• 제목/요약/키워드: Flash based storage

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시뮬링크를 이용한 플래시메모리 저장장치 성능 모델링 (Performane Modeling of Flash Memory Storage Systems Using Simulink)

  • 민항준;박정수;이주일;민상렬;김강희
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제6권5호
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    • pp.263-272
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    • 2011
  • The complexity of flash memory based storage systems is high due to diverse host interfaces and other design choices such as mapping granularity, flash memory controller execution models and so on. Thus, it is possible that the actual performance after implementation is not consistent with the target performance. This paper demonstrates that the performance prediction of flash memory based storage systems is possible through performance modeling that takes into account various design parameters. In the performance modeling, the FTL, which is the core element of flash memory based storage systems, is modeled as a set of (copy-on-write) logs and their interactions. Also, the flash memory controller is modeled based on the classification proposed in the design of the Ozone flash controller. In this study, the performance model has been implemented using Simulink and experimental results are presented and analyzed.

고속 임베디드 저장 시스템을 위한 복제전환 기법 (Mirror-Switching Scheme for High-Speed Embedded Storage Systems)

  • 변시우;장석우
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.7-12
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    • 2011
  • The flash memory has been remarked as the next generation media of portable and desktop computers' storage devices. Their features include non-volatility, low power consumption, and fast access time for read operations, which are sufficient to present flash memories as major data storage components for desktop and servers. The purpose of our study is to upgrade a traditional mirroring scheme based on SSD storages due to the relatively slow or freezing characteristics of write operations, as compared to fast read operations. For this work, we propose a new storage management scheme called Memory Mirror-Switching based on traditional mirroring scheme. Our Mirror-Switching scheme improves flash operation performance by switching write-workloads from flash memory to RAM and delaying write operations to avoid freezing. Our test results show that our scheme significantly reduces the write operation delay and storage freezing.

하드 디스크 드라이브와 플래시 메모리 드라이브를 활용한 레이드-1 저장장치의 설계 (A Design of RAID-1 Storage using Hard Disk Drive and Flash Memory Drive)

  • 변시우
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.41-46
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    • 2010
  • Recently, Flash Memory Drives are one of the best media to support portable and desktop computers' storage devices. Their features include non-volatility, low power consumption, and fast access time for read operations, which are sufficient to present flash memories as major database storage components for desktop and server computers. However, we need to improve traditional storage management schemes based on HDD(Hard Disk Drive) and RAID(Redundant Array of Independent Disks) due to the relatively slow or freezing characteristics of write operations of SSDs, as compared to fast read operations. In order to achieve this goal, we propose a new storage management scheme called Hetero-Mirroring based on traditional HDD mirroring scheme. Hetero-Mirroring-based storage management improves RAID-1 operation performance by balancing write-workloads and delaying write operations to avoid SSD freezing.

다중 플래시 메모리 기반 파일시스템의 성능개선을 위한 파일시스템 (File System for Performance Improvement in Multiple Flash Memory Chips)

  • 박제호
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.17-21
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    • 2008
  • Application of flash memory in mobile and ubiquitous related devices is rapidly being increased due to its low price and high performance. In addition, some notebook computers currently come out into market with a SSD(Solid State Disk) instead of hard-drive based storage system. Regarding this trend, applications need to increase the storage capacity using multiple flash memory chips for larger capacity sooner or later. Flash memory based storage subsystem should resolve the performance bottleneck for writing in perspective of speed and lifetime according to its physical property. In order to make flash memory storage work with tangible performance, reclaiming of invalid regions needs to be controlled in a particular manner to decrease the number of erasures and to distribute the erasures uniformly over the whole memory space as much as possible. In this paper, we study the performance of flash memory recycling algorithms and demonstrate that the proposed algorithm shows acceptable performance for flash memory storage with multiple chips. The proposed cleaning method partitions the memory space into candidate memory regions, to be reclaimed as free, by utilizing threshold values. The proposed algorithm handles the storage system in multi-layered style. The impact of the proposed policies is evaluated through a number of experiments.

