• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권5호
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• pp.539-545
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• 2015

Deduplication technique can expand the lifespan and capacity of flash memory-based storage devices by eliminating duplicated write operations. The deduplication techniques can be classified into two approaches, i.e., online and offline approaches. We propose an offline deduplication technique that uses a lightweight hash algorithm, whereas the previous offline technique uses a high-cost hash algorithm. Therefore, the memory space for caching hash values can be reduced, and more pages can be examined for deduplication during short idle intervals. As a result, it can provide shorter write latencies compared to the online approach, and can show low garbage collection costs compared to the previous offline deduplication technique.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2014년도 제50차 하계학술대회논문집 22권2호
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• pp.403-404
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• 2014

원 업무 효율성을 높이기 위해 최근 다양한 병원 정보 시스템들이 도입되어 왔다. 이러한 시스템들을 통해 병원에서는 다양한 데이터를 전자적인 형태로 기록하고 공유하고 있으나, 이러한 데이터들은 일반적으로 간단한 통계량을 집계하는 데에만 사용되고 있어, 보다 체계적인 방법으로 병원 운영 관리에 유용한 숨겨진 지식이나 패턴을 추출하는 방법이 필요하다. 이에 본 논문에서는 기존 병원 정보 시스템들에 의해 축적되어진 환자 이력 데이터를 분석하여 임상 서비스 프로세스 모형을 추출하는 방법을 제안한다. 환자 이력 데이터는 검사나 처방 등을 실시한 기록을 포함하는데, 일반적으로 구조가 복잡하고 데이터 소스가 분산되어 있어 단순한 방법으로 분석하는 것이 까다롭다. 따라서, 본 논문에서는 먼저 단순한 형태의 프로세스 모형을 생성하고 이를 확장해나가는 단계적인 분석 방법을 소개한다. 이러한 목적을 위해 적절한 데이터 전처리, 데이터 마이닝, 프로세스 마이닝 기법 등이 활용되었으며, 제안하는 방법을 실제 류머티스과 환자 이력 데이터에 적용하여 임상 서비스 프로세스 모형을 추출할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
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• pp.377-380
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• 2007

플래시 메모리는 무게, 내구성, 전력 소비량 측면에서 기존 디스크보다 우수하기 때문에 주로 휴대용 기기의 저장장치로 사용되었다. 최근에는 집적도가 향상되면서 SSD(Solid State Disk)형태로 노트북에서도 활용되고 있다. 이러한 플래시 메모리는 제자리 갱신이 불가능한 특징 때문에 저장장치로 사용하기 위해서는 FTL(Flash Memory Translation Layer)이라는 주소사상 소프트웨어가 필요하다. 그리고 FTL은 블록을 재활용하기 위해 병합 연산을 수행하게 되는데 이 병합 연산의 비용이 시스템 성능에 큰 영향을 미친다. 아울러 FTL 상에서 동작하는 파일 시스템의 경우도 디스크 기반 파일 시스템과 같이 단편화 문제로 인한 성능 저하가 발생하게 된다. 본 논문에서는 플래시 메모리 기반 파일 시스템에서 단편화 현상을 줄이기 위해 FTL의 병합동작의 특성을 활용한 조각 모음 기법을 제안한다. 실험결과는 제안한 기법이 결국 FTL에서 병합 연산의 비용을 줄임으로써 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(C)
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• pp.88-91
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• 2011

