• 정보통신설비학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.115-120
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• 2011

Recently flash memory is widely used in various mobile devices as storage medium. Nonvolatile memory can be divided into two categories: NAND- and NOR-type flash memory. NOR flash memory is mainly used to store instruction codes for operation; while NAND for data storage. However, NAND does show more economical benefits, that is, it is approximately 30~40% cheaper than NOR flash. Therefore it can be useful to improve NAND flash performance by replacing NOR flash with NAND flash combining with various buffer systems.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.47-58
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• 2005

플래시 메모리는 NOR 형과 NAND 형의 플래시 메모리 형태로 구분 할 수 있다. NOR 형태의 플래시 메모리는 빠른 읽기 속도와 Byte I/O 형태를 지원하기 때문에 ROM BIOS 와 같은 코드저장용으로 개발되어 진다. NAND 형태의 플래시 메모리는 NOR 형태의 플래시 메모리 보다 값이 싸고 임베디드 리눅스 시스템의 대용량 처리 장치 등에서와 같이 폭 넓게 사용되고 있다. 본 논문에서는 NAND 형태의 플래시 메모리를 이용하여 시스템의 성능을 저하 시키는 Swapping을 감소시키고, 수행시간을 보장할 수 있는 플래시 메모리 Swapping 알고리즘을 제안하여, 임베디드 시스템을 기반으로 하는 파일시스템을 설계한다. 실험과 플래시 파일 시스템 구현을 통하여 임베디드 시스템에서 요구하는 NAND 형 플래시 파일 시스템의 성능을 개선한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제16권4호
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• pp.535-543
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• 2015

현재 NAND 플래시 메모리기반 저장장치는 NAND 플래시 메모리의 단점을 감추고 장점을 극대화해 나가며 그 활용 영역을 지속적으로 넓혀왔다. 특히, 이러한 저장장치는 NAND 플래시 메모리의 고유한 특성인 "쓰기 전 지우기" 특성을 감추기 위하여 내부적으로 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer)이라 불리는 소프트웨어 계층을 포함하고 있다. 플래시 변환 계층은 호스트로부터 요청된 데이터를 관리하기 위한 메타데이터를 포함하며, 메타데이터는 호스트의 요청들을 처리하기 위해 자주 접근되는 데이터이므로 내부 메모리에 저장되어 관리된다. 따라서 메모리에 저장된 메타데이터는 전원손실이 발생하게 되는 경우 모두 소멸되므로, 메타데이터를 주기적으로 저장하고 초기화 과정을 통해 메타데이터를 메모리에 적재할 수 있는 메타데이터 관리 정책이 필요하다. 따라서 우리는 메타데이터 관리의 핵심 요구사항을 모두 만족하면서 효율적으로 동작하는 메타데이터 관리 정책을 제안하며, 실험을 통해 제안하는 기법의 효율성을 증명하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.1962-1969
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• 2009

과거 20년 동안, 우리는 CPU, 메모리, 네트워크 장비 그리고 하드디스크를 포함한 컴퓨터의 주요 구성 요소에 대하여 눈부신 향상을 보아왔다. 용량 면에서의 굉장한 발전에도 불구하고, 컴퓨터의 구성요소들 중 하드디스크는 처리 시간이 가장 지연되는 장치이고, 가까운 미래에 이러한 문제가 해결될 것이라 예측하기 어렵다. 우리는 NAND 플래시메모리를 이용하여 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 접근 방법을 제시한다. 저장 수단으로서의 플래시 메모리 이용에 대한 연구는 현재 많이 이루어져왔으나, 그러한 연구의 대부분은 모바일이나 내장형 장치에 중점 되어있다. 우리의 연구는 기업 단위의 서버 시스템까지도 아우르는 저장 시스템으로서의 NAND 플래시 메모리를 발전시키는데 목표를 두고 있다. 본 논문은 기존의 저장 시스템 기반의 NAND 플래시 메모리의 단점을 극복하기 위하여 구조적이고 운영 가능한 메커니즘을 제시하고 평가한다.

• 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.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.31-40
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• 2023

Recent advances in flash technologies, such as 3D processing and multileveling schemes, have successfully increased the flash capacity. Unfortunately, these technology advances significantly degrade flash's reliability due to a smaller cell geometry and a finer-grained cell state control. In this paper, we propose an asymmetric BER-aware reliability optimization technique (aBARO), new flash optimization that improves the flash reliability. To this end, we first reveal that bit errors of 3D NAND flash memory are highly skewed among flash cell states. The proposed aBARO exploits the unique per-state error model in flash cell states by selecting the most error-prone flash states and by forming narrow threshold voltage distributions (for the selected states only). Furthermore, aBARO is applied only when the program time (tPROG) gets shorter when a flash cell becomes aging, thereby keeping the program latency of storage systems unchanged. Our experimental results with real 3D MLC and TLC flash devices show that aBARO can effectively improve flash reliability by mitigating a significant number of bit errors. In addition, aBARO can also reduce the read latency by 40%, on average, by suppressing the read retries.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.201-207
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• 2012

