• 정보처리학회논문지D
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• 제18D권3호
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• pp.157-168
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• 2011

최근 플래시 메모리 및 SSD가 노트북이나 PC의 저장장치로 사용되는 것뿐 아니라, 기업용 서버의 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 대용량의 데이터를 처리하는 데이터베이스에서는 삽입, 삭제, 검색을 빠르게 하기 위해 다양한 색인 기법을 사용하는데 그 중B-트리 구조가 대표적인 기법이다. 하지만 플래시 메모리 상에서는 하드디스크와 달리 덮어쓰기(overwrite) 연산을 수행하기 위해서는 먼저 해당 블록(block)에 대하여 플래시 메모리의 연산 중 가장 비용이 많이 요구되는 삭제(erase) 연산을 수행 해야만 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 플래시 메모리 사이에 위치하는 플래시 변환 계층(Flash memory Translation Layer)을 사용한다. 이 플래시 변환 계층은 수정한 데이터를 동일한 논리 주소에 덮어쓰기를 하더라도 실제로 임의의 다른 물리 주소에 저장하도록 하여 이 문제를 해결할 수 있다. NAND 플래시 메모리를 배열 형태로 포함하고 있는 SSD는 한 개 이상의 플래시 메모리 패키지를 병렬로 접근할 수 있다. 이러한 병렬 접근 방식을 사용하여 쓰기 연산 성능을 향상하기 위해서는 연속한 논리 주소에 쓰기 연산을 요청하는 것이 유리하다. 하지만 B-트리는 구성 노드에 대한 삽입 삭제 연산 시에 대부분 연속되지 않은 논리 주소 공간에 대한 갱신 연산이 일어나게 된다. 따라서 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 없게 된다. 본 논문에서는 수정한 노드를 연속한 논리 주소에 쓰도록 하는 AS B-트리 구조를 제안하여 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 있도록 하였다. 구현 및 실험한 결과 AS B-트리에서의 삽입 시간이 B-트리보다 21% 개선된 것을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1299-1306
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• 2023

본 논문에서는 플래시 기반 대용량 저장매체를 활용하는 비지정 문화재의 관리와 실시간 도난 추적을 위한 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 IoT 기술을 활용하여 문화재의 관리 및 도난 추적을 위한 문화재 관리장치, 플래시 기반 서버 및 관제 서비스로 구성된다. 하지만 플래시 기반 저장매체는 제한된 수명을 가지므로 이를 보완하기 위한 방안이 반드시 필요하다. 따라서 본 논문에서는 대용량 플래시 기반 저장매체에 내장된 디스크 버퍼를 활용하여 단점을 극복한 시스템을 제안하며 다양한 환경의 워크로드를 통하여 디스크 버퍼 관리 정책의 성능평가를 진행하였다. 실험결과로 CLOCK와 FCFS에 비하여 LRU 정책이 10.7% 적은 플래시 기반 저장매체 쓰기 횟수를 보였다.

• 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.143-148
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• 2017

최근 스마트폰, 디지털 카메라, 자동차 블랙박스와 같은 소형 전자기기들의 저장장치로써 가볍고 외부 충격에 강한 비휘발성 메모리인 플래시 메모리가 널리 이용되고 있다. 플래시 메모리는 읽기연산과 쓰기연산의 연산 속도가 다르며, 덮어쓰기가 불가능한 특징을 가지고 있기 때문에 삭제연산을 추가하여 이러한 문제점을 해결한다. 또한, 플래시 메모리의 삭제횟수가 제한적이기 때문에 마모도 평준화를 고려해야 한다. 최근 플래시 메모리의 이러한 특성을 고려한 플래시 메모리 기반 버퍼 교체 알고리즘에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 따라서, 본 논문은 기존 플래시 메모리 기반 버퍼 교체 알고리즘의 문제점을 해결하기 위해 페이지를 그룹으로 나누어 관리하며 교체 대상 페이지 선정 시 참조 횟수와 참조 시간을 함께 고려하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권3호
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• pp.81-86
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• 2023

플래시 메모리 기반 저장장치인 SSD(solid state disk)는 높은 집적도와 빠른 데이터 처리가 가능한 장점을 가지고 있다. 따라서 급격하게 증가하고 있는 빅데이터를 관리하는 고용량 데이터 저장 시스템의 저장장치로 활용되고 있다. 그러나 저장 미디어인 플래시 메모리에 일정 횟수 이상 반복해서 쓰기/지우기 동작을 반복하면 셀이 마모되어 사용하지 못하는 물리적 한계가 있다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 불량률을 줄이고 수명을 연장하기 위해 불량이 발생한 다중 비트 셀을 단일 비트 셀로 변환하여 사용하는 방법을 제안한다. 제안하는 아이디어는 물리적 특징이 다르지만 동일하게 불량으로 처리되고 있는 다중 비트 셀과 단일 비트 셀의 불량 및 처리 방법을 구분하였다. 그리고 불량이 예상되는 다중 비트 셀을 단일 비트 셀로 변환하여 불량률을 개선하고 전체적인 수명을 연장하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 SSD의 증가한 수명을 측정하여 제안하는 아이디어의 효과를 증명하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.1-8
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• 2019

In this paper, we propose a performance isolation of shared space for virtualized SSD based storage systems, to solve the weakness in a VSSD framework. The proposed scheme adopts a CFQ scheduler and a shared space-based FTL for the fairness and the performance isolation for multiple users on virtualized SSD based storage systems. Using the CFQ scheduler, we ensure SLOs for the storage systems such as a service time, a allocated space, and a IO latency for users on the virtualized storage systems. In addition, to improve a throughput and reduce a computational latency for garbage collection, a shared space-based FTL is adopted to maintain the information of SLOs for users and it manages shared spaces among the users. In our experiments, the proposal improved the throughput of garbage collection by 7.11%, on average, and reduced the computational latency for garbage collection by 9.63% on average, compared to the previous work.

