• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권4호
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• pp.213-225
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• 2007

최근 디지털 카메라, MP3 플레이어, 핸드폰과 같이 이동성이 중요한 요소로 차지하는 기기들이 많이 등장하였다. 이에 따라 소형화, 대용량화, 저 전력화, 비휘발성, 고속화 그리고 충격에 강한 저장장치가 필요하게 되었다. 플래시 메모리는 이러한 요구사항을 만족시키는 저장장치이다. 플래시 메모리는 하드웨어적 특성으로 인해 쓰기 전 소거(erase-before-write)연산을 수행해야만 한다. 따라서 플래시 메모리를 효과적으로 동작시키기 위해서 FTL이 필요하다. FTL은 플래시 메모리의 단점을 보완해주면서 상위파일 시스템을 그대로 사용할 수 있는 장점을 가진다. 따라서 차후 디스크는 플래시 메모리로 대체될 것이다. 대부분의 PC에서 윈도우즈 기반의 OS를 사용하기 때문에 기존 FTL이 윈도우즈 기반의 OS에서 어떠한 성능을 보이는지 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 실험속도를 빠르게 하기 위해 FTL 성능분석도구를 개발한다. 이를 이용하여 여러 FTL 알고리즘들이 윈도우즈 기반의 OS의 디스크 I/O를 처리하는 성능을 분석한다. FTL의 성능은 매핑 방법, 한 블록 내에 섹터를 기록하는 방법과 덮어쓰기의 처리방법 둥을 분석하여 비교가 가능하다. 실험한 FTL중 개선된 로그 블록 기법이 실험 결과 중에 가장 좋은 성능을 보인다. 따라서 차후 디스크가 플래시 메모리로 대체 될 경우, 로그 블록 기법을 잘 적용 시켜야 할 것이다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권12호
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• pp.1480-1485
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• 2015

최근에 서버 시스템에서 SSD(Solid-State Drive)가 고성능 저장장치 및 캐시로서 많이 사용됨에 따라 다양한 서버 응용들의 입출력 요청 스트림들을 위해 SSD 수준에서 서비스 품질(Quality-of-Service)를 제공할 수 있는지에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재까지 대부분의 SSD는 SATA 버스 상에서 AHCI 컨트롤러를 사용해왔기 때문에 각 입출력 스트림을 SSD 내부에서 구별하여 서비스할 수가 없었다. 그러나, 최근에 새로운 SSD 인터페이스로서 PCI Express 버스 상에서 NVME 컨트롤러가 제안됨에 따라 각 입출력 스트림을 SSD 내부에서 구별할 수 있게 되었고, 이에 따라 입출력 요청들을 스케줄링 할 수 있게 되었다. 본 논문은 NVME 기반 플래시 저장 장치를 위한 플래시 연산 그룹 스케줄링(Flash Operation Group Scheduling)을 제안하고, 가중치에 따라 입출력 스트림별로 비례 지분 대역폭을 제공할 수 있음을 QEMU 기반 시뮬레이션을 통해 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 추계학술발표대회
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• pp.24-26
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• 2012

데이터 저장장치로 널리 사용되고 있는 플래시 메모리의 블록들은 소거 횟수가 제한되어 있어서 특정 블록에 소거 동작이 집중되지 않도록 마모 균등화 기능을 제공해야 한다. 저장 장치의 데이터들은 주기적으로 갱신이 자주 되는 hot데이터와 갱신이 거의 일어나지 않는 cold 데이터로 구성된다. 이런 두 가지 타입의 데이터로 인해 발생하는 소거 횟수에 대한 편차를 줄이기 위하여 정적 마모 균등화 기법을 사용하는데 데이터 이동에 따른 추가적인 소거 동작이 발생하게 된다. 본 논문에서는 데이터 이동 결정을 위한 임계값을 제어하여 플래시 메모리 내의 전체 블록들의 평균 소거 횟수가 크지 않을 때는 마모 균등화 작업을 자주 발생하지 않게 하고, 평균 소거 횟수가 소거 허용 한계치에 점차 근접하면 설정된 임계값으로 동작하도록 하여 정적 마모 평준화에 의해 추가되는 소거 횟수를 효율적으로 감소시키는 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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• pp.328-331
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• 2011

