• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2021.07a
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• pp.1-2
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• 2021

3D NAND 플래시 메모리는 플래너(2D) NAND 셀을 적층하는 방식으로 단위 면적당 고용량을 제공한다. 하지만 적층 공정의 특성상 각 레이어별 또는 셀 위치에 따라 오류 발생 빈도가 달라질 수 있는 문제가 있다. 이와 같은 현상은 플래시 메모리의 쓰기/지우기(P/E) 횟수가 증가할 수록 두드러진다. SSD와 같은 대부분의 플래시 기반 저장장치는 오류 교정을 위하여 ECC를 사용한다. 이 방법은 모든 플래시 메모리 페이지에 대하여 고정된 보호 강도를 제공하므로 물리적 위치에 따라 에러 발생률이 각기 다르게 나타나는 3D NAND 플래시 메모리에서는 한계를 보인다. 따라서 본 논문에서는 오류 발생률 차이를 보이는 페이지와 레이어를 분류하여 각 영역별로 차별화된 보호강도를 적용한다. 우리는 페이지와 레이어별로 오류 발생률이 현저하게 달라지는 3K P/E 사이클에서 측정된 오류율을 바탕으로 페이지와 레이어를 분류하고 오류에 취약한 영역에 대해서는 패리티 데이터를 추가하여 차별화된 보호 강도를 제공한다. 오류 발생 횟수에 따른 영역 구분을 위하여 K-Means 머신러닝 알고리즘을 사용한다. 우리는 이와 같은 차별화된 보호정책이 3D NAND 플래시 메모리의 신뢰성과 수명향상에 기여할 수 있는 가능성을 보인다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.15 no.1
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• pp.14-20
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• 2009

Recently, NAND flash memory is used not only for portable devices, but also for personal computers and server computers. Buffer cache replacement policies for the hard disks such as LRU and LFU are not good for NAND flash memories because they do not consider about the characteristics of NAND flash memory. CFLRU and its variants, CFLRU/C, CFLRU/E and DL-CFLRU/E(CFLRUs) are the buffer cache replacement policies considered about the characteristics of NAND flash memories, but their performances are not better than those of LRD. In this paper, we propose a new buffer cache replacement policy for NAND flash memory. Which is based on LFU and is taking into account the characteristics of NAND flash memory. And we estimate the performance of hit ratio and flush operation numbers. The proposed policy shows better hit ratio and the number of flush operation than any other policies.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.32 no.4
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• pp.177-185
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• 2005

NAND-type flash memory is becoming increasingly popular as a large data storage for mobile computing devices. Since flash memory is an order of magnitude more expensive than magnetic disks, data compression can be effectively used in managing flash memory based storage systems. However, compressed data management in NAND-type flash memory is challenging because it supports only page-based I/Os. For example, when the size of compressed data is smaller than the page size. internal fragmentation occurs and this degrades the effectiveness of compression seriously. In this paper, we present an efficient flash compression layer (FCL) for NAND-type flash memory which stores several small compressed pages into one physical page by using a write buffer Based on prototype implementation and simulation studies, we show that the proposed scheme offers the storage of flash memory more than $140\%$ of its original size and expands the write bandwidth significantly.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.3
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• pp.710-716
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• 2008

This paper covers the performance evaluation of two flash memory-based file storages, NAND and NOR, which are the major flash types. To evaluate their performances, we set up separate file storages for the two types of flash memories on a PocketPC-based experimental platform. Using the platform, we measured and compared the I/O throughputs in terms of buffer size, amount of used space, and kernel-level write caching. According to the results from our experiments, the overall performance of the NAND-based storage is higher than that of NOR by up to 4.8 and 5.7 times in write and read throughputs, respectively. The experimental results show the relative strengths and weaknesses of the two schemes and provide insights which we believe assist in the design of flash memory-based file storages.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06a
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• pp.151-153
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• 2006

본 논문은 NAND 플래시 메모리를 기반으로 한 임베디드 시스템에서 빠른 부팅을 지원하는 파일 시스템을 제안한다. 플래시 메모리는 비휘발성이며 기존의 하드디스크와 같은 자기 매체에 비해서 크기가 작고 전력소모도 적으며 내구성이 높은 장점을 지니고 있다. 그러나 제자리 덮어쓰기가 불가능하고 지움 연산단위가 쓰기 연산 단위보다 크다. 또한 지움 연산 획수가 제한되는 단점이 있다. 이러한 특성 때문에 기존의 파일 시스템들은 갱신 연산 발생 시, 갱신된 데이터를 다른 위치에 기록한다. 따라서 마운팅 시, 최신의 데이터를 얻기 위해 전체 플래시 메모리 공간을 읽어야만 한다. 이러한 파일 시스템의 마운팅 과정은 전체 시스템의 부팅 시간을 지연시킨다. 본 논문은 임베디드 시스템에서 빠른 부팅을 제공할 수 있는 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 구조를 제안한다. 제안된 시스템은 플래시 메모리 이미지 정보와 메타 데이터 블록만을 읽어 파일 시스템을 구축한다. 메타 데이터가 데이터 위치를 포함하기 때문에 마운팅 시, 전체 플래시 메모리 영역을 읽을 필요가 없으며 파일 데이터 위치 저장을 위한 별도의 자료 구조를 RAM 상에 유지할 필요가 없다. 실험 결과, YAFFS에 비해 $76%{\sim}85%$ 마운팅 시간은 감소시켰다. 또한 YAFFS에 비해 $64%{\sim}75%$ RAM 사용량을 감소시켰다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06c
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• pp.88-91
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• 2011