• 디지털융복합연구
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• 제20권5호
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• pp.593-598
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• 2022

최근 데이터의 생산량은 폭발적인 증가를 이루어왔고, 빅데이터를 안전하고 빠르게 저장하기 위한 대용량 저장 시스템이 다양하게 발전하고 있다. 저장시스템의 대표적인 구성은 빠른 데이터 처리속도를 가지고 있는 SSD를 신뢰성 높은 데이터 유지 보수가 가능한 RAID 그룹으로 사용하는 것이다. 그러나 SSD를 구성하는 낸드 플래시 메모리는 특정 횟수 이상 쓰기를 반복할 경우 열화가 발생하는 특징이 있기 때문에 RAID 그룹의 여러 SSD에서 동시에 불량이 발생할 가능성을 증가시킬 수 있다. 그리고 이러한 동시성 불량은 데이터를 복구할 수 없는 심각한 신뢰성의 문제를 초래할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 RAID 그룹 내에서 각 SSD가 차등으로 수명 마감이 유도되도록 IO를 조절하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 SMART를 활용하여 각 SSD의 상태와 사용된 데이터 패턴에 따라 할당되는 IO 횟수를 단계별로 조절한다. 그리고 이 방법은 SSD의 차등 수명마감을 유도하기 때문에 RAID에서 대량의 동시성 불량이 발생하는 것을 방지하는 장점이 있다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제11권2호
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• pp.85-91
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• 2012

In this paper, the large data processing and suitable FAT32 file system for industrial system using a PLC and CF memory was implemented. Most of PLC can't save the large data in user data memory. So it's required to the external devices of CF memory or NAND flash memory. The CF memory is used in order to save the large data of PLC system. The file system using the CF memory is NTFS, FAT, and FAT32 system to configure in various ways. Typically, the file system which is widely used in industrial data storage has been implemented as modified FAT32. The conventional FAT 32 file system was not possible for multiple writing and high speed data accessing. The proposed file system was implemented by the large data processing module can be handled that the files are copied at the 40 bytes for 1msec speed logging and creating 8 files at the same time. In a sudden power failure, high reliability was obtained that the problem was solved using a power fail monitor and the non-volatile random-access memory (NVSRAM). The implemented large data processing system was applied the modified file system as FAT32 and the good performance and high reliability was showed.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권4호
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• pp.183-186
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• 2015

This research investigates the impact of charge spreading on the data retention of three-dimensional (3D) silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) flash memory where the charge trapping layer is shared along the cell string. In order to do so, this study conducts an electrical analysis of the planar SONOS test pattern where the silicon nitride charge storage layer is not isolated but extends beyond the gate electrode. Experimental results from the test pattern show larger retention loss in the devices with extended storage layers compared to isolated devices. This retention degradation is thought to be the result of an additional charge spreading through the extended silicon nitride layer along the width of the memory cell, which should be improved for the successful 3-D application of SONOS flash devices.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권3호
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• pp.47-52
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• 2017

본 연구에서는 멀티 레벨 플래쉬 메모리 셀의 프로그램 포화영역에서 트랩된 전하 손실 효과에 의한 데이터 보유 특성에 대한 연구를 진행하였다. Incremental Step Pulse Programming(ISPP) 방식에 의한 전압 인가 시 셀의 문턱 전압은 선형적으로 증가하다 일정 수준 이상의 전압에 도달하면 더 이상 증가 하지 않는 현상을 문턱 전압 포화 현상이라고 한다. 이는 프로그램 시 플로팅 게이트에 축적된 전하가 Inter-Poly Dielectric(IPD) 층을 통해 컨트롤 게이트로 빠져 나가는 것에 원인이 있다. 본 연구는 열적 스트레스에 의한 문턱 전압의 보유 특성이 선형 영역에서보다 포화 영역에서 심각하게 저하되는 현상의 원인규명에 대한 연구이다. 이를 평가하기 위해 프로그램 후 데이터 보유(data retention) 특성 평가 및 반복 읽기 측정을 진행하였다. 또한 여러 가지 측정 패턴을 이용한 측정 조건 분리 실험을 통해 검증하였다. 그 결과 포화 영역에서의 문턱 전압 저하 특성의 원인은 포화 시 가해진 높은 전압에 의해 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 사이의 인터 폴리 절연막 IPD 층의 질화막에 트랩된 전자의 손실 효과인 것으로 나타났다. IPD 층의 질화막에 전하 트랩 현상이 발생하고 열적 스트레스가 가해진 후 트랩된 전하가 다시 빠져 나오면서 문턱 전압의 저하가 발생하고 이는 소자의 신뢰성에 나쁜 영향을 미친다. 낸드 플래쉬 메모리 셀의 프로그램 포화 영역 문턱 전압을 증가시키기 위해서는 질화막에 트랩된 전하의 손실을 고려하여 플로팅 게이트의 전하저장 능력을 향상시켜야 하며 IPD 막에 대한 주의 깊은 설계가 필요하다.