• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권11호
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• pp.379-384
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• 2016

낸드 플래시 저장장치는 하드디스크보다 응답시간이 빠르고, 전력 소모가 적으며, 단위 면적 당 저장 용량이 큰 장점을 가지고 있어 컴퓨터 시스템의 저장장치로 널리 사용되고 있다. 그러나 현재 사용되고 있는 운영체제의 입출력 스케줄러는 하드디스크의 특성에 최적화되어 있다. 따라서 기존의 입출력 스케줄러는 낸드 플래시 저장장치에 적용될 경우에 불필요한 오버헤드가 포함된다. 특히 쓰기 요청이 집중적으로 수행될 경우에 가비지 콜렉션 또한 집중적으로 수행된다. 이로 인하여 입출력 요청의 처리가 지연되는 문제점이 발생된다. 본 논문에서는 가비지 콜렉션이 집중적으로 수행됨으로 인하여 순간적으로 읽기 입출력 요청의 응답시간이 증가되는 것을 방지하고, 낸드 플래시 저장장치에 최적화된 입출력 스케줄러를 제안하였다. 성능평가를 통하여 제안 기법이 평균 읽기 응답시간을 1%, 최대 응답시간을 78% 줄여 사용자 반응성을 향상시켰음을 보였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.151-160
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• 2018

NAND flash memories have the advantages of fast access speed, high density and low power consumption, thus they have increasing demand in embedded system and mobile environment. Despite the low power and fast speed gains of NAND flash memory, DRAM disk buffers were used because of the performance load and limited durability of NAND flash cell. However, DRAM disk buffers are not suitable for limited energy environments due to their high static energy consumption. In this paper, we propose WAP-LRU (Write pattern Analysis based Placement by LRU) hybrid disk buffer management policy. Our policy designates the buffer location in the hybrid memory by analyzing write pattern of the workloads to check the continuity of the page operations. In our simulation, WAP-LRU increased the lifetime of NAND flash memory by reducing the number of garbage collections by 63.1% on average. In addition, energy consumption is reduced by an average of 53.4% compared to DRAM disk buffers.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.767-774
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• 2010

NAND 플래시 메모리는 높은 입출력 성능, 내장애성, 저전력 소모 등 여러 가지 장점을 가지고 있어서 하드디스크를 대체할 수 있는 새로운 저장 장치로 관심을 받고 있다. 전통적인 DBMS들은 FTL (Flash Translation Layer)를 이용하면 전혀 수정 없이 플래시 메모리 위에서 동작한다. 그러나, 대부분의 FTL은 DBMS가 아닌 파일 시스템에 최적화 되어있다. 또한, 전통적인 DBMS는 플래시 메모리의 특징 (erase-before-write) 을 고려하지 않고 있다. 이 논문에서는 플래시 메모리를 이차 저장장치로 사용하는 DBMS를 위한 플래시 고려하는 스토리지 시스템을 제안한다. 제안하는 플래시 고려 스토리지 시스템은 비용이 높은 변경 연산을 피하기 위해 로그 레코드를 이용한다. 마지막으로, 실험을 통해서 제안하는 스토리지 시스템이 기존에 제안된 플래시를 고려하는 DBMS에 비해 우수함을 보인다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권4호통권316호
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• pp.27-34
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• 2007