Currently, NAND Flash memory has been widely used in consumer storage devices due to its non-volatility, stability, economical feasibility, low power usage, durability, and high density. However, a high capacity of NAND flash memory causes the high power consumption and the low performance. In the convention memory research, a hierarchical filter mechanism can archive an effective performance improvement in terms of the power consumption. In order to attain the best filter structure for NAND flash memory, we selected a direct-mapped filter, a victim filter, a fully associative filter and a 4-way set associative filter for comparison in the performance analysis. According to the results of the simulation, the fully associative filter buffer with a 128byte fetching size can obtain the bet performance compared to another filter structures, and it can reduce the energy*delay product(EDP) by about 93% compared to the conventional NAND Flash memory.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권12호
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• pp.683-695
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• 2007

기존 NAND 플래시 메모리 기반 파일 시스템은 NAND 플래시 메모리 특성의 하나인 마모도로 인하여 삭제 횟수를 고려해야 하므로 특정 영역을 지속적으로 필요로 하는 정보는 파일 시스템에 저장될 수 없다. 이로 인하여 대부분의 NAND 플래시 메모리 파일 시스템은 마운트될 때 플래시 메모리 전체를 스캔하여 파일 시스템 구조를 파악한다. 따라서 마운트 시간은 NAND 플래시 메모리 크기에 따라 선형적으로 증가할 뿐만 아니라 NAND 플래시 메모리의 사용 형태에 따라 매우 달라 질 수 있다. 또한, NAND 플래시 메모리를 저장 장치로 많이 사용하는 모바일 기기는 특성상 안정적인 전원 공급을 보장받지 못하기 때문에 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 안정성 확보를 위한 대책이 요구 된다. 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 전용 파일 시스템의 마운트 시간을 향상시키고, 예기치 않은 정전과 같은 상황이 발생하여도 파일 시스템이 오동작하지 않고, 일관성 있게 복구가 가능하도록 설계하고 구현하였다. 구현된 파일 시스템은 기존의 NAND 플래시 메모리 기반 파일 시스템인 JFFS2에 비해 최대 19배, YAFFS와는 2배 정도 향상된 마운트 성능을 보였으며, 안정성 측면에서도 좋은 안정성을 가진 JFFS2와 같은 성능을 보였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제7권4호
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• pp.9-14
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• 2021

고신뢰성을 요구하는 컴퓨팅 시스템에서 저장장치의 수명예측방법은 데이터 보호뿐만 아니라 활용성을 극대화 할 수 있기 때문에 시스템 관리하기 위한 중요한 요소 중 한 가지이다. 최근 여러 저장시스템에서 저장장치로 사용되고 있는 SSD(Solid State Drive)의 수명은 이를 구성하고 있는 낸드 플래시 메모리의 수명이 실질적인 수명과 연결된다. 따라서 SSD를 이용하여 구성한 저장시스템에서는 낸드 플래시 메모리의 수명을 정확하고 효율적으로 예측하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 낸드 플래시 메모리 불량 발생빈도를 이용하여 플래시 메모리 기반 저장장치의 수명 예측을 최적화할수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해 DWPD(Drive Writes Per Day) 단위로 데이터를 처리할 때 발생하는 불량 발생빈도를 수집하기 위한 비용 매트릭스(Cost Metrix)를 설계한다. 그리고 경사하강법(Gradient Descent)을 이용하여 수명의 마감이 발생하는 경사도까지 남은 비용을 예측하는 방법을 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 임의의 불량이 발생했을 때 제안하는 방법을 통한 수명예측의 우수성을 증명했다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.1-10
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• 2016

Magnetic disks have been used for decades in auxiliary storage devices of computer systems. In recent years, the use of NAND flash memory, which is called SSD, is increased as auxiliary storage devices. However, NAND flash memory, unlike traditional magnetic disks, necessarily performs the erase operation before the write operation in order to overwrite data and this leads to degrade the system lifetime and performance of overall NAND flash memory system. Moreover, NAND flash memory has the lower endurance, compared to traditional magnetic disks. To overcome this problem, this paper proposes EPET (Enhanced Prediction and Elapsed Time) wear leveling technique, which is especially efficient to portable devices. EPET wear leveling uses the advantage of PET (Prediction of Elapsed Time) wear leveling and solves long-term system failure time problem. Moreover, EPET wear leveling further improves space efficiency. In our experiments, EPET wear leveling prolonged the first bad time up to 328.9% and prolonged the system lifetime up to 305.9%, compared to other techniques.