NAND 플래시 메모리는 저전력과 빠른 접근 속도의 특징 때문에 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 특히 플래시 메모리로 만들어진 SSD(solid state disk)는 인터페이스가 기존의 하드디스크와 동일하고 대용량화 되고 있기 때문에 가까운 미래에 다양한 저장시스템의 저장장치로 사용될 것으로 예상된다. 그러나 NAND 플래시메모리 기반 저장장치는 쓰기 전 소거 구조와 같은 독특한 하드웨어 특징을 가지고 있기 때문에 특정 지역에 반복적인 쓰기 요청을 발생하는 B트리를 구축하는 것은 심각한 성능저하를 야기 할 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 버퍼를 이용하여 B트리 구축 성능을 개선한 방법들이 제안되었다. 그러나 이러한 기법들은 갑작스러운 전원 차단 시 버퍼에 유지하고 있던 데이터를 모두 유실하기 때문에 고장회복을 위한 추가적인 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 버퍼를 이용한 방법 중 IBSF기법을 기반으로 NAND 플래시 메모리 기반 저장장치에서 고성능의B트리 구축 방법뿐만 아니라 전원 차단시 효율적인 고장회복을 할 수 있는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 B트리 변경시 변경 된 정보를 로그에 저장하여 관리한다. 또한 루트노드가 변경될 때 검사점(checkpoint)을 수행한다. 마지막으로 다양한 실험을 통하여 본 논문의 고장회복 성능을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06a
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• pp.154-156
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• 2006

플래시 메모리는 다양한 임베디드 시스템에서의 사용 빈도가 높으며, 특히 소형 정보기기의 보조기억장치로 빈번히 쓰이고 있으며, 이동형 정보기기의 경우 배터리를 사용하고 이동성이 중시되기 때문에 사용 중 전력 중단이나 외부의 충격, 환경에 많은 영향을 받게 된다. 플래시 메모리의 효율적인 오류관리를 위해서는 파일 시스템의 사용이 필요한데, 오류 발생시에 빠른 마운팅과 복구는 필수적인 요소가 된다. 본 논문에서는 기존의 JFFS(1)의 다른 NAND 플래시 파일 시스템에 적합한 구조를 설명하고, 실험을 통해 성능을 평가함으로써 NAND 플래시 메모리에 적용하기에 적합한 저널링 방범을 제안한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.8
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• pp.1962-1969
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• 2009

During past 20 years we have witnessed brilliant advances in major components of computer system, including CPU, memory, network device and HDD. Among these components, in spite of its tremendous advance in capacity, the HDD is the most performance dragging device until now and there is little affirmative forecasting that this problem will be resolved in the near future. We present a new approach to solve this problem using the NAND Flash memory. Researches utilizing Flash memory as storage medium are abundant these days, but almost all of them are targeted to mobile or embedded devices. Our research aims to develop the NAND Flash memory based storage system enough even for enterprise level server systems. This paper present structural and operational mechanism to overcome the weaknesses of existing NAND Flash memory based storage system, and its evaluation.

• The KIPS Transactions:PartD
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• v.16D no.6
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• pp.825-834
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• 2009

최근에 낸드 플래시 메모리는 빠른 접근속도, 저 전력 소모, 높은 내구성 등의 특성으로 인하여 차세대 대용량 저장 매체로 각광 받고 있다. 그러나 디스크 기반의 저장 장치와는 달리 비대칭적인 읽기, 쓰기, 소거 연산의 처리 속도를 가지고 있고 제자리 갱신이 불가능한 특성을 가지고 있다. 따라서 디스크 기반 시스템의 버퍼 교체 정책은 플래시 메모리 기반의 시스템에서 좋은 성능을 보이지 않을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 플래시 메모리의 특성을 고려한 새로운 플래시 메모리 기반의 버퍼 교체 정책이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 디스크 기반의 저장 장치에서 우수한 성능을 보인 CLOCK-Pro를 낸드 플래시 메모리의 특성을 고려하여 개선한 CLOCK-NAND를 제안한다. CLOCK-NAND는 CLOCK-Pro의 알고리즘에 기반하며, 추가적으로 페이지 접근 정보를 효율적으로 활용하기 위한 새로운 핫 페이지 변경을 한다. 또한, 더티인 핫 페이지에 대해 콜드 변경 지연 정책을 사용하여 쓰기 연산을 지연하며, 이러한 새로운 정책들로 인하여 낸드 플래시 메모리에서 쓰기 연산 횟수를 효율적으로 줄이는 우수한 성능을 보인다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.35 no.11
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• pp.497-508
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• 2008

Mobile Multimedia File System, MNFS, is a file system which extensively exploits NAND FLASH Memory, Since general Flash file systems does not precisely meet the criteria of mobile devices such as MP3 Player, PMP, Digital Camcorder, MNFS is designed to guarantee the optimal performance of FLASH Memory file system. Among many features MNFS provides, there are three distinguishable characteristics. MNFS guarantees, first, constant response time in sequential write requests of the file system, second, fast file system mounting time, and lastly least memory footprint. MNFS implements four schemes to provide such features, Hybrid mapping scheme to map file system metadata and user data, manipulation of user data allocation to fit allocation unit of file data into allocation unit of NAND FLASH Memory, iBAT (in core only Block Allocation Table) to minimize the metadata, and bottom-up representation of directory. Prototype implementation of MNFS was tested and measured its performance on ARM9 processor and 1Gbit NAND FLASH Memory environment. Its performance was compared with YAFFS, NAND FLASH File system, and FAT file system which use FTL. This enables to observe constant request time for sequential write request. It shows 30 times faster mounting time to YAFFS, and reduces 95% of HEAP memory consumption compared to YAFFS.