• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.1-10
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• 2011

NAND 플래시 메모리는 저전력, 저렴한 가격, 그리고 대용량임에도 불구하고 페이지 단위의 쓰기 및 블록 단위의 지우기 연산은 큰 문제점을 가지고 있다. 특히 NAND 플래시 메모리 특성상 덮어쓰기가 불가능하므로 쓰기동작 후 수반되는 지우기 동작은 전체 성능저하의 원인이 된다. 기존의 NAND 플래시 메모리를 위한 SRAM 버퍼는 간단하면서도 NAND 플래시 메모리의 쓰기 동작을 효과적으로 줄여줄 수 있을 뿐 아니라 빠른 접근 시간을 보장 할 수 있다. 본 논문에서는 작은 용량의 SRAM을 이용하여 NAND 플래시 메모리의 가장 큰 오버헤드인 지우기/쓰기 동작을 효과적으로 줄일 수 있는 버퍼 관리 시스템을 제안한다. 제안된 버퍼는 큰 페칭 크기를 가지는 공간적 버퍼와 작은 페칭 크기를 가지는 시간적 버퍼인 완전연관 버퍼로 구성된다. 시간적 버퍼는 공간적 버퍼에서 참조된작은 페칭을 가지며, NAND 플래시 메모리에서 쓰기 및 지우기 수행시 시간적 버퍼내에 존재하는 같은 페이지 혹은 블록에 포함된 페칭 블록을 찾아 동시에 처리한다. 따라서 NAND 플래시 메모리에서 쓰기 및 지우기 동작을 획기적으로 줄였다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 NAND 플래시 메모리 버퍼 시스템은 2배 크기의 완전연관 버퍼에 비해 접근 실패율 관점에서는 높았지만, 쓰기 동작과 지우기 동작은 평균적으로 각각 58%, 83% 정도를 줄였으며, 결론적으로 평균 플래시 메모리 접근 시간은 약 84%의 성능 향상을 이루었다.

• 한국전자거래학회지
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• 제15권4호
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• pp.21-31
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• 2010

최근 모바일 컴퓨터를 사용한 온라인 금융 거래, 온라인 쇼핑과 같은 e-비즈니스가 널리 확산되고 있다. 대부분의 모바일 컴퓨터는 데이터 저장을 위해 NAND 플래시 메모리 기반의 저장장치를 사용한다. 플래시 메모리 저장장치는 그 내부에 Flash Translation Layer(FTL)이라는 소프트웨어가 사용되고 있다. FTL은 파일 시스템으로부터 요청되는 논리 주소를 플래시 메모리의 물리 주소로 변환하며 이를 위하여 사상 테이블을 사용한다. 기존 FTL은 매우 큰 주소 사상 테이블을 RAM에 유지해야 하는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 새로운 사상 테이블의 캐싱 기법을 제안하였다. 트레이스 기반의 시뮬레이션을 통해 제안한 사상 테이블 캐싱 기법은 공간 비용을 대폭 줄이고 시간 비용은 크게 증가하지 않음을 알 수 있었다. 특히, e-비즈니스 환경의 온라인 트랜잭션 워크로드에서 많은 공간 비용 절감 효과를 보였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제47권5호
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• pp.35-40
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• 2010

NAND 플래시 메모리는 기존의 HDD 보다 빠른 접근 속도, 저전력 소비, 진동에 대한 내성 등의 이점을 바탕으로 PDA를 비롯한 여러 모바일 장치부터, 임베디드 시스템, PC에 이르기까지 사용 영역이 넓어지고 있다. DiskSim을 비롯한 HDD 시뮬레이터들이 다양하게 개발되어 왔으며, 이를 바탕으로 소프트웨어 또는 하드웨어에 대한 개선점을 찾아냄으로써 유용하게 사용되었다. 하지만 NAND 플래시 메모리나, SSD에 대해서는 리눅스 기반의 몇 개의 시뮬레이터만이 개발되었으며, 실제 스토리지 장치나 PC등이 사용되는 운영체제가 윈도우즈인 것을 고려하면 윈도우즈 기반의 NAND Flash 시뮬레이터가 꼭 필요하다고 볼 수 있다. 본 논문에서 개발한 NAND Flash FTL 성능 분석을 위한 시뮬레이터인 NFSim은 윈도우즈 운영체제에서 구동되는 시뮬레이터로, NAND 플래시 메모리 모델 및 FTL 알고리즘들은 각각 윈도우즈 드라이버 모델 및 클래스로 제작되어 확장성이 용이하고, 각 알고리즘의 성능을 측정한 데이터는 그래프를 통해 표시되므로, 별도의 툴을 사용할 필요가 없다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권7호
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• pp.508-519
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• 2007

