• KIISE Transactions on Computing Practices
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• v.22 no.2
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• pp.95-100
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• 2016

In the current era of big data and cloud computing, the amount of data utilized is increasing, and various systems to process this big data rapidly are being developed. A distributed file system is often used to store the data, and glusterFS is one of popular distributed file systems. As computer technology has advanced, NAND flash SSDs (Solid State Drives), which are high performance storage devices, have become cheaper. For this reason, datacenter operators attempt to use SSDs in their systems. They also try to install glusterFS on SSDs. However, since the glusterFS is designed to use HDDs (Hard Disk Drives), when SSDs are used instead of HDDs, the performance is degraded due to structural problems. The problems include the use of I/O-cache, Read-ahead, and Write-behind Translators. By removing these features that do not fit SSDs which are advantageous for random I/O, we have achieved performance improvements, by up to 255% in the case of 4KB random reads, and by up to 50% in the case of 64KB random reads.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.10b
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• pp.383-387
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• 2007

본 논문은 NAND 플래시 메모리를 기반으로 한 임베디드 시스템에서 예기치 않은 오류에 대해 데이터 일관성 지원하는 파일 시스템을 제안 한다. 플래시 메모리는 하드디스크에 비해 작고, 내구성, 저 전력, 읽기속도 등 많은 부분에서 장점을 지니고 있어 임베디드 기기에 유리하다. 하지만 제자리 덮어쓰기가 되지 않고 추가적인 연산을 통해 지움 연산을 해야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이미지 로그를 사용하여 시스템의 비정상적인 종료를 판단하고 플래시 메모리의 외부 갱신 쓰기 특징을 이용하여 파일 연산 전후 메타데이터의 타입을 다르게 하여 추가적인 로그 쓰기 연산 없이 파일 연산 중 오류를 판단하고 이전의 데이터로 복구론 할 수 있는 파일 시스템을 제안 한다. 또한 빠른 마운트를 지원 하는 파일 시스템에 복구 기법을 추가하고 마운트 시간을 실험 하였다. 실험 결과 정상적인 종료 시 YAFFS에 비해 $76%{\sim}85%$ 마운트 시간을 감소 시켰고 비정상 적인 종료로 인해 오류 복구를 해야 할 때 마운트 시간은 YAFFS에 비해 $40%{\sim}60%$감소 시켰다. 그리고 파일에 대한 연산 시간도 YAFFS 와 차이가 없었다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.401-405
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• 2007

본 논문은 임베디드 시스템에서 효율적인 파일 연산을 위한 메타 데이터의 구조와 파일 연산 최적화 기법을 제안한다. 플래시 메모리는 비휘발성이며 크기가 작고 전력소모도 적으며 내구성이 높아 임베디드 시스템에 널리 사용되고 있다. 하지만 제자리 덮어쓰기 (update-in-place)가 불가능하고 메모리 셀에 대한 초기화 횟수가 제한되어 있으며 바이트 단위의 입출력이 불가능하다. 이러한 하드웨어적 특성 때문에 NAND 플래시 메모리 전용 파일 시스템으로 YAFFS(Yet Another Flash File System)가 개발 되었지만 비효율적인 파일연산 과정의 문제가 존재한다. 본 논문은 YAFFS의 파일 연산을 분석하여 이를 개선시켜 파일 연산 최적화 기법을 제시하고, YAFFS에 적용하여 성능 평가를 한다.

• KIISE Transactions on Computing Practices
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• v.21 no.1
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• pp.52-57
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• 2015

In this paper, we analyze the performance of the TRIM commands on various SSDs and, based on our analysis results, we enhance the performance of these TRIM commands in the Ext4 file system. We observed that the performance of the TRIM commands improves as the size of the LBA-range increases, the sector number is aligned and continuous or more LBA-ranges are notified via a single TRIM command. However, although the performance is better when multiple LBA-ranges are informed by a single TRIM command, the Ext4 file system issues a single TRIM command for every LBA-range. In this paper, we modify the Ext4 file system to convey at most 64 LBA-ranges per TRIM command. Evaluations through Filebench show that the performance of file deletion operations is improved by up to 35%.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.05a
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• pp.387-390
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• 2012

In this paper, we propose a fast booting solution with embedded linux-based smart devices. We have divided the fast boot process into six steps, such as boot loader, kernel, file system, the init-scripts, shared libraries, and applications for an embedded linux-based boot process to improve the fast booting. Improvements for the fast boot are made in the boot loader phase, which is the first phase at power-up, and the init-script that runs the boot loader phase. To improve the fast booting, standby time from the boot loader and unnecessary initialization routine have been removed, and uncompressed kernel image loading as well as optimized copy routine have been applied. Further, a technology that replaces binary scripts in init-script phase and light-weight init process have been utilized to improve the boot.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.44-47
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• 2011