본 논문에서는 마이크로소프트사의 Windows CE 운영체제를 기반으로 한 소형의 모바일 시스템의 카메라 영상 획득을 위한 디바이스 드라이버에 관하여 살펴본다. 또한 NAND 플래시 메모리에 획득된 이미지를 저장하기 위하여 FAT 파일 시스템을 사용하였으며 NAND 메모리 특성을 반영한 FAT 파일 시스템에 대하여 다루어 본다. 영상획득을 위하여서 픽셀플러스사의 CMOS 카메라 모듈과 아지시스템에서 개발한 MBA2440 PDA 개발보드를 이용하여 하드웨어를 구현하였다. 이 카메라 모쥴은 VGA $640{\times}480$ 픽셀의 해상도를 지니고 있으며, 영상획득 속도 및 영상의 화질을 테스트하기 위한 디바이스 드라이버의 성능을 테스트 할 수 있는 응용 프로그램도 함께 제작하였다. 실험을 통하여 영상 획득을 위한 디바이스 드라이버와 FAT 파일 시스템을 이용하여 NAND 플래시 메모리에 획득한 영상을 저장하는 응용프로그램이 상호 잘 작동을 함을 확인하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제8권4호
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• pp.593-600
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• 2007

휴대용 기기나 디지털 미디어 기기와 같은 소형 컴퓨터는 저장 매체로 NAND 타입의 플래시 메모리를 사용한다. 하지만 이러한 기기에 사용되는 DBMS의 경우 대부분 하드디스크를 저장매체로 사용되도록 최적화되어 있다. 플래시 메모리를 사용하는 소형 컴퓨터 시스템에서는 DBMS를 사용할 때 플래시메모리를 기존 하드디스크와 같은 인터페이스로 제어하기 위해 플래시전용의 파일시스템이나 FTL 등의 계층을 추가적으로 사용하게 되며, 이 때 DBMS는 플래시 메모리를 직접 제어할 수 없게 된다. 본 논문에서는 DBMS가 파일 시스템이나 FTL과 같은 부가적인 계층 구조를 이용하지 않고 플래시 메모리를 직접 제어할 수 있는 통합된 저장 시스템을 제안한다. 또한 제안한 시스템을 실제 시스템에 직접 구현해 DBMS의 성능이 기존 시스템에 비해 크게 향상됨을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권6호
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• pp.330-338
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• 2010

현재 낸드 플래시 메모리는 다양한 이동형 기기에 활용되면서 급격하고 지속적인 성장을 하고 있다. 사용자들은 더욱 용량이 크고 빠른 기기들을 요구하지만, 현재의 낸드 플래시 파일 시스템은 결함 상황에서 복구 및 초기화 시간이 미디어의 용량에 비례하여 지연되는 문제가 있으며 이는 기기의 부팅 시간을 지연시켜 사람들의 불편을 초래한다. 우리는 이를 해결하기 위해 파일 시스템 초기화 시간이 미디어의 용량과 무관하도록 '작업 영역 기법'을 제안한다. 작업 영역 기법은 한 시점에서 낸드 플래시 메모리의 일부 영역만을 작업 공간으로 정의하고 유지하며 쓰기 명령을 작업 공간 안에서만 수행시킨다. 따라서 결합 상황에서 복구시 검색해야 할 크기를 최근 작업 영역으로 제한하므로써 결함 복구 수행 시간이 낸드 플래시 메모리 용량과 비례하지 않도록 한다. 우리는 이러한 작업 영역 기법을 YAFFS2를 기반으로 구현하였으며 기존 기법들과 초기화 성능을 비교해 보았다. 그 결과 1기가 낸드 플래시 메모리상에서 결함 복구 수행 시간이 기존의 로그 기반 기법에 비해 25배 가량 단축됨을 확인했다. 이러한 격차는 낸드 플래시 메모리 용량이 늘어날수록 커질 것이다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제8권3호
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• pp.157-172
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• 2014

Contemporary embedded systems often use NAND flash memory instead of hard disks as their swap space of virtual memory. Since the read/write characteristics of NAND flash memory are very different from those of hard disks, an efficient page replacement algorithm is needed for this environment. Our analysis shows that temporal locality is dominant in virtual memory references but that is not the case for write references, when the read and write references are monitored separately. Based on this observation, we present a new page replacement algorithm that uses different strategies for read and write operations in predicting the re-reference likelihood of pages. For read operations, only temporal locality is used; but for write operations, both write frequency and temporal locality are used. The algorithm logically partitions the memory space into read and write areas to keep track of their reference patterns precisely, and then dynamically adjusts their size based on their reference patterns and I/O costs. Without requiring any external parameter to tune, the proposed algorithm outperforms CLOCK, CAR, and CFLRU by 20%-66%. It also supports optimized implementations for virtual memory systems.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.185-192
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• 2017

