• 한국통신학회논문지
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• 제39B권7호
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• pp.425-432
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• 2014

본 논문은 멀티채널과 멀티웨이 구조를 가진 SSD의 구조적 특성을 감안한 웨어레벨링 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬은 쓰기 요청이 도착했을 때 DRAM에 저장된 데이터를 논리주소 접근 빈도에 따라 핫 데이터와 콜드 데이터로 나누고, 블록 소거횟수의 편차를 줄이도록 데이터를 할당한다. 콜드 데이터를 소거횟수가 많은 블록에 할당하여 소거횟수 증가를 억제한다. 멀티채널과 멀티웨이 구조의 SSD 시뮬레이터에 다양한 어플리케이션에서 얻어진 트레이스를 적용하여 검증한 결과, 기존의 웨어레벨링 알고리듬을 사용하는 경우에 비해 블록의 소거횟수의 차이가 평균 9.3% 줄어들고 총 소거횟수가 평균 4.6% 감소하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.121-130
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• 2017

NAND flash memory has advantages of non-volatility, little power consumption and fast access time. However, it suffers from inability that does not provide to update-in-place and the erase cycle is limited. Moreover, the unit of read/write operation is a page and the unit of erase operation is a block. Therefore, erase operation is slower than other operations. The AGC, the proposed garbage collection policy focuses on not only garbage collection time reduction for real-time guarantee but also wear-leveling for a flash memory lifetime. In order to achieve above goals, we define three garbage collection operating modes: Fast Mode, Smart Mode, and Wear-leveling Mode. The proposed policy decides the garbage collection mode depending on system CPU usage rate. Fast Mode selects the dirtiest block as victim block to minimize the erase operation time. However, Smart Mode selects the victim block by reflecting the invalid page number and block erase count to minimizing the erase operation time and deviation of block erase count. Wear-leveling Mode operates similar to Smart Mode and it makes groups and relocates the pages which has the similar update time. We implemented the proposed policy and measured the performance compare with the existing policies. Simulation results show that the proposed policy performs better than Cost-benefit policy with the 55% reduction in the operation time. Also, it performs better than Greedy policy with the 87% reduction in the deviation of erase count. Most of all, the proposed policy works adaptively according to the CPU usage rate, and guarantees the real-time performance of the system.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
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• pp.321-326
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• 2007

최근 휴대전화 디지털 카메라, 랜 스위치, 디지털 셋톱박스, 휴대용 MP3 플레이어, 노트북용 PC 카드, 내장 기기의 펌웨어 등 플래시 메모리의 활용이 증가하고 있다. 하지만 기존 저장 장치와 달리 플래시 메모리는 특정 블록에 쓰기 연산을 하기 전에 해당 블록은 미리 소거(erase-before-write)되어 있어야 하는 제약이 있으며, 각 블록은 소거될 수 있는 횟수가 제한적이다. 이런 단점들은 플래시 메모리가 대용량화됨에 따라 중요한 문제로 대두되고 있다. 이런 각 블록에 대한 소거 횟수의 제한을 해결하기 위하여 소거 횟수 평준화 기법(wear-leveling) 기법이 필수적이다. 본 논문에서는 블록의 소거 횟수의 한계를 극복하기 위한 새로운 소거 횟수 평준화 기법으로 전체 블록에 대한 소거 횟수 레벨을 두어 소거 횟수 평준화를 이루는 KM-평준화(KM-leveling)를 제안한다. KM-평준화는 소거 횟수 평준화를 위한 전체 블록의 계산 비용을 최소화하고 블록에 대한 소거 레벨을 두어 적은 공간을 사용하는 효율적인 기법이다. 본 논문은 M값 범위 이내에 각 블록의 소거 횟수들이 존재하도록 보장하는 KM-평준화를 제안한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.139-144
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• 2019

비휘발성 메모리는 높은 용량과 DRAM에 준하는 수준의 접근 성능을 제공하여 차세대 메모리 기술로 각광을 받고 있다. 최근 미국 반도체 시장을 중심으로 비휘발성 메모리가 상용화 되면서 그 활용 방법에 대한 관심은 더욱 고조되고 있다. 그러나 비휘발성 메모리는 쓰기 연산 시 셀이 마모되는 물리적 특성을 가지고 있어 마모 평준화를 수행하지 않으면 특정 셀의 과도한 마모로 메모리의 용량이 감소되는 현상이 발생할 수 있다. 본 논문은 현재 균형 이진 탐색 트리로 널리 사용되고 있는 레드-블랙 트리(Red-black tree)가 비휘발성 메모리 위에서 동작할 때 잦은 리밸런싱 동작이 트리의 상위 레벨 노드들의 빈번한 쓰기를 발생시켜 특정 셀의 마모를 가속화 시킨다는 것을 관찰하고, 이를 해결하기 위한 새로운 형태의 레드-블랙 트리를 제안한다. 실제 시스템에서 추출한 레드-블랙 트리 접근 트레이스를 활용한 성능평가에서 제안된 레드-블랙 트리는 기존 자료구조 대비 셀 간의 쓰기 횟수 편차를 최대 12.5% 감소시킴을 보여주었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.787-789
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• 2005

