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.
CPU의 수행과 병행하여 I/O가 수행되도록 DMA 방식을 채택한 실시간 시스템의 스케줄 가능성을 보장하기 위해서는 CPU 태스크 뿐만 아니라 I/O 요구의 스케줄 가능성도 반드시 검증되어야 한다. 본 논문에서는 CPU에게 최상위 우선순위가 할당된 고정우선순위 버스 프로토콜을 기반으로 CPU와 다수의 DMA 컨트롤러가 시스템 버스를 공유하는 환경에서 DMA I/O 요구의 최악 응답시간을 분석하는 기법을 제안한다. 제안하는 분석 기법의 첫 번째 단계에서는 CPU 상에서 수행 중인 각 CPU 태스크별로 최악 버스 요구 패턴을 구한다. 두 번째 단계에서는 이들 CPU 태스크의 최악 버스 요구 패턴을 모두 통 차해 CPU 전체의 최악 버스 요구 패턴을 구한다. 최종 세 번째 단계에서는 CPU의 최악 버스 요구 패턴으로부터 DMA 컨트롤러의 버스 가용량을 구하고 DMA I/O 요구의 최악 응답시간을 산출한다. 모의 실험을 통해 제안하는 분석 기법이 일반적인 DMA 전송량에 대해 $20\%$ 오차 범위 이내에서 안전한 응답시간을 산출하며, DMA 전송량이 증가할수록 오차가 점차 감소함을 보였다
현대 파일 시스템은 예기치 못한 시스템 크래시 또는 재난 상황에서도 데이터의 일관성 유지를 위해 저널링 메커니즘을 유지한다. 그러나 저널링은 I/O 처리율을 떨어뜨리는 문제가 있다. 이 성능 저하 문제는 데이터 버퍼와 메타데이터 버퍼간의 오더링 메커니즘과 2단계 버퍼쓰기에서 기인하는데. 특히, 만약 데이터 버퍼와 메타데이터 버퍼가 동시에 저널링이 되면, 2단계 쓰기 때문에 심각한 성능저하가 발생하며, 이는 I/O 성능과 시스템 신뢰도 간의 Trade-off 관계가 있음을 나타낸다. 본 논문은 RFJ라는 신뢰성 있는 고속 저널링 기법을 제안한다. 이 기법은 Ordering enforced writeback 저널링 모드와 selective journaling 메커니즘을 도입해서 높은 신뢰도와 동시에 고성능 I/O가 가능하게 한다. 본 논문에서 제안한 기법의 실험 결과 기존 Ext3 저널링 모드 대비 약 5배 이상 빠른 I/O 처리량을 지원하면서 동시에 Ext3 저널링과 동일한 수준의 신뢰성을 나타는 것을 확인 할 수 있었다.
It is well known that switching overvoltages in the electric power system can damage electric power apparatus. To investigate switching overvoltages, electric power system has been modeled using mathematical equal ions. Using developed model, switching overvoltages in the transformer terminal have been computed and analysed.
한글 Wordprocessor, Workstation 및 Telematics용 I/O Device에서는 각종 크기의 문자나 도형들을 요구하고 있다. 본 논문에서는 내장된 문자 dot pattern을 축소 또는 확대시키기 위하여 지금까지 연구되어온 각종 방식의 알고리즘을 논한다. 또한 문자 dot pattern의 크기를 변환시키는 방법을 평가하기 위한 항목을 논하며 이항목에 따라서 종래의 방식을 주관적으로 평가한다.
Intensive I/O bandwidth demand of the multimedia streaming service puts significant burden on file system. Different from the legacy text based or image data, the semantics of the data in multimedia format can be significantly affected if the data block is not delivered by the predefined deadline. The legacy file system used in Unix or Unix like environment is designed to efficiently handle the files who sizes range from few hundreds of byte to several tens of gigabytes. This fundamental design philosophy results in the file system based on multi level skewed tree structure. Multi level i-node structure has significant drawback when the application performs sequential read operation. In this article, we present the result of the performance study of the file system which is specifically designed for handling multimedia streams. We implemented the file system on Linux Operating System environment and examines the performance behavior of the file system under streaming I/O workload. The result of the study shows that the proposed file system performs much more efficiently than the ext2 file system of Linux does.
본 논문은 SSD를 캐쉬로 사용하는 하이브리드 저장장치에서 캐쉬에 저장할 데이터를 찾기 위한 BLOCS 기법을 제안한다. 시퀀스 패턴 마이닝을 사용하는 BLOCS 기법은 파일시스템에서 호출하는 섹터들의 연관성을 발생한 순서를 고려하여 빈번히 요청되는 섹터들의 집합을 생성한다. 비교 분석을 위해 탐색거리(DIST) 기반 기법과 요청 빈도(FREQ) 기반 기법 그리고 빈도와 크기의 곱(F-S) 기반 기법을 제안하였다. 제안한 캐슁 기법을 평가하기 위해 하이브리드 캐슁 시뮬레이터를 개발하여 적중률과 응답시간 정보를 얻는다. 부팅 시 발생하는 I/O의 흐름자료와 10개의 응용프로그램들의 실행 시나리오에서 발생한 I/O 흐름자료를 수집하여 캐쉬 시뮬레이터의 입력으로 사용하였다. 실험 결과 부팅 흐름자료에서 제안한 BLOCS 기법이 61%의 적중률을 나타내서 적중률이 가장 낮았던 거리 우선 기반 기법에 비해 15% 더 높은 적중률을 보였다.
A co-spray deposition technique has been developed to bypass a fundamental limitation in the conventional spray deposition technique, i.e., the deposition of metal oxides from incompatible precursors in the starting solution. With this technique, ZnO films codoped with F and Al have been successfully synthesized, in which F is incompatible with Al. Two starting solutions were prepared and co-sprayed through two separate spray heads. One solution contained only the F precursor, $NH_4F$. The second solution contained the Zn and Al precursors, $Zn(O_2CCH_3)_2$ and $AlCl_3$. The deposition was carried out at $500^{\circ}C$ on soda-lime glass in air. A minimum sheet resistance, $55.4{\Omega}/{\square}$, was obtained for Al and F codoped ZnO films after vacuum annealing at $400^{\circ}C$, which was lower than singly-doped ZnO with either Al or F. The transmittance for the codoped ZnO samples was above 90% in the visible range. This co-spray deposition technique provides a simple and cost-effective way to synthesize metal oxides from incompatible precursors with improved properties for photovoltaic applications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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