• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.48 no.8
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• pp.45-52
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• 2011

Flash memory is becoming widely prevalent in various area due to high performance, non-volatile features, low power, and robust durability. As price-per-bit is decreased, NAND flash based SSDs (Solid State Disk) have been attracting attention as the next generation storage device, which can replace HDDs (Hard Disk Drive) which have mechanical properties. Especially for the single package SSD, if channel number or FIFO buffer size per channel increases to improve performance, the size of a controller and I/O pin count will increase linearly with channel numbers and form factor will be affected. We propose a novel technique which can minimize form factor by optimizing the number of NAND flash channels and the size of interface FIFO buffer in the SSD. For SSD with 10 channel and double buffer, the experimental results show that buffer block size can be reduced about 73% without performance degradation and total size of a controller can be reduced about 40% because control block per channel and I/O pin count decrease according to decrease channel number.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.462-465
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• 2011

낸드 플래시 메모리를 이용한 SSD(Solid-State Disk)는 빠른 속도와 저전력, 휴대성, 내구성 등의 특성을 가져 전통적인 저장 장치인 하드 디스크(HDD:Hard Disk Drive)를 대체할 차세대 저장 장치로 주목받고 있다. 그러나 저장 장치 성능 측정 도구는 기존의 하드 디스크의 특성을 기반으로 한 것들이 대부분으로 이를 통해 SSD의 성능을 측정하기엔 적합하지 않다. 특히 SSD는 하드 디스크에 비해 단위 공간 당비용이 수십 배 가량 높아 저장 공간의 효율적인 관리를 위해 컨트롤러(Controller)가 데이터 압축 기법을 사용하기도 하는데 이 압축 기법을 사용하는 컨트롤러에 따라 SSD는 다른 성능을 보인다. 또, 여러 가지 명령들이 한꺼번에 존재할 때 컨트롤러에 따라 이를 적절히 효율적으로 처리해주는 기능을 가지고 있는데 이 역시 SSD의 성능에 차이를 가져온다. 그러나 기존 저장 장치 성능 측정 도구는 압축 기법 유무를 판별할 수 있으면서 여러 명령들이 한꺼번에 존재할 때 SSD 성능의 차이를 파악할 수 있는 통합된 성능 측정 도구는 없다. 본 논문에서는 다양한 패턴에 따라 SSD의 특성을 측정할 수 있는 도구인 uFlip 성능 측정 도구를 기반으로, 압축 기법의 사용 유무를 판별할 수 있는 기능과 명령 큐 깊이(Command Queue Depth)에 따라 성능의 차이를 판별할 수 있는 기능을 추가하였고, uFlip 기반 수정된 성능 측정 도구로 몇 가지 상용 SSD의 성능을 평가하여 비교함으로써 추가된 기능들의 유무에 따라 SSD별로 다른 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.313-315
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• 2012

SSD(Solid State Drives)에서는 쓰기 버퍼를 활용해 쓰기 연산의 횟수를 줄임으로써 입출력 성능향상을 가져오고, 부가적으로 삭제 연산이 줄어들어 수명 향상의 효과를 얻고 있다. 하지만 지금까지의 쓰기 버퍼 관련 연구에서는 SSD의 컨트롤러 구조를 모두 고려하지 못하고 있다. 이 논문에서는 쓰기 버퍼의 데이터 히트(HIT)율을 높이기 위한 방법으로 지금까지 고려하지 못했던 SSD 컨트롤러 구조 내 명령 큐(Command Queue)의 정보를 통해 가까운 미래에 도착할 쓰기 명령을 예측하고, 이를 기존 버퍼 관리 기법에 적용하는 방안을 연구한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.302-304
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• 2011

HDD를 대체하는 저장 매체로서 SSD가 널리 자리 잡기 위해서는 더욱 빠른 속도와 용량대비 저렴한 가격이 필요하다. 이를 위해선 집적도가 높은 낸드플래시를 효율적으로 사용하는 FTL 개발 및 용량을 크게 만들 때 발생하는 여러 문제를 해결할 컨트롤러 시스템의 빠른 개발이 요구된다. 이를 위해서 신뢰성과 범용성을 갖춘 FTL 검증 플랫폼이 필요하다. 본 논문에서는 이미 발표된 검증 플랫폼을 비교 분석하며 이들의 장단점과 앞으로 더 필요한 부분을 탐색해 본다.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.8 no.7
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• pp.159-166
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• 2019

Unlike modern Solid-State Drives with DRAM, DRAM-less SSDs do not have DRAM because they are cheap and consume less power. Obviously, they have performance degradation problem due to lack of DRAM in the controller and this problem can be alleviated by utilizing host memory buffer(HMB) feature of NVMe, which allows SSDs to utilize the DRAM of host. In this paper, we show that commercial DRAM-less SSDs surely exhibit lower I/O performance than other SSDs with DRAM, but they can be improved by utilizing the HMB feature. Through various experiments and analysis, we also show that DRAM-less SSDs mainly exploit the DRAM of host as mapping table cache rather than read cache or write buffer to improve I/O performance.