Due to the characteristics of low power, high durability and high density, NAND flash memory is being heavily used in various type of devices such as USB, SD card, smart phone and SSD. On the other hand, because of another characteristic of flash cell with the limited number of program/erase cycles, NAND flash memory has a short lifetime compared to other storage devices. To overcome the lifetime problem, many researches related to the wear leveling have been conducted. This paper presents a method called a TCB (Tracking Cold Blocks) using more reinforced constraint conditions when classifying cold blocks than previous works. TCB presented in this paper keeps a MCT (Migrated Cold block Table) to manage the enhanced classification process of cold blocks, with which unnecessary migrations of pages can be reduced much more. Through the experiments, we show that TCB reduces the overhead of wear leveling by about 30% and increases the lifetime up to about 60% compared to BET and BST.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1-9
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• 2021

3D-NAND 플래시 메모리는 평면적 구조인 2D-NAND 셀을 적층하는 방식으로 단위 면적당 고용량을 제공한다. 하지만 적층 공정의 특성상 각 레이어별 또는 물리적인 셀 위치에 따라 오류 발생 빈도가 달라질 수 있는 문제가 있다. 이와 같은 현상은 플래시 메모리의 쓰기/지우기(P/E) 횟수가 증가할수록 두드러진다. SSD와 같은 대부분의 플래시 기반 저장장치는 오류 교정을 위하여 ECC를 사용한다. 이 방법은 모든 플래시 메모리 페이지에 대하여 고정된 데이터 보호 강도를 제공하므로 물리적 위치에 따라 오류 발생률이 각기 다르게 나타나는 3D NAND 플래시 메모리에서는 한계를 보인다. 따라서 본 논문에서는 오류 발생률 차이를 보이는 페이지와 레이어를 K-means 머신러닝 알고리즘을 통해 군집으로 분류하고, 각 군집마다 차별화된 데이터 보호강도를 적용한다. 본 논문에서는 페이지와 레이어별로 오류 발생률이 현저하게 달라지는 내구성 테스트가 끝난 시점에서 측정된 오류 발생 횟수를 바탕으로 페이지와 레이어를 분류하고 오류에 취약한 영역에 대해서는 스트라이프에 패리티 데이터를 추가하여 차별화된 데이터 보호 강도 제공을 예시로 보인다. 본 논문에서는 기존의 ECC 또는 RAID 방식의 데이터 보호 구조와 비교하여 제안하는 차별화된 데이터 보호정책이 3D NAND 플래시 메모리의 신뢰성과 수명향상에 기여할 수 있음을 보인다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권4호
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• pp.235-244
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• 2007

메인메모리와 저장장치사이의 속도차이에 대한 소프트웨어적 보완 기법으로서 캐싱 및 선반입 정책이 대부분의 시스템에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려하지 않은 리눅스 커널의 캐싱 및 선반입 정책을 개선하고자 NAND 플래시 메모리용 파일시스템 계층에서 동작하는 Flash Cache Core Module(FCCM)을 YAFFS 상에서 설계 및 구현하였다. FCCM은 커널의 안정성과 호환성을 지원하기위해 커널과 독립적인 구조를 가지며, 플래시 메모리의 특성을 고려한 Dirty-Last 메모리 교체 기법과 페이지의 히트 여부에 따른 선반입 페이지 대기큐를 구현하였다. FCCM은 리눅스의 캐시 및 선반입 정책과 비교해 I/O 횟수와 요구되는 선반입양이 각각 최대 55%(평균 20%) 및 최대 55%(평균 24%)까지 감소했다.