• 대한임베디드공학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.125-134
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• 2016

NAND flash memory has unique characteristics like as 'out-place-update' and limited lifetime compared with traditional storage systems. According to out-of-place update scheme, a number of invalid (or called dead) pages can be generated. In this case, garbage collection is needed to reclaim invalid pages. Because garbage collection results in not only erase operations but also copy operations of valid (or called live) pages to other blocks, many garbage collection techniques have proposed to reduce the overhead and to increase the lifetime of NAND Flash systems. This techniques sometimes select victim blocks including cold data for the wear leveling. However, most of them overlook the cost of selecting victim blocks including cold data. In this paper, we propose a garbage collection technique named CAPi (Cost Age with Proportion of invalid pages). Considering the additional overhead of what to select victim blocks including cold data, CAPi improves the response time in garbage collection and increase the lifetime in memory systems. Additionally, the proposed scheme also improves the efficiency of garbage collection by separating cold data from hot data in valid pages. In experimental evaluation, we showed that CAPi yields up to, at maximum, 73% improvement in lifetime compared with existing garbage collections.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권3_4호
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• pp.204-212
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• 2004

분산 시스템에서는 단일 시스템보다 높은 결함 발생 확률을 가지기에 기존의 맡은 연구에서는 분산 시스템에서 결함 발생에 대한 맡은 결함 포용 기법들이 연구되어 왔다. 하지만 저장된 결함 포용 정보의 증가에 따른 저장 공간의 부족으로 인해 전체 시스템 성능의 저하를 가져오게 하였다. 시스템 성능의 저하를 막기 위하여 불필요한 결함 포용 정보의 삭제가 필요하게 되었고 이 논문에서는 결함 포용 정보의 쓰레기 처리를 위한 방법을 제안한다. 이에 본 논문에서는 결함 포용 정보의 쓰레기 처리를 담당하는 쓰레기 처리 에이전트, 결함 포용 정보를 유지 관리하는 정보 에이전트, 그리고 전체 에이전트간의 통신 기능을 담당하는 조정 에이전트를 정의 및 설계하고, 쓰레기 처리 에이전트를 이용한 쓰레기 처리 알고리즘을 제안한다. 복귀회복 기법은 독립 검사점(independent checkpoint)기법과 송신자 기반 비관적 매시지 로깅(sender based pessimistic message logging)기법을 사용한다. 제안된 쓰레기 처리 기법에서의 쓰레기 처리, 정보, 조정 에이전트는 프로세스와 동시에 생성되며 정보 에이전트에 프로세스에서 발생하는 검사점과 비결정적인 사건들에 대한 로깅 정보들을 영역 지식으로 구축한다. 그리고 쓰레기 처리 에이전트는 쓰레기 처리 시점을 선정하고 정보 에이전트와 조정에이전트의 협력을 통하여 영역 지식에 구축된 불필요한 결함 포용 정보의 쓰레기 처리를 한다. 제안한 에이전트를 이용한 쓰레기 처리기법의 타당성 증명을 위하여 결함을 발생시켜 복귀 회복 후 쓰레기 처리를 하는 시스템과 하지 않는 시스템의 영역지식을 비교하여 같은 결과를 같는지의 여부를 검사한다

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제29권12호
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• pp.957-965
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• 2002

CLDC는 가비지 콜렉션을 위해, 가비지 콜렉션이 필요한 시점에 모든 작업을 수행하는 스탑더 월드 가비지 콜렉션 알고리즘을 일반적으로 사용한다. 이 방법은 길고 예측할 수 없는 지연시간으로 인하여 대화형 자바 임베디드 시스템에서는 부적당하다. 본 논문에서는 평균 지연시간을 줄이고 대화형 환경을 지원하는 가비지 콜렉션 알고리즘을 제안한다. 가비지 콜렉터는 객체의 크기에 따라 할당 위치를 결정하는 할당기와 점진적 마크-회수 알고리즘을 사용하는 콜렉터로 구성된다. 가비지 콜렉터는 스레드 스케줄링 정책에 따라 주기적으로 호출되며, 할당기는 콜렉션 주기 동안 마크된 상태의 객체를 할당한다. 또한 콜렉션 주기의 마지막에 비트 패턴의 의미를 교환하는 칼라토글방식을 사용한다. 제안한 가비지 콜렉터와 스탑더월드 마크-회수 가비지 콜렉터의 성능을 비교하였으며, 이 비교 실험을 통해 평균 지연시간은 감소하고, 균일하고 낮은 응답시간을 제공함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.241-245
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• 2008

