• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.300-304
• /
• 2008

A novel characterization method was investigated to estimate the trap generation during the program /erase cycles in nand flash memory cell. Utilizing Fowler-Nordheim tunneling current, floating gate potential and oxide electric field, we established a quantitative model which allows the knowledge of threshold voltage (Vth) as a function of either program or erase operation time. Based on our model, the derived results proved that interface trap density (Nit) term is only included in the program operation equation, while both Nit and oxide trap density (Not) term are included in the erase operation equation. The effectiveness of our model was tested using 50 nm nand flash memory cell with floating gate type. Nit and Not were extracted through the analysis of Program/Erase speed with respect to the endurance cycle. Trap generation and cycle numbers showed the power dependency. Finally, with the measurement of the experiment concerning the variation of cell Vth with respect to program/erase cycles, we obtained the novel quantitative model which shows similar results of relationship between experimental values and extracted ones.

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

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.1471-1480
• /
• 2006

• 전기전자학회논문지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.329-332
• /
• 2022

본 논문에서는 ferroelectric(HfO₂)구조가 적용된 3D NAND flash memory의 parameter에 따른 lateral charge migration의 retention과 V_th를 분석하였다. P_s가 클수록 Program 시 ferroelectric에서 가능한 최대 polarization이 크기 때문에 초기 V_th는 P_s 25µC/cm² 보다 P_s 70µC/cm²에서 약 1.04V차이로 커진다. 또한 Program 이후 trap된 전자는 시간이 지남에 따라서 lateral charge migration이 발생한다. Program 이후 gate에 전압을 가하지 않고 ferroelectric은 polarization을 유지하기 때문에 P_s와 크게 관계없이 P_r이 클수록 polarization이 커지고 lateral charge migration에 의한 ∆V_th는 P_r 5µC/cm² 보다 P_r 50µC/cm²에서 약 1.54V차이로 작아진다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.399-404
• /
• 2023

본 논문에서는 3D NAND Flash memory의 O/N/O(Oxide/Nitride/Oxide) 구조와 blocking oxide를 ferroelectric material로 대체한 O/N/F(Oxide/Nitride/Ferroelectric) 구조의 current path를 분석했다. O/N/O 구조는 V_read가 인가되면 neighboring cell의 E-field로 인해 current path가 channel 후면에 형성된다. 반면 O/N/F 구조는 ferroelectric material의 polarization으로 인해 electron이 channel 전면으로 이동하여 current path가 전면에 형성된다. 또한 channel thickness와 channel length에 따른 소자 특성을 분석했다. 분석 결과 O/N/F 구조의 전면 electron current density 증가는 O/N/O 구조보다 2.8배 더 높았고 O/N/F 구조의 전면 electron current density 비율이 17.7% 높았다. 따라서 O/N/O 구조보다 O/N/F 구조에서 전면 current path가 더 효과적으로 형성된다.

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

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
• /
• pp.251-252
• /
• 2012

본 논문은 기존 Legacy NAND의 성능을 향상시키기 위해 제안된 ONFI (Open NAND Flash Interface) NAND의 특성을 지원하는 컨트롤러를 구현하고, 실제 테스트 보드 제작 및 실험 환경을 구축하여 성능을 측정하였다. 그 결과 인터페이스 속도가 기존 Legacy NAND에 비해 약 6배 증가하였다. 또한 읽기 속도의 경우 약 3배의 성능 향상이 있었다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.32-40
• /
• 2011

For a NAND booting based embedded system, an application program on the NAND flash memory is downloaded to the RAM when the system is booted. In this case, the application program exists in both the RAM and the NAND flash so the RAM usage is increased. In this paper, we suggested the demand paging technique for the decreasing of the RAM usage for OS-less NAND booting based embedded systems. As a result of a benchmark test, 40~80% of the code memory usage was reduced with below 5% of execution time delay.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.1-8
• /
• 2015

Wear leveling techniques have been studied to prolong the lifetime of NAND flash memory. Most of studies have used Program/Erase(P/E) cycles as wear index for wear leveling. Unfortunately, P/E cycles could not predict the real lifetime of NAND flash blocks. Therefore, these algorithms have the limited performance from prolonging the lifetime when applied to the SSD. In order to apply the real lifetime, wear leveling algorithms, which use raw Bit Error Rate(rBER) as wear index, have been studied in recent years. In this paper, we propose CrEWL(Cold data identification using raw Bit error rate in Wear Leveling), which uses rBER as wear index to apply to the real lifetime. The proposed wear leveling reduces an overhead of garbage collections by using HBSQ(Hot Block Sequence Queue) which identifies hot data. In order to reduce overhead of wear leveling, CrEWL does not perform wear leveling until rBER of the some blocks reaches a threshold value. We evaluate CrEWL in comparison with the previous studies under the traces having the different Hot/Cold rate, and the experimental results show that our wear leveling technique can reduce the overhead up to 41% and prolong the lifetime up to 72% compared with previous wear leveling techniques.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제46권4호
• /
• pp.21-30
• /
• 2009

OneNAND$^{TM}$와 같이 NAND와 NOR 플래시 메모리의 장점을 혼합한 퓨전 플래시 메모리는 대용량과 빠른 읽기/쓰기 및 XIP(eXecute-In-Place)를 지원하여 고성능 휴대용 임베디드 시스템을 위한 유비쿼터스 저장장치로 각광받고 있다. 또한 OneNAND$^{TM}$는 혼합형 구조의 장점뿐만 아니라 다수의 블록을 한 번에 삭제할 수 있는 다중 블록 삭제 기능을 제공하여 플래시 메모리의 느린 삭제 성능을 향상시켰다. 하지만 기존의 플래시 메모리 주소 변환 계층에서는 다수의 블록을 한 번에 삭제할 수 있다는 점을 고려하지 않고, 소수의 블록들을 가비지 컬렉션의 희생 블록으로 선택하여 삭제하므로 다중 블록 삭제 기능의 효율적인 사용이 어렵다. 본 논문에서는 다중 블록 삭제의 사용을 개선할 수 있는 EGFTL(Erase Group Flash Translation Layer)를 제안한다. EGFTL은 가비지 컬렉션 성능이 뛰어난 Superblock scheme과 다수의 무효 블록들을 관리하는 무효 블록 관리자를 통하여 다수의 블록들을 한 번에 삭제할 수 있도록 한다. 또한 군집형 해시 테이블을 적용하여 Superblock scheme의 주소 변환 성능을 개선하였다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 EGFTL이 다른 주소 변환 계층 보다 가비지 컬렉션 성능을 30% 이상 향상시켰으며, Superblock scheme의 주소 변환 성능을 5%이상 향상시켰다.