플래시 메모리는 기존의 하드디스크를 대체하는 저장 장치의 저장 매체로 각광받고 있으며 소규모의 임베디드 시스템에서부터 대형 서버 시스템, 데이터 센터까지 널리 사용 되고 있다. 하지만 플래시 메모리는 기존의 하드디스크와 비교하였을 때, I/O 성능이나 에너지 소모 측면에서 서로 다른 특성을 갖는다. 따라서 기존의 하드디스크 기반의 버퍼 관리 기법이 아닌 플래시 메모리 기반의 파일 시스템을 위한 버퍼 관리 기법이 필요하다. 본 논문에서는 기존에 연구된 플래시 메모리 기반의 파일 시스템을 위한 버퍼 관리 기법에 대하여 소개하고 각각의 특징에 대해서 서술한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (C)
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• pp.128-133
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• 2006

NAND 플래시 메모리는 작고, 가볍고, 저 전력이라는 장점 U문에 휴대폰, MP3, PDA 등 이동 컴퓨팅 장치의 저장소로 많이 사용되고 있다. B+트리는 저장소에 있는 데이터를 효율적으로 접근하기 위한 색인 구조이다. 그러나 NAND 플래시 메모리의 다양한 특징들로 인해 기존의 디스크 기반의 B+트리를 플래시 메모리에 그대로 적용하는데 여러 단점들이 존재한다. 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 상에서 B+트리를 효과적으로 구축하기 위한 B+트리 색인 버퍼 관리 기법을 제안한다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권3호
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• pp.81-86
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• 2023

플래시 메모리 기반 저장장치인 SSD(solid state disk)는 높은 집적도와 빠른 데이터 처리가 가능한 장점을 가지고 있다. 따라서 급격하게 증가하고 있는 빅데이터를 관리하는 고용량 데이터 저장 시스템의 저장장치로 활용되고 있다. 그러나 저장 미디어인 플래시 메모리에 일정 횟수 이상 반복해서 쓰기/지우기 동작을 반복하면 셀이 마모되어 사용하지 못하는 물리적 한계가 있다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 불량률을 줄이고 수명을 연장하기 위해 불량이 발생한 다중 비트 셀을 단일 비트 셀로 변환하여 사용하는 방법을 제안한다. 제안하는 아이디어는 물리적 특징이 다르지만 동일하게 불량으로 처리되고 있는 다중 비트 셀과 단일 비트 셀의 불량 및 처리 방법을 구분하였다. 그리고 불량이 예상되는 다중 비트 셀을 단일 비트 셀로 변환하여 불량률을 개선하고 전체적인 수명을 연장하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 SSD의 증가한 수명을 측정하여 제안하는 아이디어의 효과를 증명하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제11권4호
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• pp.368-380
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• 2005

휴대 전화와 같은 소형 이동 기기에서 데이터 저장 장치로 널리 사용되는 플래시 메모리를 위한 파일 시스템은 고속의 데이터 쓰기 및 읽기 성능뿐만 아니라 소형 이동 기기의 사용 환경에 적합하도록 메모리 사용량이 적고 전원 오류 등의 상황에서도 데이터의 무결성을 보장하여야 한다 본 논문에서는 파일 시스템 수준에서 플래시 메모리의 물리적 동자 특성과 데이터 저장 상태를 고려하여 데이터 쓰기 요청을 제어함으로써 성능을 최적화한 플래시 메모리 파일 시스템을 구현한다. 구현된 파일 시스템은 모든 작업을 트랜잭션 개념으로 처리하여 오류 상황에서도 저장 장치의 신뢰성을 좌장하며 단순한 구조의 주소 사상 기법을 적용하여 메모리 사용량을 최소화한다. 그리고 실제 하드웨어 환경에서 제안된 기술을 구현하고 기존 플래시 메모리 파일 시스템과의 비교 측정을 통해 성능의 우수성을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제37권6호
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• pp.292-299
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• 2010