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논리 블록의 접근경향을 활용한 이종 낸드 플래시 기반 저장장치를 위한 Flash Translation Layer (Flash Translation Layer for Heterogeneous NAND Flash-based Storage Devices Based on Access Patterns of Logical Blocks)

  • 방관후;박상훈;이혁준;정의영
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권5호
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    • pp.94-101
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    • 2013
  • 낸드 플래시 메모리에 기반 한 저장장치는 이미 여러 분야에서 기존 디스크 기반 저장장치를 대체하며 거대한 규모의 시장을 확보하고 있다. 이 중 집적도는 높지만 성능과 신뢰성이 상대적으로 낮은 multi-level cell (MLC) 낸드 플래시 메모리와 반대의 특성을 지니는 single-level cell (SLC) 낸드 플래시 메모리를 혼용하여 서로의 장점만을 얻고자 하는 이종 낸드 플래시 기반 저장장치에 관한 연구 또한 활발하게 이루어지고 있다. 이종 낸드 플래시 기반 저장장치에서는 SLC에 기록된 데이터가 MLC로 옮겨질 경우에 발생하는 마이그레이션 오버헤드와, 상대적으로 적은 용량의 SLC 내부에서 발생하는 가비지 컬렉션 오버헤드가 전체 저장장치의 성능을 악화시키는 문제가 있는데, 본 논문에서는 이를 완화하고자 논리 블록의 접근경향을 활용하여 SLC를 효율적으로 활용하는 이종 낸드 플래시 기반 저장장치용 flash translation layer (FTL)을 제안하고자 한다. 제안하는 FTL 은 논리 블록들의 접근 경향을 파악하여 SLC에 기록되었을 시 성능 향상을 가져올 것이라고 기대되는 논리 블록들만을 선별하여 SLC에 기록하게 된다. 실험 결과 본 논문에서 제안하는 FTL을 사용한 이종 낸드 플래시 기반 저장장치는 기존 FTL 대비 전체 실행 시간에서 35% 향상된 성능을 보여주었다.

NAND 플래시 메모리 저장 장치에서 블록 재활용 기법의 비용 기반 최적화 (Cost-based Optimization of Block Recycling Scheme in NAND Flash Memory Based Storage System)

  • 이종민;김성훈;안성준;이동희;노삼혁
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제13권7호
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    • pp.508-519
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    • 2007
  • 이동기기의 저장 장치로 사용되는 플래시 메모리는 이제 SSD(Solid State Disk) 형태로 노트북 컴퓨터까지 그 적용 범위가 확대되고 있다. 이러한 플래시 메모리는 무게, 내충격성, 전력 소비량 면에서 장점을 가지고 있지만, erase-before-write 속성과 같은 단점도 가진다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 플래시 메모리 기반 저장 장치는 FTL(Flash-memory Translation Layer)이라는 특별한 주소 사상 소프트웨어를 필요로 하며, FTL은 종종 블록을 재활용하기 위하여 병합 연산을 수행해야 한다. NAND 플래시 메모리 기반 저장 장치에서 블록 재활용 비용을 줄이기 위해 본 논문에서는 이주 연산이라는 또 다른 블록 재활용 기법을 도입하였으며, FTL은 블록 재활용시 이주와 병합 연산 중에서 비용이 적게 드는 연산을 선택하도록 하였다. Postmark 벤치마크와 임베디드 시스템 워크로드를 사용한 실험 결과는 이러한 비용 기반 선택이 플래시 메모리 기반 저장 장치의 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 아울러 이주/병합 연산이 조합된 각 주기마다 블록 재활용 비용을 최소화하는 이주/병합 순서의 거시적 최적화의 해를 발견하였으며, 실험 결과는 거시적 최적화가 단순 비용 기반 선택보다 플래시 메모리 기반 저장 장치의 성능을 더욱 향상시킬 수 있음을 보여준다.

