트랩이 생기게 된다. 이로 인해 프로그램/이레이즈 동작이 증가함에 따라, 플로팅 게이트의 electron density가 감소하는 경향을 보았다. 이 연구 결과는 낸드 플래시 메모리 소자에서 신뢰성을 향상시키고 프로그램 특성을 증진시키는데 도움이 된다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06c
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• pp.69-74
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• 2007

플래시 메모리는 하드디스크와 다른 물리적 특성을 가지고 있다. 대표적으로 덮어쓰기가 되지 않고 데이터를 읽고 쓰는 단위와 지우는 단위가 서로 다르다. 이러한 물리적 제약을 소프트웨어적으로 보완해주기 위해서 플래시 메모리를 사용하는 시스템에서는 대부분 Flash Translation Layer (FTL)을 사용한다. 지금까지 FTL 알고리즘의 대부분이 임의 쓰기 패턴보다 순차 쓰기 패턴에 훨씬 더 효율적으로 작용한다. 그러나 B-트리와 같은 자료구조에서는 일반적으로 순차 쓰기 패턴 보다는 임의 쓰기 패턴이 발생된다. 따라서 플래시 메모리상에서 B-트리를 관리할 경우 FTL에 비효율적인 쓰기 패턴을 생성하게 된다. 본 논문에서는 플래시 메모리상에서 B-트리와 같은 자료구조를 효율적으로 저장 관리하기 위한 새로운 방식을 제안한다. 새로운 방식은 B-트리에서 발생되는 임의 쓰기를 플래시 메모리상의 버퍼를 이용하여 FTL에 효율적인 순차 쓰기를 발생시킨다. 실험 결과, 본 논문에서 제안하는 방식은 기존의 방식보다 플래시 메모리에서 발생되는 쓰기 및 블록소거 연산 횟수를 60%이상 감소시킨다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.223-226
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• 2009

본 논문에서는 플래시 영상을 기반으로 하면서 비-플래시 영상의 색상 정보를 이용하여 디지털 카메라의 사진 영상을 합성하는 알고리즘을 개선하였다. 장호석 등이 제안한 기존의 적응적 색상전달 알고리즘은 대부분의 경우에 만족스러운 결과를 나타냈지만, 두 영상 사이에 변이가 존재하는 경우에 적용하기 곤란한 한계와 함께 플래시로 인한 조도의 차이가 심한 경우에 배경 영역에서 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 플래시 및 비-플래시 영상 정렬과 배경 영역 개선 기법을 적용하였다. 이로서 제안된 알고리즘은 기존 알고리즘 보다 현실적이고 자연스러운 영상을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06c
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• pp.61-63
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• 2006

휴대용 기기들의 데이터 저장소로 플래시 메모리가 많이 사용되고 있으며 플래시 메모리가 대용량화 되어감에 따라 점차 디스크를 대체할 것이라 예상된다. 따라서 데이터베이스 시스템 역시 저장 매체로 플래시 메모리의 사용이 증가할 것으로 예상되며 이에 따른 효율적인 인덱스가 필요하다. 플래시 메모리 기반의 효율적인 인덱스 구축을 위하여 B+ 트리의 페이지 크기에 따른 성능 평가가 필요하다. 본 논문에서는 B+ 트리와 버퍼 관리자를 구현하고, 플래시 변환 계층의 대표적인 4 가지 알고리즘에 대해 B+ 트리의 페이지 크기에 따른 성능을 비교, 분석하여 플래시 메모리 기반의 인덱스를 구축하기 위한 방향을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2018.07a
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• pp.357-359
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• 2018

최근 메모리 반도체 시장은 SD(Secure Digital) 메모리 카드, SSD(Solid State Drive)등의 보급률 증가로 메모리 반도체의 시장이 대규모로 증가하고 있다. 메모리 반도체는 개인용 컴퓨터 뿐만 아니라 스마프폰, 테플릿 PC, 교육용 임베디드 보드 등 다양한 산업에서 이용 되고 있다. 또한 메모리 반도체 생산 업체가 대규모로 메모리 반도체 산업에 투자하면서 메모리 반도체 시장은 대규모로 성장되었다. 플래시 메모리는 크게 NAND-Type과 NOR-Type으로 나뉘며 플로팅 게이트 셀의 전압의 따라 SLC(Single Level Cell)과 MLC(Multi Level Cell) 그리고 TLC(Triple Level Cell)로 구분 된다. SLC 및 MLC NAND-Type 플래시 메모리는 많은 연구가 진행되고 이용되고 있지만, TLC NAND-Tpye 플래시 메모리는 많은 연구가 진행되고 있지 않다. 본 논문에서는 기존에 제안된 SLC 및 MLC NAND-Type 플래시 메모리에서 제안된 큐브 패턴을 TLC NAND-Type 플래시 메모리에서 적용 가능한 큐브 패턴 및 알고리즘을 제안한다.