최근 플래시 메모리가 디지털 기기의 저장장치로 널리 사용됨에 따라 플래시 메모리에서 디지털 증거를 분석하기 위한 디지털 포렌식의 필요성이 증가하고 있다. 이를 위해 플래시 메모리에 저장되어 있는 파일을 효율적으로 복구하는 것이 매우 중요하다. 그러나 기존의 하드 디스크 기반 파일 복구 기법을 플래시 메모리에 그대로 적용하기에는 너무나 비효율적이다. 덮어쓰기 불가능과 같이 플래시 메모리는 하드 디스크와 전혀 다른 특성을 가지기 때문이다. 본 논문에서 디지털 포렌식을 지원하기 위한 플래시 메모리를 잘 이해하는 파일 복구 기법을 제안한다. 첫째, 플래시 메모리 저장장치로부터 복구 가능한 모든 파일들을 효과적으로 검색하는 방법을 제안한다. 이것은 플래시 메모리의 쓰기 연산을 담당하는 FTL(Flash Translation Layer)의 메타데이터를 최대한 활용한다. 둘째, 복구 대상 파일들 중에서 특정 파일을 효율적으로 복구할 수 있는 기법을 제안하며, 이를 위해 FTL의 사상 테이블의 위치 정보를 이용한다. 다양한 실험을 통해 본 논문에 제안하는 기법이 기존의 하드 디스크 기반 파일 복구 기법보다 우수함을 보인다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.178-185
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• 2018

최근 클라우드 컴퓨팅, 슈퍼컴퓨팅, 기업용 스토리지/데이터베이스 등의 분야에서 멀티코어 CPU와 고성능 플래시 메모리 기반 저장 장치(플래시 SSD)를 장착한 컴퓨더 시스템에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 이러한 고성능 시스템에서 구동되고 있는 대표적인 운영체제 파일 시스템인 저널링 파일 시스템은 저장장치의 입출력 성능을 최대로 활용하고 있지 못하다. 본 논문에서는 고성능 플래시 SSD와 멀티코어 CPU기반의 컴퓨터 시스템에서 리녹스 운영체제의 EXT4 저널링 파일 시스템의 성능을 평가하고 분석하고자 한다. 성능 평가에 사용된 72-코어 컴퓨터 시스템은 인텔의 고성능 NVMe 기반 플래시 SSD를 장착하고 있으며 이 장치의 연속 읽기/쓰기 성능은 2800/1900 MB/s 이다. 실험 결과는 EXT4 파일 시스템의 체크포인팅 연산이 성능상의 큰 오버헤드임을 보여준다. 이 결과를 바탕으로 체크포인팅을 여러 쓰레드가 수행할 수 있는 최적화 기법을 제안하였고, 최적화된 EXT4 파일 시스템은 기존 EXT4 파일 시스템 대비 최대 92%의 성능 향상을 보여준다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.188-198
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• 2013

낸드 플래시 메모리 기반 저장장치는 성능을 높이기 위하여 내부에 다수의 플래시 메모리가 공유하는 데이터 버스들을 구성하고, 이 구조를 이용하여 다수의 플래시 메모리 오퍼레이션을 동시에 수행하는 병렬 기법을 사용한다. 저장장치의 성능은 개별 데이터 버스의 성능에 의하여 많은 영향을 받기 때문에, 저장장치 컨트롤러가 오퍼레이션을 효과적으로 스케줄링 함으로써 버스의 성능을 높이는 것이 중요하다. 그러나 오퍼레이션 별로 상이한 동작시간과 버스사용 특성으로 인하여 시시각각 변화하는 버스의 상황은 스케줄링을 어렵게 만든다. 또한 단순히 버스 사용효율을 높이기 위한 스케줄링 기법은 예상하지 못한 오퍼레이션의 지연과 저장장치의 자원 낭비를 초래할 수 있다. 본 논문에서는 데이터 버스의 성능과 저장장치의 자원 효율을 고려한 동적인 오퍼레이션 스케줄링 기법들을 제안한다. 제안하는 기법들은 오퍼레이션을 세 단계로 구분한 후 오퍼레이션의 특성과 데이터 버스의 상황에 따라 이들을 스케줄링 한다. 제안된 기법들을 컨트롤러에 적용하여 FPGA 플랫폼에서 검증한 결과, 제안된 기법을 적용한 컨트롤러는 정적인 스케줄링 기법을 사용하는 컨트롤러에 비하여 쓰기 오퍼레이션의 수가 1.9% 줄어들었으며 4-7% 높은 버스 사용효율과 4-19% 높은 처리량을 보였다.