NAND 플래시 메모리는 저전력과 빠른 접근 속도의 특징 때문에 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 특히 플래시 메모리로 만들어진 SSD(solid state disk)는 인터페이스가 기존의 하드디스크와 동일하고 대용량화 되고 있기 때문에 가까운 미래에 다양한 저장시스템의 저장장치로 사용될 것으로 예상된다. 그러나 NAND 플래시메모리 기반 저장장치는 쓰기 전 소거 구조와 같은 독특한 하드웨어 특징을 가지고 있기 때문에 특정 지역에 반복적인 쓰기 요청을 발생하는 B트리를 구축하는 것은 심각한 성능저하를 야기 할 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 버퍼를 이용하여 B트리 구축 성능을 개선한 방법들이 제안되었다. 그러나 이러한 기법들은 갑작스러운 전원 차단 시 버퍼에 유지하고 있던 데이터를 모두 유실하기 때문에 고장회복을 위한 추가적인 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 버퍼를 이용한 방법 중 IBSF기법을 기반으로 NAND 플래시 메모리 기반 저장장치에서 고성능의B트리 구축 방법뿐만 아니라 전원 차단시 효율적인 고장회복을 할 수 있는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 B트리 변경시 변경 된 정보를 로그에 저장하여 관리한다. 또한 루트노드가 변경될 때 검사점(checkpoint)을 수행한다. 마지막으로 다양한 실험을 통하여 본 논문의 고장회복 성능을 보여준다.

• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권4호
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• pp.291-302
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• 2013

NAND flash memory (NFM) based storage devices, e.g. Solid State Drive (SSD), are rapidly replacing conventional storage devices, e.g. Hard Disk Drive (HDD). As NAND flash memory technology advances, its specification has evolved to support denser cells and larger pages and blocks. However, efforts to fully understand their impacts on design objectives such as performance, power, and cost for various applications are often neglected. Our research shows this recent trend can adversely affect the design objectives depending on the characteristics of applications. Past works mostly focused on improving the specific design objectives of NFM based systems via various architectural solutions when the specification of NFM is given. Several other works attempted to model and characterize NFM but did not access the system-level impacts of individual parameters. To the best of our knowledge, this paper is the first work that considers the specification of NFM as the design parameters of NAND flash storage devices (NFSDs) and analyzes the characteristics of various synthesized and real traces and their interaction with design parameters. Our research shows that optimizing design parameters depends heavily on the characteristics of applications. The main contribution of this research is to understand the effects of low-level specifications of NFM, e.g. cell type, page size, and block size, on system-level metrics such as performance, cost, and power consumption in various applications with different characteristics, e.g. request length, update ratios, read-and-modify ratios. Experimental results show that the optimized page and block size can achieve up to 15 times better performance than the conventional NFM configuration in various applications. The results can be used to optimize the system-level objectives of a system with specific applications, e.g. embedded systems with NFM chips, or predict the future direction of NFM.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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• pp.261-266
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• 2006

최근 낸드 플래시 메모리는 임베디드 저장 장치로서 많이 사용되고 있을 뿐만 아니라 플래시 메모리의 저장 용량의 대용량화로 하드 디스크를 대체하는 SSD(solid state disk) 같은 제품이 출시되고 있다. 플래시 메모리는 하드디스크에 비하여 저전력, 빠른 접근성, 물리적 안정성 등의 장점이 있지만 읽기와 쓰기의 연산의 불균형적인 비용과 덮어 쓰기가 안 되고 쓰기 전에 해당 블록을 지워야하는 부가적인 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 특징은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 저하 시키고 기존의 하드디스크를 대체하는 것을 어렵게 만든다. 이와 같은 플래시 메모리의 단점을 해결하기 위해서 본 논문에서 비휘발성 메모리와 플래시 메모리를 함께 사용하는 방법을 제안한다. 최근 MRAM, FeRAM, PRAM과 같은 차세대 메모리 기술의 발전과 배터리 백업 메모리의 가격 하락으로 인하여 비휘발성 메모리의 상품적 가치가 높아지고 있다. 하지만 아직까지 용량 대비 가격이 비효율적이기 때문에 소용량의 비휘발성 메모리를 활용하여 플래시 메모리의 쓰기 연산에 대한 단점을 보완하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 FTL 에서 비휘발성 메모리를 쓰기 버퍼로 이용한 여러 가지 버퍼 관리 정책을 실험하였고 각 관리 정책에 따른 플래시 메모리의 성능 향상을 측정하였다. 실험을 통하여 최대로 읽기의 횟수는 90% 감소, 쓰기 횟수는 33% 감소, 소거 횟수는 50% 감소 효과를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2784-2790
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• 2015