이동기기의 저장 장치로 사용되는 플래시 메모리는 이제 SSD(Solid State Disk) 형태로 노트북 컴퓨터까지 그 적용 범위가 확대되고 있다. 이러한 플래시 메모리는 무게, 내충격성, 전력 소비량 면에서 장점을 가지고 있지만, erase-before-write 속성과 같은 단점도 가진다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 플래시 메모리 기반 저장 장치는 FTL(Flash-memory Translation Layer)이라는 특별한 주소 사상 소프트웨어를 필요로 하며, FTL은 종종 블록을 재활용하기 위하여 병합 연산을 수행해야 한다. NAND 플래시 메모리 기반 저장 장치에서 블록 재활용 비용을 줄이기 위해 본 논문에서는 이주 연산이라는 또 다른 블록 재활용 기법을 도입하였으며, FTL은 블록 재활용시 이주와 병합 연산 중에서 비용이 적게 드는 연산을 선택하도록 하였다. Postmark 벤치마크와 임베디드 시스템 워크로드를 사용한 실험 결과는 이러한 비용 기반 선택이 플래시 메모리 기반 저장 장치의 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 아울러 이주/병합 연산이 조합된 각 주기마다 블록 재활용 비용을 최소화하는 이주/병합 순서의 거시적 최적화의 해를 발견하였으며, 실험 결과는 거시적 최적화가 단순 비용 기반 선택보다 플래시 메모리 기반 저장 장치의 성능을 더욱 향상시킬 수 있음을 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권7호
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• pp.515-519
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• 2009

센서 노드의 활용 분야가 점차 다양화되는 추세이므로 활용 분야에 적합한 다양한 데이터 수집 방법이 요구된다. 데이터의 실시간 감시가 불필요한 경우 수집과 동시에 전송을 수행하는 현재의 데이터 수집 방법은 불필요한 전력 소모 및 데이터 손실을 발생시킬 수 있다. 데이터를 수집한 노드가 데이터를 저장하고 질의에 의해 필요한 데이터를 획득하는 새로운 방법이 요구된다. NAND 플래시는 에너지 효율성이 좋고 대용량화가 쉬워 앞으로의 센서 노드용 저장소로 적합하다. 센서 노드는 4${\sim}$10 KByte의 적은 메모리를 지원하고 NAND 플래시는 덮어쓰기가 불가하고 쓰기 제한이 있어 효율성이 뛰어난 파일 시스템의 구축은 어렵다. 본 논문은 센서 노드 환경에서 대용량 NAND 플래시 파일 시스템의 설계에 대해 논한다. 파일 시스템은 전송 비용을 줄여 보다 장시간 동안의 데이터 수집을 가능하게 한다. 앞으로 다양한 분야에 적용되어 센서 네트워크 환경에서 핵심 구실을 할 것으로 예상한다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제19권3호
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• pp.112-117
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• 2020

NAND flash memory is a non-volatile memory that retains stored data even without power supply. Internal memory used as a data storage device and solid-state drive (SSD) is used in portable devices such as smartphones and digital cameras. However, NAND flash memory carries the risk of electric shock, which can cause errors during read/write operations, so use error correction codes to ensure reliability. It efficiently recovers bad block information, which is a defect in NAND flash memory. BBT (Bad Block Table) is configured to manage data to increase stability, and as a result of experimenting with the error correction code algorithm, the bit error rate per page unit of 4Mbytes memory was on average 0ppm, and 100ppm without error correction code. Through the error correction code algorithm, data stability and reliability can be improved.

• ETRI Journal
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• 제30권6호
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• pp.790-798
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• 2008

Recently, NAND flash memory has emerged as a next generation storage device because it has several advantages, such as low power consumption, shock resistance, and so on. However, it is necessary to use a flash translation layer (FTL) to intermediate between NAND flash memory and conventional file systems because of the unique hardware characteristics of flash memory. This paper proposes a new clustered FTL (CFTL) that uses clustered hash tables and a two-level software cache technique. The CFTL can anticipate consecutive addresses from the host because the clustered hash table uses the locality of reference in a large address space. It also adaptively switches logical addresses to physical addresses in the flash memory by using block mapping, page mapping, and a two-level software cache technique. Furthermore, anticipatory I/O management using continuity counters and a prefetch scheme enables fast address translation. Experimental results show that the proposed address translation mechanism for CFTL provides better performance in address translation and memory space usage than the well-known NAND FTL (NFTL) and adaptive FTL (AFTL).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.710-716
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• 2008

