• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.289-297
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• 2020

Although flash disks are being used widely instead of hard disks, it is difficult to optimize for effective utilization of flash disks because overwrite in place is impossible and the power consumption and time required for read, write, and erase operations are all different. One of these optimization issues is a cache management strategy to minimize write operations. The cache operates at two levels: an operating system equipped with flash disks and a translation layer within the flash disk. Most studies deal with the operating system-level cache strategy. In this study, we implement and analyse the DPW-LRU algorithm which is one of the recently proposed operating system cache replacement algorithms to apply to FTL, and grope with some improvements. As a result of the experiment, the DPW-LRU algorithm maintained superiority even in the FTL environment, and showed better performance with a slight improvement.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.11-18
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• 2021

SSD의 FTL에서는 호스트로부터 요청된 논리적 페이지 번호를 실제 기록된 플래시 메모리 페이지 번호로 매핑하는 작업을 한다. 매핑 정보를 관리하기 위해서 사용되는 RAM의 용량을 줄이는 것은 매우 중요하다. 기존의 요구기반 FTL에서는 매핑 정보도 플래시 메모리 페이지에 기록하고 그들의 주소만 RAM에 테이블로 관리하는 2단계 방법을 적용하였다. 그러나 SSD의 용량이 수십 테라바이트 수준으로 늘어나고 있으므로 이 방법만으로는 충분하지 않다. 본 논문에서는 소요되는 RAM의 용량을 획기적으로 줄이기 위해서 매핑 정보를 3단계로 관리하는 방법인 ML-FTL을 제안하고 그 성능을 평가하였다. 캐시를 적절히 활용함으로써 기존의 2단계 방법에 비해서 오버헤드가 늘어나는 정도가 미미하다는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권6호
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• pp.521-531
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• 2009

플래시 메모리는 하드디스크와 다른 물리적 특성을 가진다. 대표적으로 읽기연산과 쓰기연산의 비용이 다르고, 덮어쓰기(overwrite)가 불가능하여 소거연산(erase)이 선행되어야 한다. 이러한 물리적 제약을 소프트웨어적으로 보완해주기 위해서, 플래시 메모리를 사용하는 시스템은 대부분 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer)을 사용한다. 현재까지 효율적인 FTL 기법들이 제안되었으며, 이들은 임의쓰기(random writes) 패턴보다 순차쓰기(sequential writes) 패턴에 훨씬 더 효율적으로 동작한단. 본 논문에서는 플래시 메모리 상에서 B-트리 인덱스를 효율적으로 생성, 유지하기 위한 새로운 기법을 제안한다. B-트리에 키의 삽입, 삭제, 수정 등치 연산을 수행하면 FTL에 비효율적인 임의쓰기 패턴을 많이 발생시키며, 결국 B-트리 인덱스 유지 비용이 커지게 된다. 제안하는 기법에서는 B-트리에서 발생되는 임의쓰기 패턴을 먼저 플래시 메모리의 쓰기 버퍼에 추가쓰기(append writes) 패턴으로 변환하여 저장하고, 추후 이를 FTL에 효율적인 순차쓰기 패턴으로 FTL에 전달한다. 다양한 실험을 통해 제안하는 기법이 기존의 기법보다 플래시 메모리 I/O 비용 측면에서 우수하다는 것을 보인다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권3호
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• pp.205-214
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• 2005

플래시 메모리가 개인 정보 도구, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경, 모바일 제품, 가전 제품 등에 급속한 속도로 활용되고 있다. 플래시 메모리는, 이러한 환경에 저장매체로서 사용되기에 적합한 성질들 - 즉 저전력, 비휘발성, 고성능, 물리적인 안정성, 그리고 휴대성 등 - 을 갖고 있다. 그런데 하드디스크와 달리, 이미 데이터가 기록된 블록에 대해 덮어쓰기가 되지 않는다는 약점을 갖고 있다. 덮어쓰기를 위해서는 해당 블록을 지우고 쓰기 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 성질은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 매우 저하시킬 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리에는 FTL(Flash Translation Layer)라는 시스템 소프트웨어 모듈을 갖고 있다. 현재까지 많은 FTL 기법들이 제안되었는데, 그 중에서 대표적인 기법으로 로그블록 기법이 있다. 이 기법은 한정된 수의 로그블록을 쓰기 버퍼로 이용함으로써 쓰기에 따른 소거 연산을 줄임으로써 성능을 높인다. 그런데 이 기법은 로그블록의 활용률이 낮다는 것이 단점이다. 이러한 단점은 각 로그블록에 쓰여질 수 있는 섹터들이 블록 단위로 연관(Block Associative Sector Translation - BAST)되기 때문이다. 본 논문에서는 한정된 수의 로그블록들의 활용률을 높이기 위해 임의쓰기(random overwrite) 패턴을 보이는 섹터들을 전체 로그블록들에 완전 연관(Fully Associative Sector Translation - FAST)시킴으로써 활용률을 높이는 FAST 기법을 제안한다. 본 논문의 기여사항을 다음과 같다. 1) BAST 기법의 단점과 그 이유를 밝히고, 2) FAST 기법의 동기, 기본 개념, 그리고 동작원리를 설명하고, 3) 성능평가를 통해 FAST 기법의 우수성을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.201-205
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• 2008

