• 대한임베디드공학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.97-102
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• 2019

Multi-queue I/O block layer has been recently employed in Linux kernel to support fast storage devices such as NVMe SSDs, but it lacks differentiated I/O services yet. In this paper, we propose an I/O scheduling scheme that can improve the user responsiveness of foreground processes, which are closely related to user satisfaction. To this end, we redesign the existing multi-queue block layer to classify the I/O requests from foreground processes and schedule them by exploiting the feature of NVMe interface. Experimental results show that latency and launch time of the foreground processes have been significantly improved compared to original Linux kernel.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제13권2호
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• pp.27-35
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• 2021

NAND flash memory-based SSD needs an internal software, Flash Translation Layer(FTL) to provide traditional block device interface to the host because of its physical constraints, such as erase-before-write and large erase block. However, because useful host-side information cannot be delivered to FTL through the narrow block device interface, SSDs suffer from a variety of problems such as increasing garbage collection overhead, large tail-latency, and unpredictable I/O latency. Otherwise, the new type of SSD, open-channel SSD exposes the internal structure of SSD to the host so that underlying NAND flash memory can be managed directly by the host-level FTL. Especially, I/O data classification by using host-side information can achieve the reduction of garbage collection overhead. In this paper, we propose a new scheme to reduce garbage collection overhead of open-channel SSD by separating the journal from other file data for the journaling filesystem. Because journal has different lifespan with other file data, the Write Amplification Factor (WAF) caused by garbage collection can be reduced. The proposed scheme is implemented by modifying the host-level FTL of Linux and evaluated with both Fio and Filebench. According to the experiment results, the proposed scheme improves I/O performance by 46%~50% while reducing the WAF of open-channel SSDs by more than 33% compared to the previous one.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권3호
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• pp.232-238
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• 2017

사용자 경험이 중요한 스마트폰에서는 사용자의 입력에 대한 응용 프로그램의 반응 시간에 대한 분석이 필요하며 특히 사용자 반응 시간에 큰 영향을 주는 스토리지 I/O 성능의 분석은 사용자 경험최적화를 위한 중요한 요건이다. 사용자가 경험하는 반응 시간의 분석을 위해서는 입력을 받아들이는 최상위 계층에서 최하위 저장장치 계층을 수직적으로 아우르는 통합된 분석도구가 필요한데 기존의 도구들은 제한된 범위의 계층들에 맞추어 있어서 효과적인 사용자 경험 분석이 어려운 상황이다. 본 논문에서는 안드로이드 스마트폰을 대상으로 최상위 안드로이드 플랫폼, 리눅스 커널을 포함하는 전체 스토리지 I/O 계층의 I/O 동작을 측정하고, 이를 바탕으로 계층 통합적 분석을 통하여 각 계층간 I/O 동작을 연결하여 사용자 입력에 따른 스토리지 I/O가 미치는 영향의 분석이 가능한 도구인 AIOPro를 소개한다. 검증 실험을 통하여 AIOPro가 0.1% 미만의 동작부하로 정확히 분석할 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.1068-1073
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• 1987

Traditional circuit partitioning algorithm using the cluster development method, which is suitable for such applications as single chip floor planning or multiple layer PCB system placement, where the clusters are formed so that inter-cluster nets are localized within the I/O connector pins, may not be appropriate for the functiona block placement in truly 3-D electronic modules. 3-D hybrid IC is one such example where the inter-layer routing as well as the intra-layer routing can be maximally incorporated to reduce the overall circuit size, cooling requirements and to improve the speed performance. In this paper, we propose a new algorithm called MBE(Minimum Box Embedding) for the layer assignment of each functional block in 3-D hybrid IC design. The sequence of MBE is as follows` i) force-directed relaxation in 3-D space, ii) exhaustive search for the optimal orientation of the slicing plane and iii) layer assignment. The algorithm is first explaines for a 2-D reduced problem, and then extended for 3-D applications. An example result for a circuit consisting of 80 blocks has been shown.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2020

Most of today's large-scale cloud systems and enterprise data centers are distributing resources to improve scalability and resource utilization. NVMe-over-Fabric protocol allows submitting NVMe commands to a remote NVMe SSD through RDMA (Remote Direct Memory Access) network. It is attracting attention recently because it is possible to construct a disaggregation storage system with low latency through the protocol. However, the current I/O stack of NVMe-over-Fabric has an inefficient structure for maintaining compatibility with the traditional I/O stack. Therefore, in this paper, we propose a new mechanism to reduce I/O latency and CPU overhead by modifying I/O path of NVMe-over-Fabric to pass through legacy block layer. According to the performance evaluation results, the proposed mechanism is able to reduce the I/O latency and CPU overhead by up to 22% and 24% compared to the existing NVMe-over-Fabrics protocol, respectively.