비휘발성 속성을 가지면서 램의 특성을 동시에 제공하는 비휘발성 램의 효과적인 활용을 목적으로, 모든 메타데이타를 비휘발성 램에서 관리하고 파일데이타만 낸드플래시에서 관리하는 MiNV(Metadata in NVram) 파일시스템이 이미 제안된 바 있다. 본 연구에서는 MiNV 파일시스템에서 가비지 컬렉션 수행에 대한 효율성을 실험적으로 분석하고, 가비지 컬렉션의 효율성이 전체 파일시스템 성능에 미치는 영향에 대해서 살펴본다. MiNV 파일시스템은 동일한 가비지 컬렉션 기법을 적용하더라도 YAFFS보다 더 효율적으로 가비지 컬렉션을 수행한다. 성능 평가 결과에서 MiNV 파일시스템은 전체 낸드플래시에서 가용한 블록의 개수가 부족할 때 발생하는 공격적인 가비지 컬렉션의 발생 빈도를 줄임과 동시에 공격적인 가비지 컬렉션 수행 시점을 늦춤을 확인하였다. 이와 더불어, 실험 결과는 이러한 가비지 컬렉션에 대한 효율성이 파일시스템의 성능향상에 기여함을 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권5호
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• pp.322-330
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• 2009

제자리 덮어쓰기가 불가능하고 블록의 지움 횟수가 제한되는 낸드 플래시 메모리를 저장매체로 사용하기 위해서 지움 횟수 평준화를 지원하는 다양한 가비지 컬렉션 정책들이 연구되고 있다. 기존정책들은 지움 횟수 평준화를 지원하기 위해 가비지 컬렉션이 수행될 때마다 전체 블록에 대해 지움 대상블록을 선정하기 위한 클리닉 지표를 구하는 연산을 수행하여야 하고 이 연산들은 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서 제안하는 가비지 컬렉션 정책은 지움 횟수의 분산(variance)과 블록들의 최대 지움횟수에 따라 변경되는 임계값을 이용하여 전체 블록에 대한 클리닉 지표를 구하는 연산을 수행하지 않으면서 지움 횟수 평준화를 제공한다. 가비지 컬렉션 시 분산이 임계값 보다 작을 때는 Greedy 정책을 이용하여 지움 비용을 최소화하고, 분산이 임계값 보다 클 때는 최대 지움 횟수를 가진 블록을 지움 대상에서 제외하여 지움 횟수를 평준화한다. 본 논문에서 제안하는 방법으로 가비지 컬렉션을 수행하였을 때, 블록들의 지움 횟수가 지움 횟수 상한에 가까워질수록 블록들의 지움 횟수 표준 편차가 0에 근접하며, 기존의 지움 횟수 평준화를 지원하는 알고리즘과 비교하여 두 배 이상 빠른 가비지 컬렉션 속도를 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권3호
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• pp.161-171
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• 2010

임베디드 시스템이 모놀리식(monolithic) 커널을 사용하면서, NAND 플래시 메모리는 가상 메모리 시스템의 스왑(swap) 공간을 위해 사용되고 있다. 플래시 메모리는 저전력 소비, 충격 내구성, 비 휘발성의 장점을 가지지만, '쓰기 전 삭제'의 특징 때문에 가비지 컬렉션(GC) 작업이 필요하다. GC 기법의 효율성은 플래시 메모리 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 플래시 메모리를 기반으로 하는 가상 메모리 시스템에서 메인 메모리와 플래시 메모리 사이에 중복된 데이터를 활용한 새로운 GC 기법을 제안한다. 제안된 기법은 GC 부하를 최소화하기 위해 데이터의 지역성을 고려한다. 실험 결과는 제안된 GC 기법이 이전의 기법과 비교하여 평균적으로 37%의 성능을 향상시킴을 보여준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.1-9
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• 2019

This paper presents three potential risks in an environment that simultaneously performs the garbage collection and wear leveling in NAND flash memory. These risks may not only disturb the lifespan improvement of NAND flash memory, but also impose an additional overhead of page migrations. In this paper, we analyze the interference of garbage collection and wear leveling and we also provide two theoretical considerations for lifespan prolongation of NAND flash memory. To prove two solutions of three risks, we construct a simulation, based on DiskSim 4.0 and confirm realistic impacts of three risks in NAND flash memory. In experimental results, we found negative impacts of three risks and confirmed the necessity for a coordinator module between garbage collection and wear leveling for reducing the overhead and prolonging the lifespan of NAND flash memory.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.45-53
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• 2017