최근 플래시 메모리는 소형 정보기기의 주된 저장매체로서 그 사용이 급격히 증가하고 있다. 또한, 플래시메모리의 용량이 점점 증가함에 따라 더욱 많은 정보를 저장하고 관리하려는 시도가 이루어지고 있다. 따라서 효율적으로 정보를 관리하는 시스템인 데이타베이스가 플래시 메모리에서도 필요로 하게 되었다. 그러나 데이타베이스는 임의적인 디스크 I/O를 발생시키는 특징이 있어 현재의 플래시 메모리 시스템에서 그 성능이 매우 좋지 않다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 고찰하고자 기존의 FTL 알고리즘들이 플래시 기반의 데이타베이스 시스템에서 어떠한 성능을 보이는지 실험하였다. 그 결과 실험에 사용한 FTL 알고리즘 모두가 매우 좋지 않은 성능을 보였다. 특히 지금까지 상당히 좋은 FTL 알고리즘으로 평가되었던 것들이 데이타베이스 응용에서는 나쁜 성능을 보였다. 또한 현재 플래시 메모리의 성능을 개선하고자 사용되는 칩 인터리빙 기술 또한 모든 FTL 알고리즘에서 좋은 성능을 내지 못하였다. 본 논문에서는 실험 결과를 바탕으로 데이타베이스 시스템을 잘 지원하는 새로운 FTL 알고리즘이 필요한 이유와 그 방향을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7B호
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• pp.818-826
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• 2011

본 논문은 플래쉬 메모리 접근 시 소거 횟수를 줄이기 위해서 섹터 매핑 기법을 바탕으로 지역성(Locality)을 FTL (Flash Translation Layer) 알고리듬을 제안한다. 섹터 매핑 기법은 다른 기존의 매핑 기법보다 성능은 우수하나, 매핑 테이블이 커지는 단점을 가진다. 제안한 알고리듬에서는 동적 테이블 업데이트 방식으로 매핑 테이블의 크기를 줄였으며, 순차적 지역성 (Sequential Locality)을 이용하여 순차쓰기를 처리하고 임의쓰기에서 hot 섹터를 추출하였다. 실험결과 제안된 알고리듬은 기존의 BAST, FAST, 섹터 매핑 알고리듬과 비교하여 75.2%, 65.8%, 10.3%의 소거 횟수가 감소함을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권1호
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• pp.17-22
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• 2010

소형 USB 저장장치에서부터 대용량 데이터베이스 서버에 이르기까지 플래시 메모리의 활용범위가 더욱 확장되어 감에 따라 저장된 데이터의 호환성은 플래시 메모리 관리 소프트웨어의 중요한 고려사항이다. 이를 위해 FTL(Flash Translation Layer)과 FAT 파일시스템이 플래시 메모리 관리를 위한 사실상 표준 소프트웨어로써 사용되고 있다. 그러나 동일한 FTL과 FAT 파일시스템을 다양한 하드웨어로 구성된 시스템에서 구동하는 경우 각각의 요구조건을 만족할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 재구성 가능하며 FAT 표준 데이터의 호환성 및 향상된 기능을 제공하는 통합 플래시 메모리 관리 소프트웨어인 INFLAWARE(INtegrated FLAsh softWARE)를 제안한다. 제안된 기법은 실제 플래시 메모리가 장착된 시스템에 구현되었으며, 실험을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 기존 기법 대비 최대 27%, 평균 19%의 메모리 사용량 감소 효과를 가져 올 수 있으며 또한 map_destroy 기법의 적용을 통해 최대 21%, 평균 10%의 성능 향상이 있음을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.1-7
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• 2017

As the capacity of NAND flash module increases, the amount of RAM increases for caching and maintaining the FTL mapping information. In order to reduce the amount of mapping information managed in the RAM, a demand-based address mapping method stores the entire mapping information in the flash and some valid mapping information in the form of cache in the RAM so that the RAM can be used efficiently. However, when cache miss occurs, it is necessary to read the mapping information recorded in the flash, so overhead occurs to translate the address. If the RAM space is not enough, the cache hit ratio decreases, resulting in greater overhead. In this paper, we propose a method using two tables called TPMT(Translation Page Mapping Table) and SMT(Segmented Translation Page Mapping Table) to utilize both temporal locality and spatial locality more efficiently. A performance evaluation shows that this method can improve the cache hit ratio by up to 30% and reduces the extra translation operations by up to 72%, compared to the TPM scheme.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권12B호
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• pp.1418-1425
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• 2009

본 논문은 플래쉬 메모리 접근시 erase 횟수를 줄이기 위하여 섹터 매핑 기법을 적용한 FTL (Flash Translation Layer) 알고리듬을 제안한다. 블록 매핑 기법을 적용한 기존의 알고리듬에 비하여 제안한 알고리듬은 섹터 단위의 매핑 테이블을 활용하여 데이터를 억세스하는 섹터 매핑 기법을 사용하여 erase 횟수를 줄임으로써 전체적인 메모리 억세스 시간을 줄이고 플래쉬 메모리의 수명을 연장시킬 수 있다. 제안한 알고리듬에서는 write를 위한 빈 공간이 없을 때 erase 횟수가 가장 적은 블록을 victim 블록으로 선택함으로써 wear-leveling을 구현하였다. 제안한 알고리듬을 검증하기 위하여 MP3 재생기, 동영상 재생기, 웹 브라우저, 문서 편집기의 어플리케이션에 대해 실험을 수행하였다. 제안한 알고리듬을 사용하였을 때 기존의 BAST, FAST 알고리듬과 비교하여 72.4%, 61.9%의 erase 횟수가 감소하였다.