• 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.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.290-292
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• 2012

스마트폰 등의 임베디드 시스템에서는 낸드 플래시 기반 저장장치를 주로 사용한다. 하지만 지금까지의 운영체제의 블록 IO 시스템은 하드 디스크를 대상으로 설계되었기 때문에 낸드 플래시 메모리 기반의 저장장치의 특성을 고려하지 못하였다. 또한, 낮은 성능의 하드디스크에서는 운영체제에서 IO를 처리하는 소프트웨어 계층의 부하가 무시될 수 있었으나, 고성능의 낸드 플래시 메모리에서는 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 스마트 디바이스의 운영체제 중 하나인 안드로이드 플랫폼을 기반으로 IO 요청을 수행하는 소프트웨어 계층별 성능을 측정하였으며, 또한 멀티 프로세스상에서 IO 성능에 어떤 영향을 받는지 관찰했다. 실험 결과 IO 요청의 단위가 작은 경우는 운영체제에서의 부하가 저장장치에서 요청을 처리하는 지연 시간보다 압도적으로 크게 나타났으며, 16KB 단위의 IO 요청에 대해서 전체 지연 시간의 90%를 차지하였다. 또한, 멀티 프로세스 환경에서 IO를 처리하면서 인터럽트를 처리하는 시간이 증가하는 것을 확인했다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2011.04a
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• pp.1302-1305
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• 2011

스마트폰에서 낸드 플래시 메모리가 저장 장치로 사용됨에 따라 다양한 플래시 파일 시스템과 플래시 변환 계층들이 제시되었다. 플래시 메모리는 덮어 쓰기가 불가능하기 때문에 이들 기법들은 기본적으로 로그 기반 구조를 취하고 있지만 가비지 수집, 데이터 배치 정책의 설계에 따라 성능과 수명 관리 측면에서 많은 차이를 보인다. 본 논문은 플래시 메모리 관리 기법들의 다양한 설계가 성능에 미치는 영향을 알아보고 종합적으로 비교 해보기 위해 대표적인 스마트폰 플랫폼인 안드로이드상에서 시뮬레이션 기반의 성능 평가를 수행 한다. 또한 각 기법들의 설계가 성능에 미치는 영향을 분석 한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2015.10a
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• pp.1268-1271
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• 2015

전 세계 주요 56개국 성인 인구의 스마트폰 보급률이 평균 약 60%에 달하고. 지난 월 기준 한국 스마트폰의 보급률은 83.0%에 달해 세계 4위를 기록하였다. 안드로이드, iOS를 포함한 대부분의 모바일 플랫폼은 SQLite 데이터베이스를 기본 데이터베이스로 사용하고 있는 것으로 알려져 있다. 현재 보급된 대부분의 스마트폰의 저장장치는 플래시 메모리를 기반으로 하고 있다. 그러나 현재까지 안드로이드 운영체제의 기본 파일시스템은 Ext4 파일시스템으로 알려져 있으며, 플래시메모리에 최적화되었다고 주장하는 다른 파일시스템에 대한 성능 평가 및 데이터 입출력 특징의 자세한 분석 연구는 존재하지 않았다. 본 논문에서는 가장 잘 알려진 파일 시스템 Ext4, XFS, Btrfs 세 종류에서 실제 안드로이드 애플리케이션 쿼리를 사용하여 성능 측정을 진행하였다. 실험 결과 기본 파일 시스템으로 사용되고 있는 Ext4가 가장 빠른 성능을 나타낸 것을 확인하였고, 각 파일시스템마다 완연히 다른 데이터 입출력 특징을 갖고 있는 것을 확인하였다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.14 no.4
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• pp.378-388
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• 2008

Flash memory has been attracting attention as the next mass storage media for mobile computing systems such as notebook computers and UMPC(Ultra Mobile PC)s due to its low power consumption, high shock and vibration resistance, and small size. A storage system with flash memory excels in random read, sequential read, and sequential write. However, it comes short in random write because of flash memory's physical inability to overwrite data, unless first erased. To overcome this shortcoming, we propose an SSD(Solid State Disk) architecture with two novel features. First, we utilize non-volatile FRAM(Ferroelectric RAM) in conjunction with NAND flash memory, and produce a synergy of FRAM's fast access speed and ability to overwrite, and NAND flash memory's low and affordable price. Second, the architecture categorizes host write requests into small random writes and large sequential writes, and processes them with two different buffer management, optimized for each type of write request. This scheme has been implemented into an SSD prototype and evaluated with a standard PC environment benchmark. The result reveals that our architecture outperforms conventional HDD and other commercial SSDs by more than three times in the throughput for random access workloads.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.6
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• pp.188-198
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• 2013

In order to increase its performance, NAND flash memory-based storage is composed of data buses that are shared by a number of flash memories and uses a parallel technique that can carry out multiple flash memory operations simultaneously. Since the storage performance is strongly influenced by the performance of each data bus, it is important to improve the utilization of the bus by ensuring effective scheduling of operations by the storage controller. However, this is difficult because of dynamic changes in buses due to the unique characteristics of each operation with different timing, cost, and usage by each bus. Furthermore, the scheduling technique for increasing bus utilization may cause unanticipated operation delay and wastage of storage resource. In this study, we suggest various dynamic operation scheduling techniques that consider data bus performance and storage resource efficiency. The proposed techniques divide each operation into three different stages and schedule each stage depending on the characteristics of the operation and the dynamic status of the data bus. We applied the suggested techniques to the controller and verified them on the FPGA platform, and found that program operation decreased by 1.9% in comparison to that achieved by a static scheduling technique, and bus utilization and throughput was approximately 4-7% and 4-19% higher, respectively.