사물인터넷(Internet of Things:IoT) 기술은 인터넷에 연결된 기기들이 사람의 도움 없이 새로 정보를 주고받으며, 사람들에게 유용한 서비스를 제공해준다. 현재 각 구역마다 이루어지고 있는 쓰레기 수거는 쓰레기 수거차가 정기적으로 순환하여 쓰레기를 수거한다. 이런 경우, 어떤 구역에는 수거차 적재량의 반도 안차는 경우가 발생 할 수 있고, 또 다른 구역에서는 수거차 적재량보다 초과되어 모든 쓰레기를 한 번에 수거하지 못하는 경우도 발생한다. 본 논문에서는 수거용 쓰레기 배출량을 예측할 수 있는 방법에 대해 연구하였으며, 이를 실현한 제품 및 관리 시스템의 개발내용에 대해 기술한다. 쓰레기 부피 예측은 IoT기술을 활용하여 쓰레기 부피를 실시간 측정 할 수 있도록 하였으며, 이 값을 대시보드를 통해 가시적으로 보여줌으로써 구역별 쓰레기 발생량을 예측하고 관리 할 수 있도록 하였다. 이를 통해 IoT기술이 거리의 위생을 지키는데 도움을 줄 수 있게 될 것이다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.1710-1717
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• 2009

Flash memory has become the most important storage media in mobile devices along with its attractive features such as low power consumption, small size, light weight, and shock resistance. However, a flash memory can not be written before erased because of its erase-before-write characteristic, which lead to some garbage collection when there is not enough space to use. In this paper, we propose a novel garbage collection scheme, called block-level buffer garbage collection. When it is need to do merge operation during garbage collection, the proposed scheme does not merge the data block and corresponding log block but also search the block-level buffer to find the corresponding block which will be written to flash memory in the next future, and then decide whether merge it in advance or not. Our experimental results show that the proposed technique improves the flash performance up to 4.6% by reducing the unnecessary block erase numbers and page copy numbers.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권6호
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• pp.331-339
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• 2002

이 논문은 동기적 검사점 기법에서 결한 포용을 목적으로 불안전 저장 장치(volatile storage)에 저장되는 메시지 로그와 안전 저장 장치에 저장되는 검사점의 쓰레기 처리 기법을 제안한다. 기존의 동기적 검사점 기법을 기반으로 한 결함 포용 정보 쓰레기 처리 기법은 가장 최근의 검사점을 제외한 모든 결함 정보를 쓰레기 처리하였다. 하지만 TCP/IP와 같은 신뢰적 통신 기법을 기반으로 한 동기적 검사점 기법이 가장 최근의 검사점만을 복귀 회복 기법에서 사용한다면, 손실 메시지(lost message)로 인한 불필요한 복귀(sympathetic rollback)가 발생된다. 이 논문은 동기적 검사점 기법에서 손실 메시지로 인한 불필요한 복귀 문제를 해결하기 위해 각 프로세스가 동기화된 가장 최근의 검사정의에 검사점이나 메시지 로그를 유지해야 한다는 것을 보였다. 또한 손실 메시지로 인한 불필요한 복귀 문제의 해결을 위해 관리되어야 하는 검사점이나 메시지 로그가 쓰레기 처리되어지기 위해 필요한 조건을 새롭게 정의하며, 이 정의를 기반으로 한 검사정과 메시지 로그의 쓰레기 처리 알고리즘을 제안한다. 제시된 조건을 기반으로 한 검사점과 메시지 로그의 쓰레기 처리는 송수신 메시지에 부가된 손실 메시지 관련 프로세스 정보를 이용하므로 쓰레기 처리를 위한 부가적인 메시지를 발생시키지 않는다. 제안된 기법은 손실 메시지 관련 정보가 부가된 메시지가 송수신되기 전까지 쓰레기 처리가 지연되는 '지연 쓰레기 처리 현상(lazy garbage collection)'을 발생시킨다. 하지만 '지연 쓰레기 처리 현상'은 분산 시스템의 일관성을 위배하지 않는다.