본 논문은 플래시 메모리를 이용한 파일 저장 장치의 성능 분석을 다룬다. 특히 플래시 메모리의 대표적인 형태인 낸드(NAND) 플래시와 노어(NOR) 플래시에 대해 비교 분석한다. 성능 평가를 위해 마이크로소프트 PocketPC 기반의 실험 플랫폼에 두 플래시 타입을 위한 파일 저장 시스템을 각각 구성하였다. 이렇게 구성된 플랫폼을 이용하여, 버퍼 크기, 사용 용량, 커널 수준 쓰기 캐싱 등의 변수에 따른 입출력 처리량을 측정/비교하였다. 실험 결과에 따르면, 낸드 플래시 기반 저장 장치의 성능이 쓰기/읽기 처리량 관점에서 각각 4.8배, 5.7배까지 더 높은 것으로 나타났다. 본 실험 결과는 두 가지 플래시 메모리 저장 방식의 상대적인 장단점을 잘 보여주고 있으며 플래시 메모리 기반의 파일 저장장치의 설계에 유용하게 활용될 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.61-71
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• 2014

임베디드 시스템의 저장매체 시장의 플래시 메모리의 점유율이 증가되고 반도체 산업이 성장함에 따라 플래시 메모리의 수요와 공급이 큰 폭으로 증가하고 있다. 특히 스마트폰, 테블릿 PC, SSD등 SoC(System on Chip)산업에 많이 사용되고 있다. 플래시 메모리는 셀 배열 구조에 따라 NOR-형과 NAND-형으로 나뉘고 NAND-형은 다시 Cell당 저장 가능한 bit수에 따라서 SLC(Single Level Cell)과 MLC(Multi Level Cell)로 구분된다. NOR-형은 BIST(Bulit-In Self Test), BIRA(Bulit-In Redundancy Analysis)등의 많은 연구가 진행되었지만 NAND-형의 경우 BIST 연구가 적다. 기존의 BIST의 경우 고가의 ATE 등의 외부 장비를 사용하여 테스트를 진행해야한다. 하지만 본 논문은 MLC NAND-형 플래시 메모리를 위해 제안되었던 MLC NAND March(x)알고리즘과 패턴을 사용하며 내부에 필요한 패턴을 내장하여 외부 장비 없이 패턴 테스트가 가능한 유한상태머신(Finite State Machine) 기반구조의 MLC NAND-형 플래시 메모리를 위한 BIST를 제안하여 시스템의 신뢰도 향상과 수율향상을 위한 시도이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.1-12
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• 2015

낸드 플래시 메모리는 저전력, 빠른 접근 속도, 저렴한 가격 등의 특징을 가지고 있어 저장장치로 널리 사용되고 있다. 하지만 낸드 플래시 메모리는 제자리 덮어쓰기가 지원되지 않아 기존의 하드 디스크 기반 응용 프로그램을 구동하기 위해서는 FTL(Flash Translation Layer)이 필요하다. FTL은 주소 매핑, 가비지 컬렉션, 마모도 균등화 작업 등을 포함하고 있어 저사양 임베디드 장치에 구현하기에는 메모리와 연산에 대한 비용이 많이 든다. 그래서 이런 장치들을 위해 낸드 플래시 메모리에 최적화된 색인 자료구조들이 연구되고 있다. 연구된 방법들은 쓰기에 소요되는 시간을 줄여 성능을 향상시켰지만 레코드 탐색에 소요되는 시간이 증가된다는 단점을 가지고 있다. 레코드 탐색시간을 증가시키지 않고 쓰기 횟수를 줄이기 위해 본 논문에서는 페이지 매핑 로그 테이블을 이용한 색인 관리 기법을 제안한다. 낸드 플래시 메모리의 단점인 제자리 덮어쓰기 불가로 인해 발생하는 페이지 쓰기 횟수를 줄이기 위해 매핑 로그 테이블은 B+ 트리에서 변경된 노드 페이지 주소를 저장하고 레코드 검색 시 이를 이용한다. 실험 평가를 통해 제안된 기법은 다른 기법들과 비교 시 레코드 탐색에서 발생하는 페이지 읽기 횟수를 최대 약 61% 줄였으며, 레코드 삽입에서 페이지 쓰기 횟수를 최대 약 31% 줄일 수 있었다.