• Journal of KIISE
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• v.42 no.12
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• pp.1480-1485
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• 2015

As SSDs are increasingly being used as high-performance storage or caches, attention is increasingly paid to the provision of SSDs with Quality-of-Service for I/O request streams of various applications in server systems. Since most SSDs are using the AHCI controller interface on a SATA bus, it is not possible to provide a differentiated service by distinguishing each I/O stream from others within the SSD. However, since a new SSD interface, the NVME controller interface on a PCI Express bus, has been proposed, it is now possible to recognize each I/O stream and schedule I/O requests within the SSD for differentiated services. This paper proposes Flash Operation Group Scheduling within NVME-based flash storage devices, and demonstrates through QEMU-based simulation that we can achieve a proportional bandwidth share for each I/O stream.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.352-354
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• 2012

SSD에 내장되어 있는 FTL은 매핑 기법에 따라서 성능 및 비용이 크게 달라진다. 기존의 SSD가 대부분 페이지나 슈퍼페이지 단위의 매핑을 사용했지만, 실제 워크로드에서는 그보다 작은 크기의 쓰기 요청이 많아 섹터 단위의 매핑이 요구되고 있다. 본 연구에서는 섹터 매핑 기법을 사용하는 FTL의 성능과 오버헤드에 대해서 살펴보기 위해서, 실제 SSD 제품에서 사용되었던 컨트롤러 기반의 OpenSSD라는 SSD 개발 플랫폼에서 섹터 매핑 FTL을 구현하고 실험을 진행하였다. 효과적인 섹터 매핑의 구현을 위해서 OpenSSD가 제공하는 하드웨어의 기능을 활용하고, 대용량의 매핑 정보를 효율적으로 관리하기 위한 기법들을 제안하고 있다. 실험 결과, 섹터 매핑 기법이 작은 크기의 쓰기 요청에 대해 슈퍼 페이지 매핑 기법보다 월등히 좋은 성능을 보이지만, 매핑 테이블의 오버헤드가 성능에 미치는 영향도 크다는 것을 알 수 있었다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.15 no.6
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• pp.11-15
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• 2015

SSD(Solide State Disk) Memory is gradually replacing HDD(Hard Disk Drive) for high speed data input and output processing on Internet server system. In this paper, we proposed efficient data distribution storage algorithm in DRAM based SSD. And we did performance test for proposed algorithm and existing algorithm in the same server environment condition. The result of comparison of performance test is as fellows. Data backup processing time of proposed algorithm was reduced by half than that of existing algorithm.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.454-457
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• 2011

플래시 메모리는 하드 디스크를 대체할 저장 장치로 주목 받으며 그 사용 범위가 점차 증가하고 있다. 플래시 메모리를 사용하는 시스템의 범위가 점차 증가함에 따라 플래시 메모리의 특성을 고려한 성능 평가 도구가 요구되고 있다. 그러나 현재 플래시 메모리 저장 장치의 성능 평가를 위해 사용되고 있는 성능 평가 도구들은 기존에 사용되던 하드디스크 기반 시스템의 특성들을 그대로 사용되고 있어서 플래시 메모리 시스템의 특성에 대한 분석과 개발이 필요하다. 또한, 특정 SSD 컨트롤러에서는 데이터 패턴에 따라 다른 성능을 나타나는데 성능에 중요한 영향을 주므로 고려되어야 한다. 그러므로 본 논문에서는 플래시 메모리 시스템의 성능 평가를 위해 고려해야 하는 플래시 메모리의 특성에 대해 논하고 데이터 패턴에 따른 플래시 메모리 시스템의 성능을 분석한다. 성능 평가를 위해 uflip기반 데이터 패턴에 따른 성능 측정 벤치마크 도구를 개발 하였고, 서로 다른 컨트롤러를 사용하는 SSD에서 실험을 하였다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.16 no.10
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• pp.477-482
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• 2016

This paper presents a new method of parity storing for ECC(error correcting code) in SSD (solid-state drive) and suitable structure of the controller. In general usage of NAND flash memory, we partition a page into data and spare area. ECC parity is stored in the spare area. The method has overhead on area and timing due to access of the page memory discontinuously. This paper proposes a new parity policy storing method that reduces overhead and R(read)/W(write) timing by using whole page area continuously without partitioning. We analyzed overhead and R/W timing. As a result, the proposed parity storing has 13.6% less read access time than the conventional parity policy with 16KB page size. For 4GB video file transfer, it has about a minute less than the conventional parity policy. It will enhance the system performance because the read operation is key function in SSD.