최근 이동성이 중요한 요소로 차지하는 기기들이 등장하면서 플래시 메모리가 각광을 받고 있다. 플래시 메모리의 소형화, 대용량화, 저전력화, 비휘발성, 고속화 그리고 충격에 강한 장점으로 인하여 많은 응용에서 디스크를 대체할 것으로 예상된다. 하지만 이런 플래시 메모리는 데이터를 기록하기 전에 해당 블록이 미리 소거가 되어야 하는 제약 조건을 가지고 있으며 각 블록들의 최대 소거 횟수가 제한되어 있다는 한계가 있다. 이때 소거 연산이 특정 블록에 집중되어 특정 블록의 수명이 단축되는 문제점을 해결하기 위하여 블록에 대한 소거 횟수 평준화 기법(wear-leveling)이 필요하다. 기존에 제안된 소거 횟수 평준화 기법은 각 블록의 소거 횟수를 유지해야하는 비용이 필요로 하거나 플래시 메모리가 대용량일 경우에는 블록 영역을 이동시키는데 비용이 발생하는 문제가 있다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 소거 횟수 평준화를 위하여 해당 블록의 소거 횟수에 대한 정보의 유지의 부담을 줄이고 플래시 메모리의 대용량화 및 디스크 대체 시에 효율적인 소거 횟수 평준화 기법을 제안하고, 실험을 통하여 성능의 우수함을 보인다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.5-10
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• 2007

According to the advantageous features of flash memory, its exploitation and application in mobile and ubiquitous related devices as well as voluminous storage devices is being increased rapidly. The inherent properties that are determined by configuration of flash memory unit might restrict the promising expansion in its utilization. In this paper, we study policies based on threshold values, instead of using global search, in order to satisfy our objective that is to decrease the necessary processing cost or penalty for recycling of flash memory space at the same time minimizing the potential degradation of performance. The proposed cleaning methods create partitions of candidate memory regions, to be reclaimed as free, by utilizing global or dynamic threshold values. The impact of the proposed policies is evaluated through a number of experiments, the composition of the optimal configuration featuring the methods is tested through experiments as well.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제53차 동계학술대회논문집 24권1호
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• pp.5-7
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• 2016

본 논문에서는 블록 생성 번호를 활용한 동적 마모도 평준화 기법을 제안한다. 지금까지 제안된 동적 마모도 평준화 기법들은 콜드 블록을 판별하기 위해 경과 시간을 사용하고 있다. 하지만 저장장치의 데이터 접근은 일정한 시간 간격으로 이루어지는 것이 아니기 때문에 이와 같은 경과 시간을 사용하는 방식은 데이터에 대한 블록 접근 정보가 왜곡될 수 있는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해, 본 논문에서 제안하는 기법은 블록을 할당할 때 블록 순차 번호를 테이블에 저장하고 이를 이용하여 블록의 접근 빈도를 판별한다. 실험에서 제한하는 기법은 기존의 CB, CAT 기법과 비교하여 최대 11% 수명이 향상됨을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.761-767
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• 2010

낸드 플래시 메모리는 블록에 새로운 데이터를 쓰고자 할 때 삭제 연산이 선행되어야 하며 일정 횟수 이상 지움 연산이 반복된 블록은 더 이상 사용이 불가능하다. 데이터의 갱신이 빈번한 핫 데이터는 블록을 빠르게 사용 불가능한 상태에 도달하게 만들 수 있고 이로써 낸드 플래시 메모리의 용량은 시간이 지남에 따라 감소할 수 있다. 본 논문에서는 데이터의 접근 패턴을 고려해 핫 데이터와 콜드 데이터를 분류하는 알고리즘을 제시한다. 이렇게 분류된 데이터 정보를 이용해 삭제 횟수가 많은 블록에 갱신 확률이 적은 콜드 데이터를, 삭제 횟수가 상대적으로 적은 블록에 갱신 확률이 높은 핫 데이터를 맵핑한다. 입력 데이터 패턴을 이용한 핫/콜드 데이터 분류 기법이 기존의 분류 기법을 사용했을 때보다 플래시 메모리의 블록 사용이 균일한 것을 실험을 통해 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권1호
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• pp.39-46
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• 2007

최근 들어 많은 임베디드 기기들이 휴대성과 성능 향상을 위해 플래시 메모리를 저장 매제로 사용하고 있다. 플래시 메모리는 일반적인 디스크와는 다른 특성과 제약 조건으로 인해 파일 시스템 설계에 있어서 여러 가지가 고려되어야 하며, 디스크와 다르게 덮어쓰기가 불가능하다. 플래시 메모리 파일 시스템은 LFS(Log-structure File System)의 형태를 가지며, 따라서 가비지 콜렉터를 사용한다. 블록을 재사용하기 위해서는 가비지 콜렉터의 역할이 크며, 가비지 콜렉터는 파일 시스템의 성능에 직접적으로 영향을 주기 때문에 플래시 메모리의 특성을 고려하여 설계해야 한다. 이에 본 논문에서는 JFFS2(Journaling Flash File System II)의 가비지 콜렉터를 개선한 플래시 메모리 파일 시스템을 제시하고, 이를 임베디드 시스템 실험 보드에서 테스트하였다. 그 결과 기존의 파일 시스템에 비해 메모리 사용률을 감소시킬 수 있었으며, 이로 인한 플래시 메모리 수명 연장, 쓰기 평준화(wear-leveling) 개선 등의 성능 향상이 나타남을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(A)
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• pp.267-268
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• 2010