• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.245-252
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• 2018

Non-volatile RAM devices have been increasingly viewed as an alternative of DRAM main memory system. However some technologies including phase-change memory (PCM) are still suffering from relatively poor write performance as well as limited endurance. In this paper, we introduce a proactive last-level cache management to efficiently hide a low write performance of non-volatile main memory systems. The proposed method significantly reduces the cache miss penalty by proactively evicting the part of cachelines when the non-volatile main memory system is in idle state. Our trace-driven simulation demonstrates 24% performance enhancement, compared with a conventional LRU cache management, on the average.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제47차 동계학술대회논문집 21권1호
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• pp.195-196
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• 2013

본 논문에서는 NVRAM(Non-volatile Random Access Memory) 주 기억장치를 위한 메모리 컨트롤러를 설계한다. NVRAM의 비 휘발성과 낮은 정적 에너지 소모의 장점을 활용하는 한편, 상대적으로 느린 읽기/쓰기 속도 및 큰 쓰기 전력 소모를 개선하기 위해 새로운 캐시 구조를 제안한다. FPGA를 활용하여 Block RAM 128KB 1차 캐시, 16KB 2차 캐시 및 캐시 컨트롤러를 포함하는 메모리 컨트롤러를 구현하였고 NVRAM은 FeRAM를 사용하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권4호
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• pp.226-239
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• 2013

A number of systems have several on-chip memories with cache memory being one of them. Conventional cache memory consists of SRAM but the ratio of static energy to the total energy of the memory architecture becomes larger as the leakage power of traditional SRAM increases. Spin-Torque Transfer RAM (STT-RAM), which is a variety of Non-Volatile Memory (NVM), has many advantages over SRAM, such as high density, low leakage power, and non-volatility, but it consumes too much writing energy. This study evaluated a wide range of energy consumptions of a two-level cache using NVM partially on a mobile processor. Through a number of experimental evaluations, it was confirmed that the use of NVM partially in the two-level cache effectively reduces energy consumption significantly.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.125-131
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• 2018

STT-RAM is attracting as a next generation Non-volatile memory for replacing cache memory with low leakage energy, high integration and memory access performance similar to SRAM. However, there is problem of write operations as the other Non_volatile memory. Hybrid cache memory using SRAM and STT-RAM is attracting attention as a cache memory structure with lowe power consumption. Despite this, reducing the leakage energy consumption by the STT-RAM is still lacking access to the Dynamic energy. In this paper, we proposed as energy management method such as a way-selection approach for hybrid L2 cache fo SRAM and STT-RAM and memory selection method of write/read operation. According to the simulation results, the proposed hybrid cache memory reduced the average energy consumption by 40% on SPEC CPU 2006, compared with SRAM cache memory.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권4호
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• pp.262-269
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• 2005

Semiconductor scientists and engineers ideally desire the faster but the cheaper non-volatile memory devices. In practice, no single device satisfies this desire because a faster device is expensive and a cheaper is slow. Therefore, in this paper, we use heterogeneous non-volatile memories and construct an efficient hierarchy for them. First, a small RAM device (e.g., MRAM, FRAM, and PRAM) is used as a write buffer of flash memory devices. Since the buffer is faster and does not have an erase operation, write can be done quickly in the buffer, making the write latency short. Also, if a write is requested to a data stored in the buffer, the write is directly processed in the buffer, reducing one write operation to flash storages. Second, we use many types of flash memories (e.g., SLC and MLC flash memories) in order to reduce the overall storage cost. Specifically, write requests are classified into two types, hot and cold, where hot data is vulnerable to be modified in the near future. Only hot data is stored in the faster SLC flash, while the cold is kept in slower MLC flash or NOR flash. The evaluation results show that the proposed hierarchy is effective at improving the access time of flash memory storages in a cost-effective manner thanks to the locality in memory accesses.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.844-846
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• 2005