하이브리드 저장 시스템을 위한 내장형 노드 캐시 관리 (Embedded Node Cache Management for Hybrid Storage Systems)

  • 변시우;허문행;노창배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.157-159
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    • 2007
  • The conventional hard disk has been the dominant database storage system for over 25 years. Recently, hybrid systems which incorporate the advantages of flash memory into the conventional hard disks are considered to be the next dominant storage systems to support databases for desktops and server computers. Their features are satisfying the requirements like enhanced data I/O, energy consumption and reduced boot time, and they are sufficient to hybrid storage systems as major database storages. However, we need to improve traditional index node management schemes based on B-Tree due to the relatively slow characteristics of hard disk operations, as compared to flash memory. In order to achieve this goal, we propose a new index node management scheme called FNC-Tree. FNC-Tree-based index node management enhanced search and update performance by caching data objects in unused free area of flash leaf nodes to reduce slow hard disk I/Os in index access processes.

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소형 지구 관측 위성용 플래시 기반 저장장치 설계 및 시험 (Design and Test Flash-based Storage for Small Earth Observation Satellites)

  • 백인철;박형식;황기선
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.253-259
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    • 2018
  • Recently, small satellite industries are rapidly changing. Demand for high performance small satellites is increasing with the expansion of Earth Observation Satellite market. A next-generation small satellites require a higher resolution image storage capacity than before. However, there is a problem that the HW configuration of the existing small satellite image storage device could not meet these requirements. The conventional data storing system uses SDRAM to store image data taken from satellites. When SDRAM is used in small satellite platform of a next generation, there is a problem that the cost of physical space is eight times higher and satellite price is two times higher than NAND Flash. Using the same satellite hardware configuration for next-generation satellites will increase the satellite volume to meet hardware requirements. Additional cost is required for structural design, environmental testing, and satellite launch due to increasing volume. Therefore, in order to construct a low-cost, high-efficiency system. This paper shows a next-generation solid state recorder unit (SSRU) using MRAM and NAND Flash instead of SDRAM. As a result of this research, next generation small satellite retain a storage size and weight and improves the data storage space by 15 times and the storage speed by 4.5 times compare to conventional design. Also reduced energy consumption by 96% compared to SDRAM based storage devices.

O(1) 크래시 복구 수행시간을 갖는 FTL의 설계와 구현 (Design and Implementation of Flash Translation Layer with O(1) Crash Recovery Time)

  • 박준영;박현찬;유혁
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제21권10호
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    • pp.639-644
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    • 2015
  • 최근 널리 사용되는 Solid State Drive(SSD), embedded Multi Media Card(eMMC) 등의 플래시 저장장치는 사용자 요구에 의해 점점 그 용량이 증대되고 있다. 플래시 저장장치 내부의 Flash Translation Layer(FTL)은 전원 유실 등의 크래시 상황에서 전체 플래시 영역을 대상으로 복구하는 동작을 하게 되는데, 저장장치의 고용량 화로 인해 그 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 저장장치 용량에 비례하지 않도록 O(1) 크래시 복구 수행 시간을 갖는 O1FTL을 제안한다. 이를 위해 본 연구팀은 기존에 플래시 파일 시스템에서 제안된 작업 영역 기법을 FTL에 적용하고 실제 하드웨어 플랫폼에 구현하였다. 실험 결과, 다양한 용량에 대해 유사한 복구 시간을 달성함을 보였으며, I/O 성능, 수명에 대해서는 대단히 적은 오버헤드를 요구하는 것을 검증하였다.

Hardware Platforms for Flash Memory/NVRAM Software Development

  • Nam, Eyee-Hyun;Choi, Ki-Seok;Choi, Jin-Yong;Min, Hang-Jun;Min, Sang-Lyul
    • Journal of Computing Science and Engineering
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    • 제3권3호
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    • pp.181-194
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    • 2009
  • Flash memory is increasingly being used in a wide range of storage applications because of its low power consumption, low access latency, small form factor, and high shock resistance. However, the current platforms for flash memory software development do not meet the ever-increasing requirements of flash memory applications. This paper presents three different hardware platforms for flash memory/NVRAM (non-volatile RAM) software development that overcome the limitations of the current platforms. The three platforms target different types of host system and provide various features that facilitate the development and verification of flash memory/NVRAM software. In this paper, we also demonstrate the usefulness of the three platforms by implementing three different types of storage system (one for each platform) based on them.