• 전기학회논문지
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• 제61권1호
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• pp.85-88
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• 2012

DSCs are based on a dye-adsorbed porous $TiO_2$ layer as a photo electrode [1]. Under the illumination, dye molecules are excited and electrons are produced. The injected electrons in the conduction band of $TiO_2$ may recombine with the electrolyte. To obtain high performance DSCs, it is essential to retard the recombination. The charge recombination can be reduced by forming core-shell structure. In this work, we investigated the core-shell structure with $Al_2O_3$ and MgO coating layer on the porous $TiO_2$ layer. We confirmed the photovoltaic properties by I-V characteristics. The current and the efficiency was improved. In addition to, Through decrease in the width of EIS arc, which is the sum of the interfacial charge transfer resistances of both electrodes, we can be indicated that the block effect.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권6호
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• pp.673-677
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• 2010

최근 NAND 플래시 메모리는 소형, 경량, 저전력 소모, 빠른 접근 속도 등의 장점으로 내장형 시스템과 개인용 컴퓨터, 서버 시스템에서 널리 사용되고 있다. 플래시 메모리를 하드 디스크처럼 사용하기 위해서는 플래시 변환 계층이 필요하다. 이전에 많은 플래시 변환 계층들이 제안되었지만 이전에 제안되었던 플래시 변환 계층들은 블록 스래싱 문제와 블록 연관성 등 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 이 논문에서는 위의 문제를 해결하기 위한 새로운 플래시 변환 계층을 제안한다. 이 기법은 로그 블록의 연관성을 제한하고 데이터 블록의 연관성을 제한하지 않아 합병 연산의 횟수를 최소화 하고, 새로운 공간 회수 기법은 로그 블록 가비지 컬렉션을 이용하여 합병 연산의 비용을 줄인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2012

We aim in synthesizing various functional thin films thinner than ~ 10 nm for environmental applications and photovoltaic devices. Atomic layer deposition is used for synthesizing inorganic thin films with a precise control of the film thickness. Several examples about application of our thin films for removing volatile organic compounds (VOC) will be highlighted, which are summarized in the below. 1) $TiO_2$ thin films prepared by ALD at low temperature ($<100^{\circ}C$) show high adsorption capacity for toluene. In combination with nanostructured templates, $TiO_2$ thin films can be used as building-block of high-performing VOC filter. 2) $TiO_2$ thin films on carbon fibers and nanodiamonds annealed at high temperatures are active for photocatalytic oxidation of VOCs, i.e. photocatalytic filter can be created by atomic layer deposition. 3) NiO can catalyze oxidation of toluene to $CO_2$ and $H_2O$ at $<300^{\circ}C$. $TiO_2$ thin films on NiO can reduce poisoning of NiO surfaces by reaction intermediates below $200^{\circ}C$. We also fabricated inverted organic solar cell based on ZnO electron collecting layers on ITO. $TiO_2$ thin films with a mean diameter less than 3 nm on ZnO can enhance photovoltaic performance by reducing electron-hole recombination on ZnO surfaces.

• ETRI Journal
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• 제30권6호
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• pp.790-798
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• 2008

Recently, NAND flash memory has emerged as a next generation storage device because it has several advantages, such as low power consumption, shock resistance, and so on. However, it is necessary to use a flash translation layer (FTL) to intermediate between NAND flash memory and conventional file systems because of the unique hardware characteristics of flash memory. This paper proposes a new clustered FTL (CFTL) that uses clustered hash tables and a two-level software cache technique. The CFTL can anticipate consecutive addresses from the host because the clustered hash table uses the locality of reference in a large address space. It also adaptively switches logical addresses to physical addresses in the flash memory by using block mapping, page mapping, and a two-level software cache technique. Furthermore, anticipatory I/O management using continuity counters and a prefetch scheme enables fast address translation. Experimental results show that the proposed address translation mechanism for CFTL provides better performance in address translation and memory space usage than the well-known NAND FTL (NFTL) and adaptive FTL (AFTL).

• 정보처리학회논문지D
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• 제18D권3호
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• pp.157-168
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• 2011

최근 플래시 메모리 및 SSD가 노트북이나 PC의 저장장치로 사용되는 것뿐 아니라, 기업용 서버의 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 대용량의 데이터를 처리하는 데이터베이스에서는 삽입, 삭제, 검색을 빠르게 하기 위해 다양한 색인 기법을 사용하는데 그 중B-트리 구조가 대표적인 기법이다. 하지만 플래시 메모리 상에서는 하드디스크와 달리 덮어쓰기(overwrite) 연산을 수행하기 위해서는 먼저 해당 블록(block)에 대하여 플래시 메모리의 연산 중 가장 비용이 많이 요구되는 삭제(erase) 연산을 수행 해야만 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 플래시 메모리 사이에 위치하는 플래시 변환 계층(Flash memory Translation Layer)을 사용한다. 이 플래시 변환 계층은 수정한 데이터를 동일한 논리 주소에 덮어쓰기를 하더라도 실제로 임의의 다른 물리 주소에 저장하도록 하여 이 문제를 해결할 수 있다. NAND 플래시 메모리를 배열 형태로 포함하고 있는 SSD는 한 개 이상의 플래시 메모리 패키지를 병렬로 접근할 수 있다. 이러한 병렬 접근 방식을 사용하여 쓰기 연산 성능을 향상하기 위해서는 연속한 논리 주소에 쓰기 연산을 요청하는 것이 유리하다. 하지만 B-트리는 구성 노드에 대한 삽입 삭제 연산 시에 대부분 연속되지 않은 논리 주소 공간에 대한 갱신 연산이 일어나게 된다. 따라서 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 없게 된다. 본 논문에서는 수정한 노드를 연속한 논리 주소에 쓰도록 하는 AS B-트리 구조를 제안하여 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 있도록 하였다. 구현 및 실험한 결과 AS B-트리에서의 삽입 시간이 B-트리보다 21% 개선된 것을 확인하였다.