차세대 비휘발성 메모리(Non-Volatile RAM, 이후 NVRAM)의 사용이 현실화 되면서 이를 활용한 저장 장치의 성능 개선 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 NVRAM을 이용한 플래시 파일 시스템의 성능 향상 방법을 제안한다. 우선 자주 갱신 되는 정보를 NVRAM에 유지시켜 플래시 메모리의 덮어쓰기(overwrite)로 인한 성능 저하 문제를 개선한다. 또한 NVRAM에 파일시스템의 메타 정보 위치를 유지하여 파일 시스템을 마운트할 때 요구되는 플래시 메모리의 탐색 공간을 줄인다. 실험 결과 마운팅 시간이 줄고 플래시 메모리의 접근 횟수가 감소함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권5호
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• pp.537-541
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• 2008

로그 구조 파일 시스템(Log-Structured File System, LFS)은 변경된 데이타를 메모리에 충분히 모아서 한번에 순차 쓰기로 디스크에 기록함으로써 높은 쓰기 성능을 실현한 파일 시스템이다. 그러나 실제 시스템에서는 여전히 디스크와 메모리 상의 일관성을 위해서 동기화가 발생하며 변경된 데이타를 충분히 메모리에 모으지 못한 채 디스크로 쓰기가 발생하는 모습을 보인다. 자주 발생되는 쓰기는 클리너의 오버헤드를 증가시키고, 더 많은 메타데이타를 기록하게 한다. 본 연구에서는 비휘발성 메모리를 이용해서 동기화를 없애고, 작은 단위의 쓰기를 효과적으로 활용하도록 LFS와 운영체제의 관련된 서브 시스템들을 변경하였다. 이를 통하여 DRAM만 있는 LFS에 비해서 256M의 NVRAM을 가진 시스템에서 약 2.5배의 성능 향상을 보였다.

• 전기학회논문지
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• 제65권8호
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• pp.1369-1375
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• 2016

A rapid progress of the next-generation non-volatile memory device has been made in recent years. Metal/insulator/Metal multi-layer structure resistive RAM(ReRAM) has attracted a great deal of attention because it has advantages of simple fabrication, low cost, low power consumption, and low operating voltage. This paper describes the working principle of the ReRAM device, a review of fabrication techniques, and characteristics of flexible ReRAM devices using graphene oxide as an insulating layer and ReRAM devices using multi-layered insulator. The switching characteristics of the above ReRAM devices have been compared. The oxidized graphene could be employed as an insulator of next generation ReRAM devices.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (A)
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• pp.256-257
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• 2007

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권2호
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• pp.94-101
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• 2008

램의 특성과 비휘발성 저장매체의 특성을 동시에 가지고 있는 비휘발성 램을 시스템 소프트웨어에서 효과적으로 활용한다면 전체 시스템의 성능 향상에 크게 기여할 수 있다. 비휘발성 램을 활용함으로써 시스템 소프트웨어의 성능을 향상시키고자 하는 노력 중의 하나로, 본 연구에서는 비휘발성 램을 고려하는 MiNV (Metadata in NVram) 파일시스템을 설계하고 구현하였다. MiNV 파일시스템은 모든 메타데이타를 비휘발성 램에 저장, 관리하고 일반 파일데이타는 낸드플래시 메모리에 저장하고 관리한다. 본 논문에서는 MiNV 파일시스템이 기존의 플래시 메모리 기반 파일시스템과 비교해서 얼마나 높은 성능 향상을 얻을 수 있는지를 정량적으로 보여준다. 성능 평가 결과, 비휘발성 램을 활용하는 파일시스템은 극도로 짧은 마운트 시간만을 필요로 한다. 기존의 대표적인 플래시 메모리 파일시스템인 YAFFS와 비교했을 때, MiNV 파일시스템은 동일한 워크로드를 처리하면서 보다 적은 횟수의 플래시 메모리에 대한 페이지 읽기, 쓰기, 그리고 블록 소거 연산을 요청한다. 플래시 메모리 연산 횟수에서의 이득은 MiNV 파일시스템의 수행속도 향상에 그대로 반영되어, 수행속도 측면에서 MiNV 파일시스템은 YAFFS보다 평균 400% 정도의 성능 향상을 보인다.