임베디드 시스템에 저장매체로 사용되는 NAND플래시 메모리의 용량이 급격하게 증가하여 부팅 과정에서 파일 시스템을 마운트 하는데 필요한 시간이 점점 길어지고 있다. 특히 갑작스럽게 전원공급이 중단되거나 오류로 인해 비정상적인 종료가 발생하면 복구시간은 더 길어질 수 있으며, 이러한 문제는 실시간 저장 매체로서 활용될 수 있는 플래시 파일 시스템의 가용성을 낮게 하여 신뢰성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 본 논문에서는 플래시 파일 시스템의 가용성을 높이기 위한 빠른 마운트 기법을 제안한다. 제안 기법은 스마트 체크포인팅 알고리즘을 이용하여 체크포인트의 가용성을 높이는 방법이다. 제안된 기법을 NAND 플래시 전용 파일 시스템인 YAFFS2에 구현하였고, 성능 분석 결과 기존의 기법에 비해 쓰기 빈도가 동적인 환경에서 마운트 시간을 최대 30%정도 줄이는 효과가 있었다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.10c
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• pp.140-145
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• 2007

최근에 에너지의 효율성이 좋고 대용량화가 쉬운 낸드 플래시가 센서 노드를 위한 차세대 저장소로 각광을 받고 있다. 현재 대부분의 센서 노드용 파일 시스템은 노어 플래시 기반으로 개발되어 있으며 낸드 플래시에 적용할 수 있는 파일 시스템은 거의 존재하지 않는다. 대용량 낸드 플래시 메모리의 특성을 고려한 새로운 파월 시스템의 구축이 요구되지만, 센서 노드는 오직 4-10 KByte의 매우 작은 크기의 메모리를 지원하므로 효율성이 뛰어난 파일 시스템을 구축하는 것은 매우 어렵다. 본 논문은 1 Kbit의 매우 작은 크기의 EEPROM을 부착하여 이러한 메모리 한계를 극복하였으며 자원의 효율성, 대용량의 지원 및 신뢰성을 고려한 새로운 파일 시스템의 설계에 대하여 논한다. 위치를 유지해야 하는 데이터의 위치저장을 위하여 EEPROM을 사용하며 장기간 데이터를 수집할 때 페이지의 갱신을 최소화 할 수 있는 로그 리스트 기반의 페이지 처리 방법에 대해 제안한다. 이는 획기적으로 페이지 갱신 횟수를 줄임으로써 에너지를 절약하고 보다 긴 시간동안 데이터의 수집을 용이하게 만들며 센서 노드의 수명을 증가시킨다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.16 no.10
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• pp.477-482
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• 2016

This paper presents a new method of parity storing for ECC(error correcting code) in SSD (solid-state drive) and suitable structure of the controller. In general usage of NAND flash memory, we partition a page into data and spare area. ECC parity is stored in the spare area. The method has overhead on area and timing due to access of the page memory discontinuously. This paper proposes a new parity policy storing method that reduces overhead and R(read)/W(write) timing by using whole page area continuously without partitioning. We analyzed overhead and R/W timing. As a result, the proposed parity storing has 13.6% less read access time than the conventional parity policy with 16KB page size. For 4GB video file transfer, it has about a minute less than the conventional parity policy. It will enhance the system performance because the read operation is key function in SSD.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.52 no.9
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• pp.54-62
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• 2015

Although NAND flash-based SSD (Solid-State Drive) provides superior performance in comparison to HDD (Hard Disk Drive), it has a major drawback in write endurance. As a result, the lifetime of SSD is determined by the workload and thus it becomes a big challenge in current technology trend of such as the shifting from SLC (Single Level Cell) to MLC (Multi Level cell) and even TLC (Triple Level Cell). Most previous studies have dealt with wear-leveling or improving SSD lifetime regarding hardware architecture. In this paper, we propose the optimal configuration of host I/O stack focusing on file system, I/O scheduler, and link power management using JEDEC enterprise workloads in terms of WAF (Write Amplification Factor) which represents the efficiency perspective of SSD life time especially for host write processing into flash memory. Experimental analysis shows that the optimum configuration of I/O stack for the perspective of SSD lifetime is MinPower-Dead-XFS which prolongs the lifetime of SSD approximately 2.6 times in comparison with MaxPower-Cfq-Ext4, the best performance combination. Though the performance was reduced by 13%, this contributions demonstrates a considerable aspect of SSD lifetime in relation to I/O stack optimization.