컬럼-기반 데이터베이스 저장소는 우수한 입출력 성능으로 대용량 데이터 트랜잭션을 위한 매우 진보적인 모델이다. 전통적인 데이터 저장소는 빠른 쓰기 연산을 위하여 한 레코드의 속성들을 하드 디스크에 연속적으로 배치되어 있는 가로-지향 저장 모델을 활용하였다. 하지만 검색이 대부분인 데이터웨어하우스 시스템을 위해서는 월등한 판독 성능 때문에 컬럼-지향 저장소가 더 적합한 모델이 되고 있다. 또한 최근에는 플래시 메모리를 사용한 SSD가 고속 데이터 분석 시스템을 위한 적합한 저장 매체로 인식되고 있다. 본 연구에서는 플래시 미디어 파일 시스템을 기반으로 하는 컬럼-기반 데이터베이스 환경을 위한 새로운 트랜잭션 회복기법(CoSR)을 제안한다. 제안 기법은 기존의 쉐도우 페이징 기법을 개선하여 플래시 파일 시스템에서 새로운 블록에 데이터를 저장할 경우 무효화되어 폐기되는 이전 데이터 블록을 재활용하였다. 이를 위하여 제안된 컬럼-기반 쉐도우 복구 기법에 재활용 쉐도우 리스트 구조를 활용하였다. 제안 기법은 기존 쉐도우 페이징기법의 최대 단점인 쉐도우 페이지 관련 추가 저장공간의 부담을 최소화하고, 기존 복구 기법에서 컬럼 데이터 압축에 기인한 입출력 성능저하를 최소화 할 수 있다. 실험 분석결과를 통하여 CoSR기법이 기존 기법보다 17% 더 우수함을 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.125-133
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• 2014

컬럼-지향 데이터베이스 저장소는 우수한 입출력 성능으로 대용량 데이터 분석 시스템을 위한 매우 진보적인 모델이다. 전통적인 데이터 저장소는 빠른 쓰기 연산을 위하여 한 레코드의 속성들을 하드디스크에 연속적으로 배치되어 있는 가로-지향 저장 모델을 활용하였다. 하지만 검색이 대부분인 데이터웨어하우스 시스템을 위해서는 월등한 판독 성능 때문에 컬럼-지향 저장소가 더 적합한 모델이 되고 있다. 또한 최근에는 플래시 메모리를 사용한 SSD가 고속 데이터 분석 시스템을 위한 적합한 저장 매체로 인식되고 있다. 이제 플래시 메모리는 비휘발성, 낮은 전력소모, 빠른 데이터 접근 속도 등의 특징으로 최신 데이터베이스 서버의 핵심 저장 요소로 충분한 기반이 되었다. 하지만 컬럼 압축의 느린 특성과 일반 RAM 메모리에 비하여 상대적으로 느린 플래시 메모리 연산 특성을 고려하여 기존의 트랜잭션 처리 기법을 개선할 필요가 있다. 본 연구에서는 효율적인 트랜잭션 처리를 위하여 컬럼-인지 다중 버전로킹(CaMVL) 기법을 제안한다. CaMVL은 로크 관리 과정에서 플래시의 느린 쓰기 연산과 지우기 연산을 효과적으로 제어하기 위하여 멀티 버전 읽기를 허용하고 압축 로크를 허용하여 트랜잭션 처리 성능을 높인다. 또한 성능 검증을 위하여 시뮬레이션 모델을 제안하였으며 실험 결과 분석을 통하여 CaMVL이 기존의 트랜잭션 처리 기법보다 우수함을 확인하였다.